磁畴观测方法现状与展望

磁性材料的宏观磁性能主要是由磁畴结构及其运动变化方式所决定,因此磁畴图像的观测是一个很重要的研究课题。目前,磁畴观测的方法已有很多种,如粉纹法、磁光效应法、电子全息法等。本文主要介绍了各种磁畴观测方法的特点及发展状况,与铁磁学、电子信息、磁性材料及器件等学科的关系,指出磁畴观测方法的发展趋势,磁畴实验技术和装置的发展与完善将为磁畴动力学研究提供基础。     

基于深度学习的电工钢片磁畴磁化过程预测与特征量提取

高效电工产品的研发离不开对低损耗高品质电工钢磁特性的准确表征，而电工钢磁畴结构及其动态磁化特征量的提取是实现从介观磁化机理到宏观特性模拟的桥梁。该文利用磁光克尔显微镜对外加磁场下取向电工钢片磁畴结构的动态演变过程进行了观测和研究。首先在不同方向的外加磁场下，获取了磁场由饱和到零再到反向饱和的磁化过程中电工钢磁畴结构动态演变的图像信息，分析了磁畴重组、湮灭、成核的过程；其次为了获取足够多的可以表征电工钢片磁化特征的磁畴图像信息，对比研究了基于深度学习理论的两种神经网络——基于卷积神经单元的长短期记忆神经网络（ConvLSTM）和基于卷积神经单元的门控循环单元（ConvGRU）对磁畴动态演变图像的预测；最后在此基础上，提出了以磁畴面积作为特征参量表征样片动态磁化过程及磁畴状态的方法。结果表明，所提取的特征量能够有效地表征样片的磁化程度及其内部磁畴的演变过程，为进一步实现基于磁畴磁化机理的宏观磁滞模型奠定基础。     

磁性材料磁畴动态观测仪的研制

磁性材料的宏观磁性能主要是由磁畴结构及其运动变化方式所决定,因此磁畴图像的观测是一个很重要的研究课题。目前,磁畴观测的方法已有很多种,如粉纹图法、磁光效应法、电子全息法等。基于磁光法拉第效应原理,我们设计了一台数字化的磁畴动态观测仪。本文详细介绍了该仪器的测量原理、仪器组成、操作技巧及其应用等,具体给出了对石榴石型材料薄膜(YSmBi)3(FeGa)5O12磁化过程的观测结果,并且就如何进一步提高该仪器的性能进行了分析。     

磁光材料的典型效应及其应用

磁光材料是一类品种繁多、应用广泛的重要的功能材料.近年来,随着激光、计算机、信息、光纤通信等技术的发展,各种磁光材料--磁光玻璃、磁光薄膜、磁性液体、磁性光子晶体和磁光液晶等发展极为迅速.本文简介了磁光效应(包括法拉第效应、克尔效应、塞曼效应和磁致双折射效应等)的基本理论以及各种磁光材料和磁光器件的研究新进展.     

磁光记录材料读写老化实验系统

利用热磁记录方法,通过聚焦到微米级的激光束可将亚微米级的磁畴写入磁光记录薄膜中去。而利用极向克尔效应则可读出磁畴信息。其特点是记录介质可擦,重复使用。本文提出一种磁光记录材料读写老化试验系统。在脉冲重复频率约50kHz 范围内为磁光薄膜提供擦写用的高达数万安每米的连读正负极性的脉冲磁场,脉宽τ。约2μs。讨论了在电感负载上获得窄脉冲大电流的方法。利用二阶 RLC 网络其输出电流可获得较佳的效果。     

静态磁光薄膜表面温度场的有限元法分析

建立了磁光薄膜在脉冲激光作用下的传热模型,利用有限元法对磁光薄膜表面的温度场进行了模拟计算,讨论了磁光薄膜在不同环境温度下的升温特性,这些结果可以用于对磁光薄膜宽温化、表面温度特性、磁光记录畴尺寸和表面形貌等的研究。     

基于梯度分割的磁光记录薄膜磁畴图像特征提取

提出了一种基于梯度分割的图像特征提取方法,对低对比度磁光记录薄膜磁畴图像进行处理.该方法采用如下三个步骤:首先,采用Lee滤波器进行预滤波和消除噪声;接下来进行梯度特征分割,将目标区域从背景中提取出来;最后对边缘进行连接并计算磁畴的特性参数.本文重点在于梯度特征分割方法.     

重掺杂Bi:YIG溅射薄膜的磁和磁光性能

用磁控溅射 快速退火晶化处理在YAG、Al2O3基片上制备了重掺杂Bi:YIG磁光薄膜,利用X射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)、磁光克尔仪/光学分度计、振动样品磁强计(VSM)分别研究了薄膜的微结构、磁光性能和磁性能.薄膜的饱和磁化强度为135～139 kA/m,不同基片上制备的薄膜的矫顽力不同,薄膜的法拉第角在450～610nm的光波段范围内约为3～5°/μm;当退火温度在600℃时,在两种基片上制备的薄膜透射率谱非常相似,当退火温度为800℃时,在Al2O3基片上的薄膜透射率谱将出现一个台阶.     

NdFeB磁体磁化及温度处理后磁畴结构的变化

采用磁力显微镜(Magnetic force microscopy,MFM)和X射线衍射(XRD)研究了烧结NdFeB磁体磁化及125℃高温处理后的磁畴结构,分析了磁化及温度处理对磁体物相成分及磁畴结构的影响。结果发现,磁化及高温处理后磁体的相结构没有发生变化,而磁畴结构却发生明显变化;开路磁通的变化是磁畴结构变化引起的。     

Mn对FeCuSiBNb纳米晶合金的高频磁特性和微观结构的影响

通过差示扫描量热仪（DSC）、X射线衍射仪（XRD）、透射电子显微镜（TEM）、磁光克尔显微镜（MOKE）、直流B-H仪和阻抗分析仪等手段研究了Mn元素对FeCuSiBNb合金的热稳定性、高频磁性能、微观结构和磁畴的影响。结果表明：Mn元素对合金的第一与第二晶化温度区间和矫顽力的影响非常小,但可提高合金的高频磁导率和适用退火温度区间。与无Mn合金相比,Mn掺杂合金在10 kHz下磁导率可提高36.5%,且可抑制Fe₃B相的析出。这种良好的高频特性可归因于Mn元素的掺杂降低了纳米晶合金的平均晶粒尺寸,改善了磁畴结构的均匀度,从而降低了钉扎场。