交换耦合磁晶粒在长时间尺度下的热激活翻转
材料科学
2015-09-08 v1
摘要
基于Langer形式计算了双层交换耦合复合(ECC)介质中热激活磁矩反转的Arrhenius-Neel型速率系数，并应用于研究MH磁滞回线随扫场速率的依赖关系，作为层间交换耦合I的函数。单个晶粒被建模为两个交换耦合的Stoner-Wohlfarth粒子，利用一种改进的弦方法计算连接最小能态的最小能量路径，并计算得到作为外加场函数的能垒和尝试频率。由此得到描述非相互作用ECC晶粒系综演化的速率方程，并在恒定扫场速率的外加场中数值积分，计算得到作为外加场H函数的磁化强度。给出了I在一定范围内的MH磁滞回线，并提出了量化ECC介质优势的优值(FOM)。结果还用于检验某些近似模型的准确性，这些模型降低了基于Langer形式的复杂性，并对反转提供了一些有益见解。特别令人感兴趣的是最小能态的聚类，这些能态被相对较低的能垒分隔成“亚稳态(metastates)”。研究表明，虽然用“亚稳态”近似反转过程导致的精度损失很小，但可使双层ECC介质系综磁衰减的动力学蒙特卡洛(KMC)模拟运行时间减少2~3个数量级。本工作中针对两个耦合晶粒给出的基本精确结果类似于单晶粒的Stoner-Wohlfarth模型，并可作为基于KMC的相互作用双层ECC介质系统模拟研究的重要先驱。
引用
@article{arxiv.1509.02047,
title = {Thermally activated switching at long time scales in exchange-coupled magnetic grains},
author = {Ahmad M. Almudallal and J. I. Mercer and J. P. Whitehead and M. L. Plumer and J. van Ek and T. J. Fal},
journal= {arXiv preprint arXiv:1509.02047},
year = {2015}
}
备注
36 pages, 29 figures