パターン化媒体中の磁性ナノ粒子のシミュレーション

图案介质中磁性纳米颗粒的模拟

基本信息

批准号：
03F03199
负责人：
岡部豊
金额：
$ 1.09万
依托单位：
Tokyo Metropolitan University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2005
项目状态：
已结题

项目摘要

近年の微細加工技術の発展により、シグナルドメインのナノ粒子を整列させた、パターン化媒体を制御することが可能となってきた。これは、磁気記録素子としての応用が期待でき、注目を集めている。本年度は、磁性ナノ粒子系の磁化反転の問題と共に、非平衡reweighting法を開発、磁性体の交換バイアスの問題の研究を行った。第一に、昨年度に引き続き、ナノ粒子系の磁化反転の問題を扱った。磁化に関するマスター方程式を導き、Mathematicaの数式処理の利用により厳密にそのマスター方程式を解く方法を昨年度提案したが、このようなマスター方程式の取り扱いと、実際のダイナミックスに基づく実時間との対応関係を論じた。第二、昨年度開発した非平衡過程に対するreweighting法を具体的な問題へ応用した。統計学で用いられるSequential Importance Sampling法に基づいた非平衡reweighting法を、本質的に非定常相転移を示す系の相転移の問題に適用した。具体的には、driven diffusive格子ガスモデルの相転移の研究に適用し、有限サイズスケーリングの解析と合わせて、動的臨界指数zを論じた。第三に、磁性体のヒステリシスループに非対称性の現れる交換バイアス問題に取り組んだ。反強磁性体と結合した強磁性体に見られるが、その詳細な機構は明らかでない。反強磁性体のドメイン構造が重要な役割を果たすと考え、ドメイン構造を仮定したモデルを立て、多成分の平均場方程式を解くことにより、交換バイアスのドメインサイズ依存性、冷却磁場依存性、反強磁性層の厚さ依存性などを明らかにすることに成功した。

微加工技术的最新发展使得控制信号域纳米颗粒排列的图案化介质成为可能。由于有望应用于磁记录元件，因此受到关注。今年，除了磁性纳米颗粒系统中的磁化反转问题外，我们还开发了一种非平衡重加权方法，并研究了磁性材料中的交换偏压问题。首先，从去年开始，我们解决了纳米粒子系统中的磁化反转问题。去年，我们提出了一种导出与磁化相关的主方程并严格使用所讨论的 Mathematica 数学处理来求解主方程的方法。其次，我们将去年开发的非平衡过程重加权方法应用于具体问题。基于统计学中使用的顺序重要性采样方法的非平衡重新加权方法被应用于本质上表现出不稳定相变的系统中的相变问题。具体来说，我们将其应用于驱动扩散晶格气体模型中的相变研究，并讨论了动态临界指数 z 以及有限尺寸缩放的分析。第三，我们解决了磁性材料磁滞回线中出现不对称性的交换偏置问题。在铁磁体与反铁磁体的结合中观察到了这种现象，但详细机制尚不清楚。考虑到反铁磁材料的磁畴结构起着重要作用，我们创建了一个假设磁畴结构的模型并求解多分量平均场方程，以研究交换偏置的磁畴尺寸依赖性、冷却磁场依赖性和反铁磁场我们成功地阐明了铁磁层的厚度依赖性。