
磁泡(magnetic bubble)是固体磁性材料中形成的圆柱形磁畴结构,其直径通常在微米量级。该术语源于其在外加磁场作用下呈现的可移动圆泡状特性。在电子工程领域,磁泡存储器(Magnetic Bubble Memory)指利用这种磁畴结构进行数据存储的技术,其工作原理基于磁场控制磁泡的生成、移动和检测。
从物理特性分析,磁泡的形成需满足以下条件: $$ H_{ext} geq frac{2K_u}{Ms} $$ 其中$H{ext}$为外加磁场强度,$K_u$为磁晶各向异性常数,$M_s$为饱和磁化强度。这种非易失性存储技术曾在20世纪70-80年代应用于航天器和工业控制系统。
权威文献显示,钇铁石榴石(YIG)等铁氧体材料是实现磁泡存储的关键介质,其晶体结构能有效约束磁畴运动。《IEEE磁学汇刊》记载该技术最高存储密度曾达4Mbit/cm²,响应速度在微秒量级。当前该技术虽已被半导体存储替代,但其物理原理仍被应用于自旋电子学研究和磁畴壁存储器开发。
磁泡是磁性材料中一种特殊的圆柱形磁畴结构,其形成和应用涉及以下核心要点:
磁泡指在特定磁性薄膜(如稀土石榴石铁氧体)中,垂直于膜面施加磁场时,原本蜿蜒的条状磁畴收缩形成的圆柱状稳定磁化区域。因其从膜面观察形似漂浮的气泡而得名。
主要采用稀土-过渡金属合金薄膜或稀土石榴石型铁氧体材料,这类材料具有:
磁泡技术曾用于高密度存储器,优势包括:
注:当前磁泡存储器已逐步被半导体存储技术取代,但其原理仍对自旋电子学等领域有研究价值。
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