
【计】 bubble material; magnetic bubble material
磁泡材料(Magnetic Bubble Material)是一种具有垂直磁各向异性的磁性薄膜材料,其英文术语在电子工程与材料科学领域通用。这类材料在外加磁场作用下会形成圆柱形磁畴结构,因其形似气泡而得名。典型的磁泡材料包括钆镓石榴石(Gd₃Ga₅O₁₂)等稀土过渡金属合金,其磁畴直径可控制在微米量级,适用于高密度信息存储。
从物理特性分析,磁泡材料的能量密度公式可表示为: $$ E = frac{K_u t}{mu_0 M_s} $$ 其中$K_u$为单轴各向异性常数,$t$为薄膜厚度,$M_s$为饱和磁化强度。该公式揭示了材料稳定性与各向异性强度的正相关性(《材料科学进展》,2023年刊)。
根据中国材料研究学会技术报告,磁泡存储器曾在20世纪70-80年代作为非易失性存储介质应用于早期计算机系统,其存取速度达微秒级,存储密度比传统磁盘高两个数量级。美国物理联合会出版的《应用物理快报》记载,钇铁石榴石(YIG)单晶薄膜因其低矫顽力和高畴壁迁移率,成为实现磁泡稳定传输的关键材料体系。
磁泡材料是一种在外加磁场作用下能形成圆柱形磁畴的特殊磁性材料,其名称来源于这些磁畴在垂直观察时类似气泡的外观。以下是详细解释:
定义与基本原理
磁泡材料属于强磁性薄膜材料,当施加垂直于膜面的磁场时,材料内部会形成圆柱状的反磁化畴(即磁泡)。这些磁畴的磁化方向与外部磁场相反,直径通常在微米或纳米级别(1-1000微米不等),且可通过微小磁场操控移动。
关键特性
主要应用
磁泡材料多用于磁泡存储器,其通过磁泡的存在(“1”)或消失(“0”)实现二进制数据存储。此类存储器具有体积小、功耗低(5-10 W)、抗辐射及高可靠性等特点,适用于航空航天和高性能计算领域。
材料类型与发展
常见类型包括石榴石型(如钇铁石榴石YFeO₃)、磁铅石型等,其中石榴石因泡径小、温度稳定性优而应用广泛。近年来,纳米级磁泡材料的研发进一步推动了存储密度的提升。
总结而言,磁泡材料结合了独特的磁畴特性与薄膜技术,在信息存储领域展现了高效、稳定的优势。
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