
磁泡(magnetic bubble)是固體磁性材料中形成的圓柱形磁疇結構,其直徑通常在微米量級。該術語源于其在外加磁場作用下呈現的可移動圓泡狀特性。在電子工程領域,磁泡存儲器(Magnetic Bubble Memory)指利用這種磁疇結構進行數據存儲的技術,其工作原理基于磁場控制磁泡的生成、移動和檢測。
從物理特性分析,磁泡的形成需滿足以下條件: $$ H_{ext} geq frac{2K_u}{Ms} $$ 其中$H{ext}$為外加磁場強度,$K_u$為磁晶各向異性常數,$M_s$為飽和磁化強度。這種非易失性存儲技術曾在20世紀70-80年代應用于航天器和工業控制系統。
權威文獻顯示,钇鐵石榴石(YIG)等鐵氧體材料是實現磁泡存儲的關鍵介質,其晶體結構能有效約束磁疇運動。《IEEE磁學彙刊》記載該技術最高存儲密度曾達4Mbit/cm²,響應速度在微秒量級。當前該技術雖已被半導體存儲替代,但其物理原理仍被應用于自旋電子學研究和磁疇壁存儲器開發。
磁泡是磁性材料中一種特殊的圓柱形磁疇結構,其形成和應用涉及以下核心要點:
磁泡指在特定磁性薄膜(如稀土石榴石鐵氧體)中,垂直于膜面施加磁場時,原本蜿蜒的條狀磁疇收縮形成的圓柱狀穩定磁化區域。因其從膜面觀察形似漂浮的氣泡而得名。
主要采用稀土-過渡金屬合金薄膜或稀土石榴石型鐵氧體材料,這類材料具有:
磁泡技術曾用于高密度存儲器,優勢包括:
注:當前磁泡存儲器已逐步被半導體存儲技術取代,但其原理仍對自旋電子學等領域有研究價值。
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