磁晶各向異性梯度對硬磁-軟磁多層膜磁性能的影響.pdf

1、本文通過微磁學(xué)方法，系統(tǒng)計(jì)算了在垂直取向和平行取向下，交換耦合雙層膜FePt(60 nm)/Fe(5 nm)、FePt(30 nm)/Fe(10 nm)/FePt(30 nm)三層膜和[FePt(6nm)/C(1，2，3，4，5nm)]5/Fe(5 nm)/[C(5，4，3，2，1nm)/FePt(6 nm)]5梯度模的磁矩空間分布、角度分布和磁滯回線。主要研究結(jié)果如下:
　　1)無論是垂直取向還是平行取向，在磁化反轉(zhuǎn)過程中磁矩均

2、是從邊緣開始偏轉(zhuǎn);不同的是垂直取向下，雙層膜在退磁過程中出現(xiàn)了Vortex態(tài)，三層膜中出現(xiàn)了“S”態(tài)，梯度薄膜則直接從一致取向狀態(tài)完全反轉(zhuǎn)。平行取向下，雙層膜在磁化反轉(zhuǎn)過程中并未出現(xiàn)Vortex態(tài)，而是出現(xiàn)的左右對稱的“C”態(tài)和“樹葉”態(tài)，三層膜和梯度薄膜在退磁過程中僅出現(xiàn)了左右對稱的“C”態(tài);磁矩的不同分布情況與退磁能、外場和易軸的取向、材料的磁晶各向異性、形狀各向異性能等因素有關(guān)。
　　2)從角度分布圖上，我們可以發(fā)現(xiàn)垂直取向

3、和平行取向有共同點(diǎn):雙層膜成核是在軟磁表面，而三層膜和梯度薄膜則是在軟磁中心，并且三層膜與梯度薄膜的角度分布關(guān)于軟磁中心對稱減小的;在硬軟磁界面處的磁矩不會出現(xiàn)跳變，是一個連續(xù)的角度分布過程，這主要是因?yàn)橛曹洿沤缑嫣帍?qiáng)的交換耦合作用。不同的是:隨著外場的進(jìn)一步減小，垂直取向下疇壁的擴(kuò)展速度更大，這主要是由于垂直取向下退磁能的影響。
　　3)從磁滯回線圖上，我們可以看到:在垂直取向下，雙層膜在退磁過程中因?yàn)閺?qiáng)的界面交換耦合作用，出現(xiàn)

4、了Asti等人磁相圖中的交換彈簧磁體;三層膜中出現(xiàn)了退耦合磁體;梯度薄膜由于具有更強(qiáng)的交換耦合作用，出現(xiàn)了剛性磁體。平行取向下，磁滯回線幾乎都呈矩形，方形度比垂直取向更高，這說明平行取向下界面間的交換耦合作用更強(qiáng)，可以看作剛性磁體。
　　4)通過對矯頑力的分析，我們發(fā)現(xiàn)在垂直取向下:由于硬軟磁間的交換耦合作用，雙層膜FePt(60 nm)/Fe(5 nm)的矯頑力低于FePt薄膜;三層膜的矯頑力低于雙層膜的矯頑力，這主要是因?yàn)楫牨?/p>