圖形陣列的磁各向異性研究.pdf

1、隨著磁電子學(xué)的發(fā)展，磁存儲和磁記錄材料的巨大應(yīng)用前景吸引了愈來愈多的科學(xué)家對陣列薄膜的研究興趣。隨著制各的陣列中單元尺寸和單元間隔的減小到微米及亞微米，其磁性質(zhì)，如：飽和磁化強(qiáng)度、矯頑力(開關(guān)場)、剩磁比、退磁場等對單元的尺寸，形狀和單元間隔的依賴關(guān)系，開始受到人們的關(guān)注。本論文以鐵磁共振為主要研究手段，輔助以磁性和磁光測量，對微米亞微米矩形陣列NiFeCo單層膜和三明治結(jié)構(gòu)的NiFeCo/Cu/NiFeCo多層膜的磁各向異性進(jìn)行了較為

2、系統(tǒng)的研究。同時還研究了300nm、900nm、10μm以及更大的的NiFe正方形單元陣列薄膜進(jìn)行了系統(tǒng)的各向異性的對比，得到的主要結(jié)果如下： 1、電子束刻蝕微米亞微米矩形陣列NiFeCo單層膜、微米亞微米矩形陣列NiFeCo三層膜的實驗和理論研究。用掃描電子顯微鏡(SEM)確定了薄膜成分和陣列單元的尺寸、矩形比。NiFeCo單層膜，矩形單元的寬為0.6μm，長度為0.9和6μm，矩形比為1.5和10。NiFeCo三層膜結(jié)構(gòu)為N

3、iFeCo/Cu/NiFeCo，薄膜的矩形比固定為12，長和寬分別為0.25μm×3μm、0.45μm×5.4μm以及0.6μm×7.2μm。 (1)圖形薄膜確實存在著明顯的面內(nèi)形狀各向異性，面內(nèi)形狀各向異性表現(xiàn)出兩度對稱的形式，其易磁化方向沿矩形單元的長邊方向；難磁化方向沿矩形單元的短邊方向。 (2)形狀各向異性主要來源于均勻退磁場的貢獻(xiàn)，其次還來源于非橢球單元的不均勻退磁場的貢獻(xiàn)，隨著單元尺寸的減小，不均勻退磁場對形

4、狀各向異性的貢獻(xiàn)逐漸增大。 (3)在薄膜厚度比單元橫向尺寸小得多的情況下，面內(nèi)各向異性的大小隨著薄膜中矩形單元的矩形比增加而增加；在薄膜厚度和單元矩形比相同的情況下，面內(nèi)形狀各向異性隨單元寬度的減小而增加。 (4)對于NiFeCo/Cu/NiFeCo三層矩形單元陣列圖形膜得到與單層圖形薄膜相似的結(jié)果。Cu層的插入對面內(nèi)的形狀各向異性影響不大。 2、正方形單元圖形薄膜磁性研究和微磁學(xué)研究對300nm、900nm、1

5、0μm以及更大的NiFe正方單元磁性陣列的磁各向異性進(jìn)行鐵磁共振研究，研究表明： (1)300nm、900nm、10μm正方單元磁性陣列薄膜的面內(nèi)形狀各向異性表現(xiàn)出四度對稱的形式，易磁化方向沿正方單元的正方邊0°方向，難磁化方向沿正方單元的對角線45°方向。 (2)面內(nèi)形狀各向異性隨著單元尺寸的增大而減小。 (3)大于50μm的正方單元陣列薄膜形狀對面內(nèi)各向異性的影響可以忽略不計。 3、利用微磁學(xué)模擬的手段探索了