NiFe-FeMn磁性雙層膜界面交換耦合機(jī)制的研究.pdf

1、本文對鐵磁/反鐵磁雙層膜中的交換偏置效應(yīng)的界面機(jī)制進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。全文共分為二部分。 第一部分：鐵磁/反鐵磁交換偏置效應(yīng)的實驗研究。 1.制備了四個系列不同厚度的NiFe/FeMn薄膜樣品，并對其成分、結(jié)構(gòu)及磁性進(jìn)行了分析與測試。結(jié)果表明得到較好的反鐵磁釘扎效應(yīng)。 2.通過對NiFe/FeMn雙層膜磁滯回線的測量，得到了合理的交換偏置場、矯頑力及其與鐵磁層以及反鐵磁層的厚度依賴性。觀測到磁滯回線上升枝與下降枝形

2、狀不對稱的現(xiàn)象。 3.對NiFe/FeMn雙層膜鐵磁共振的實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，發(fā)現(xiàn)對于NiFe層厚度相同的雙層膜，反鐵磁層厚度較小時樣品表現(xiàn)出的單軸各向異性比較明顯；當(dāng)反鐵磁層厚度增大到某一值，此時樣品的單向各向異性非常明顯，很大程度上覆蓋掉其單軸各向異性。這個變化規(guī)律與上述靜磁測量的結(jié)果相符。對于FeMn層厚度相同的雙層膜，隨著鐵磁層厚度的增大，樣品表現(xiàn)出的單軸各向異性以及單向各向異性都逐漸降低。這個變化規(guī)律與靜磁測量的結(jié)果也基

3、本相一致。 第二部分：鐵磁/反鐵磁雙層膜交換耦合系統(tǒng)中界面復(fù)合疇壁結(jié)構(gòu)的研究。 1.利用變分原理及數(shù)值計算，對鐵磁及反鐵磁薄膜中的疇壁進(jìn)行了計算，獲得以下幾個結(jié)論：(1)鑒于雙層膜中鐵磁及反鐵磁膜通常的厚度均小于塊材中的疇壁厚度，若一個180°疇壁出現(xiàn)在鐵磁層或反鐵磁層中，將均為壓縮的疇壁。我們的計算表明，壓縮的疇壁能量很高，在能量上是不利的。(2)在磁場作用下，鐵磁膜中的疇壁發(fā)生形變，且疇壁中能量分布發(fā)生變化。疇壁中磁

4、化強(qiáng)度與磁場夾角θ很大的部分能量提高，轉(zhuǎn)動快，該部分疇壁被壓縮；而θ很小的部分能量低，甚至為負(fù)值，因而在雙層膜中出現(xiàn)一個能量低的部分鐵磁疇壁與一個角跨度小于180°的反鐵磁部分疇壁，從而構(gòu)成一個界面復(fù)合疇壁能量上有利，是合理的。認(rèn)為這個模型較前人的界面反鐵磁疇壁模型更為普遍。 2.利用界面復(fù)合疇壁模型對我們測得的磁滯回線進(jìn)行理論模擬，能夠很好的擬合出形狀不對稱現(xiàn)象，證明了界面復(fù)合疇壁結(jié)構(gòu)的存在。在模擬中發(fā)現(xiàn)，界面復(fù)合疇壁在不同磁