鐵磁-反鐵磁共存復雜體系中交換偏置研究.pdf

1、交換偏置在磁傳感和磁記錄中的廣闊的應用前景和內在豐富的物理現(xiàn)象已引起了物理和材料學界的廣泛關注，因而成為近年來現(xiàn)代科學研究的熱點之一。對于交換偏置中關鍵物理問題的解決，包括對反鐵磁表面自旋分布、磁矩翻轉模式等內在機理的解決具有至關重要的意義。本文以具有交換偏置現(xiàn)象的FeCo-MnO納米顆粒、NiFe/FeMn/NiFe三層膜、La1-xSrxCoO3鈷氧化物體系為具體研究對象，研究不同體系在場冷到低溫后的磁特性、電輸運性質以及鐵磁共振性

2、質，以期揭示交換偏置的內稟機制，為解釋交換偏置中出現(xiàn)的一些奇異物理現(xiàn)象提供了相應的實驗證據(jù)。全文共分為六章，主要內容為： 第一章綜述了鐵磁/反鐵磁交換偏置的國內外研究進展，包括納米顆粒、薄膜體系以及鈣鈦礦氧化物中的交換偏置，并對本論文工作的選題依據(jù)和研究內容進行了概括性描述。 第二章介紹了與本論文工作相關的主要實驗方法和原理，包括樣品制備，X射線衍射結構分析，物性測量系統(tǒng)PPMS-9 T的交/直流磁性、電輸運測量，鐵磁共

3、振測量等。 第三章研究了球磨法制備的FeCo-MnO體系的磁學性質。研究發(fā)現(xiàn)FeCo-MnO體系的矯頑力和矩形比比FeCo體系的矯頑力和矩形比有大幅提高，而且隨著球磨時間的增加，矯頑力和矩形比都增加。FeCo-MnO體系經(jīng)過退火處理后，樣品矯頑力和矩形比在120小時處出現(xiàn)最大值。為了搞清FeCo-MnO體系矯頑力增大的機制，我們又系統(tǒng)地研究了該體系交換偏置場和矯頑力隨溫度的變化情況，發(fā)現(xiàn)矯頑力變化在120K處出現(xiàn)了一個明顯的轉變

4、，當溫度從30K升溫到120K的過程中，矯頑力迅速降低；在120K以上交換偏置現(xiàn)象消失但矯頑力隨溫度的升高而緩慢降低。由此可推斷矯頑力的增加應該歸結為交換偏置和MnO的有效隔離效應共同作用的結果。 第四章研究了用直流磁控濺射制備的NiFe(100A)/FeMn(150 A)/NiFe(100A)三層膜室溫下的鐵磁共振性質。在外加磁場沿膜面內(in-plane)和膜面外(out-of-plane)兩種共振譜中均存在兩個共振峰，分別

5、對應頂部和底部的兩個鐵磁性NiFe層。對于底部的NiFe層，發(fā)現(xiàn)其各向同性共振場的移動是負的；而對于項部的NiFe層，其各向同性共振場的移動是正的。這種現(xiàn)象的產(chǎn)生歸因于項部和底部的NiFe/FeMn界面分別具有正的和負的界面垂直各向異性。研究還發(fā)現(xiàn)底部NiFe的共振線寬要比頂部NiFe的共振線寬大，這是由于底部NiFe/FeMn界面具有更大的交換耦合能導致的。 第五章通過固相反應法制備了LaxSr1-xCoO3(x=0.08，0