磁薄膜系統(tǒng)中的磁化特性及自旋波性質的研究.pdf

1、在信息時代中，數(shù)據(jù)存儲是信息處理的重要一環(huán)，而磁記錄存儲又是數(shù)據(jù)存儲的最主要的方式。交換偏置現(xiàn)象是當今硬盤磁頭和磁隨機存儲器(MRAM)基本構件的物理基礎之一。為了提高磁記錄存儲介質的性能，研究鐵磁/反鐵磁雙層膜系統(tǒng)的物理性質顯得非常重要。 隨著磁記錄的迅速發(fā)展，磁記錄介質越來越多樣化并且可以記錄每比特率的信息。與此同時，現(xiàn)代計算機處理器速度的迅速增加要求在亞毫微秒時間間隔內將信息記錄好。為了達到這一要求，人們可以采用進動交變磁

2、化的方法，即信息磁場要在一定時間間隔內起作用。而交變磁場作用間隔由存儲媒介的自旋波激發(fā)本征頻率決定。因此，無論是理論還是實驗，對存儲介質自旋波激發(fā)的研究已經(jīng)引起了科學研究者的高度關注與興趣，并成為凝聚態(tài)物理學與材料物理學的前沿課題之一。 鑒于受限磁性膜中的磁化及自旋波激發(fā)在物理研究和實際應用中的重大意義，本文選擇“磁薄膜系統(tǒng)中的磁化特性及自旋波性質的研究”作為研究課題。本文主要包含兩部分工作： 第一，鐵磁/反鐵磁雙層膜系

3、統(tǒng)中的交換各向異性表現(xiàn)出了許多靜磁特性，例如增強的矯頑力以及磁滯回線的偏移等。當各向異性反鐵磁層與鐵磁層發(fā)生交換耦合時，鐵磁層便會呈現(xiàn)出有效各向異性，從而表現(xiàn)出不同的靜磁現(xiàn)象。其有效各向異性亦可用來解釋交換偏置雙層膜系統(tǒng)的動力學特性。我們主要研究了鐵磁/反鐵磁1/反鐵磁2交換偏置系統(tǒng)的交變磁化強度、交變滲透率及相應的疇壁特性等動力學行為。結果表明第二個反鐵磁層能較大程度地影響著交換偏置雙層膜系統(tǒng)的動力學特性。與交換偏置雙層膜系統(tǒng)相比，三

4、層膜系統(tǒng)的疇壁寬度變小了，而其疇壁能和疇壁質量都有所增加。相應地，疇壁速度減小了而相應的磁化率卻是增大的，特別是在臨界溫度附近效果更加明顯。為此，我們可增加一反鐵磁層，通過其與雙層膜系統(tǒng)的交換耦合來調節(jié)雙層膜系統(tǒng)的交換各向異性。 第二，我們研究了寬度、厚度有限而長度無限的金屬磁條中自旋波傳播的特征。 為此，運用Landau-Lifshitz方程，邊界處動態(tài)磁化強度由有效偶極邊界條件約束，得到了該體系抽運微波磁場的閾值曲線