鐵磁-反鐵磁共存復(fù)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(yīng)用前景和內(nèi)在豐富的物理現(xiàn)象已引起了物理和材料學(xué)界的廣泛關(guān)注，因而成為近年來現(xiàn)代科學(xué)研究的熱點之一。對于交換偏置中關(guān)鍵物理問題的解決，包括對反鐵磁表面自旋分布、磁矩翻轉(zhuǎn)模式等內(nèi)在機理的解決具有至關(guān)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(zhì)以及鐵磁共振性

2、質(zhì)，以期揭示交換偏置的內(nèi)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(yīng)的實驗證據(jù)。全文共分為六章，主要內(nèi)容為： 第一章綜述了鐵磁/反鐵磁交換偏置的國內(nèi)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(nèi)容進行了概括性描述。 第二章介紹了與本論文工作相關(guān)的主要實驗方法和原理，包括樣品制備，X射線衍射結(jié)構(gòu)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(xué)性質(zhì)。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(zhuǎn)變

4、，當(dāng)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(yīng)該歸結(jié)為交換偏置和MnO的有效隔離效應(yīng)共同作用的結(jié)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(zhì)。在外加磁場沿膜面內(nèi)(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(yīng)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(dǎo)致的。 第五章通過固相反應(yīng)法制備了LaxSr1-xCoO3(x=0.08，0