鐵磁-反鐵磁雙層膜中交換偏置效應(yīng)的研究.pdf

1、隨著自旋電子學(xué)發(fā)展,磁性傳感器,磁記錄讀出磁頭和非揮發(fā)性存儲(chǔ)器因其廣泛的應(yīng)用前景受到極大的關(guān)注和研究,而鐵磁/反鐵磁雙層膜的交換偏置起了重要作用。它不僅能提高了高密度磁記錄讀出頭的靈敏度,使得磁記錄存儲(chǔ)密度得到了飛速的發(fā)展。另外,它還是目前廣為關(guān)注的磁隨機(jī)存儲(chǔ)器(MRAM)的基本結(jié)構(gòu)。所以在基礎(chǔ)研究和應(yīng)用兩個(gè)方面都得到了廣泛的重視。
　　 由于鐵磁共振是研究磁性薄膜各向異性的一種有力手段,人們用其來研究鐵磁/反鐵磁雙層膜中的單向

2、磁各向異性和單軸各向異性。在鐵磁共振實(shí)驗(yàn)中,發(fā)現(xiàn)雙層膜存在各向同性的移動(dòng)現(xiàn)象,目前主要結(jié)合理論計(jì)算將其歸結(jié)為轉(zhuǎn)動(dòng)各向異性。然而,缺乏直接的證據(jù)來證明上述假設(shè)。在本文中,我們直接通過實(shí)驗(yàn)觀察到了轉(zhuǎn)動(dòng)各向異性,并研究了各向同性的移動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)各向異性與反鐵磁層厚度之間的關(guān)系。
　　 為了進(jìn)一步研究交換偏置的機(jī)理,本論文作了如下工作:
　　 一.我們用磁控濺射儀制備了Ni80Fe20(3nm)/Fe50Mn50(楔形0-6nm)的

3、樣品,并將樣品沿著楔形方向切成17塊,這樣每一小塊上的FeMn可以認(rèn)為基本上是均勻的。用振動(dòng)樣品磁強(qiáng)計(jì)(VSM)測(cè)量這系列樣品的矯頑力HC和偏置場(chǎng)HE與反鐵磁層厚度tAFM的關(guān)系。在不同角度加外場(chǎng),測(cè)量樣品的鐵磁共振(FRM),研究了不同角度加外場(chǎng)的鐵磁共振峰與反鐵磁層厚度tAFM的關(guān)系。用矢量VSM測(cè)量樣品易軸,然后在相差85度角的方向加外場(chǎng),再用矢量VSM測(cè)量易軸的偏轉(zhuǎn)角,以此證明轉(zhuǎn)動(dòng)各向異性。對(duì)上述結(jié)果進(jìn)行擬合計(jì)算。
　　

4、 VSM和FRM的結(jié)果表明隨著反鐵磁層厚度tAFM增加,矯頑力HC,各向同性共振場(chǎng)的移動(dòng)都經(jīng)歷非單調(diào)過程并且當(dāng)tAFM適中時(shí)達(dá)到極值。證明了轉(zhuǎn)動(dòng)各向異性引起了各向同性場(chǎng)的移動(dòng)這一理論假設(shè),并且根據(jù)熱激發(fā)模型,這兩者都是由可轉(zhuǎn)動(dòng)的反鐵磁顆粒導(dǎo)致的。對(duì)上述結(jié)果進(jìn)行的擬合計(jì)算同樣符合這一理論。
　　 二.另外,我們還用VSM測(cè)量樣品的磁鍛煉效應(yīng),發(fā)現(xiàn)△C/E關(guān)于tAFM的關(guān)系以及△HC/E/HC/E(n=1)與tAFM刪的關(guān)系與上述轉(zhuǎn)