磁薄膜系統(tǒng)中的磁化特性及自旋波性質(zhì)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(dāng)今硬盤磁頭和磁隨機存儲器(MRAM)基本構(gòu)件的物理基礎(chǔ)之一。為了提高磁記錄存儲介質(zhì)的性能，研究鐵磁/反鐵磁雙層膜系統(tǒng)的物理性質(zhì)顯得非常重要。 隨著磁記錄的迅速發(fā)展，磁記錄介質(zhì)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(nèi)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(nèi)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(zhì)自旋波激發(fā)的研究已經(jīng)引起了科學(xué)研究者的高度關(guān)注與興趣，并成為凝聚態(tài)物理學(xué)與材料物理學(xué)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(yīng)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(zhì)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(dāng)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(xué)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(yīng)的疇壁特性等動力學(xué)行為。結(jié)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(xué)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(zhì)量都有所增加。相應(yīng)地，疇壁速度減小了而相應(yīng)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(diào)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