Gd／FeMn磁性薄膜交换偏置特胜研究

本文采用直流磁控溅射方法制备Ta／Gd／FeMn／Ta多层膜，研究不同温度下样品的磁滞回线和磁性。研究表明。Ta／Gd／FeMn／Ta多层膜的交换偏置场随测量温度的升高由负值逐渐变为正值，矫顽力随测量温度的升高而减小，当温度接近或超过Gd的居里温度时矫顽力和交换偏置场均消失。出现上述现象的原因是铁磁层Gd的易磁化轴随温度的变化而变化所致。     

铁磁/反铁磁多层膜中纵向和垂直交换偏置

对于坡莫合金／CoO和坡莫合金／FeMn多层膜,无论是纵向交换偏置还是垂直交换偏置,其交换偏置场和矫顽力均随温度的升高而减小．研究表明：垂直交换偏置的建立可以产生垂直各向异性,其独特的温度特性使其在光磁混合记录技术方面有潜在的应用价值。     

Co/Co3O4双层膜中的交换偏置

在磁控溅射系统中利用Co靶和Co3O4靶制备了Co/Co3O4双层膜.振动样品磁强计(VSM)结果显示在测量温度高于Co3O4的奈耳温度时,交换偏置场HE仍然存在,多功能光电子能谱(XPS)分析表明在靠近Co层一侧Co3O4层被还原成一薄层的CoO.当Co3O4层的厚度低于3.5 nm时,Co3O4完全被还原成CoO.     

Co-NiO/FeNi双层膜的交换偏置效应

金属Co片和NiO靶材通过溅射得到Co-NiO薄膜, 当Co含量为25.2％时, Co-NiO/FeNi双层膜的偏置场H_E最大, 是未掺入Co时NiO/FeNi偏置场的3倍. 分析表明,金属Co的团簇镶嵌在NiO基质中, 该结构可提高铁磁/反铁磁双层膜的偏置效应.      

Ni／NiO交换偏置系统的制备与测试

将具有60keV能量的O离子注入通过分子外延束方法生长的Ni铁磁性薄膜,再将注入离子与基质原子发生化学反应所生成的反铁磁性NiO颗粒镶嵌于铁磁性薄膜中,在Ni／NiO界面处通过交换相互作用构建起交换偏置系统,在对系统进行场冷后,成功测量到磁滞回线的平移,在此基础上研究了系统的微观结构和磁特性,并对其中交换偏置的来源做出初步解释．通过调制注入离子的剂量,系统研究了不同因素对交换偏置的影响,优化了交换偏置系统的制备方法．     

表面活性剂Bi对自旋阀多层膜交换耦合场的影响及其微结构分析

采用磁控溅射方法制备了Ta(10nm)/NiFe(8nm)/Cu(2.6nm)/NiFe(3.6nm)/FeMn(9nm)/Ta(10nm)自旋阀多层膜.在Cu/NiFe界面沉积适量厚度的Bi原子能够有效地提高交换耦合场,沉积过量的Bi原子会导致交换耦合场下降.X射线光电子能谱分析结果表明:沉积在Cu/NiFe界面的Bi原子可以有效地抑制Cu原子在NiFe层表面的偏聚;当沉积过量的Bi原子时,Bi原子会进一步迁移到FeMn中,形成杂质,从而破坏了FeMn的反铁磁性,使交换耦合场降低.     

双二次耦合场对铁磁/反铁磁双层膜中交换偏置场的影响

研究了界面双线性耦合和双二次耦合对铁磁/反铁磁双层膜中交换偏置场的影响.结果表明:随着双线性耦合场或双二次耦合场的增加,交换偏置场的最大值位置向易轴靠近.另外,交换偏置场随外磁场角度的变化曲线随着双二次耦合场的增加,逐渐趋于正弦图像.其根源在于双二次耦合场与铁磁层单轴各向异场二者作用相互抵消,使曲线趋于光滑.铁磁层的磁滞回线对双二次耦合场也有一定的依赖.     

坡莫合金纳米盘中交换偏置的涡旋动力学行为

提出铁磁反铁磁界面交换作用模型,并采用数值计算方法对在交换偏置场作用下坡莫合金纳米盘中涡旋的动力学行为进行研究.计算表明,在这种涡旋形钉扎场的作用下,涡旋核的螺旋运动频率会增大,而且随着铁磁/反铁磁之间界面交换作用的增加而线性增加;同时涡旋核向平衡位置的弛豫时间缩短,交换偏置作用起到了阻尼的效果.当有外磁场作用时,交换偏置使得铁磁层涡旋核运动轨迹不再是简单的螺旋曲线,核到盘中心的距离振荡增加直到达到一个稳定值.     

应力对铁磁/反铁磁双层体系交换偏置场的影响

研究在铁磁/反铁磁层体系中,当铁磁层中存在应力时对体系交换偏置场的影响.分别计算了改变应力大小和方向两种情况下,磁滞回线的变化以及偏置场随外磁场角度依赖关系的改变.结果表明:应力场沿着易轴方向时,偏置场随外磁场角度依赖关系表现为随着应力场的增大,偏置场的最大值变大,其最大值所对应的位置逐渐远离易轴.在外磁场与易轴成一定角度时,交换偏置场向左移动,并且阻碍沿磁场方向的磁化随着应力场的增加;当应力场旋转90°时,偏置场随外磁场角度依赖关系表现为随着应力场的增大,偏置场的最大值减小,其最大值所对应的位置逐渐靠近易轴.在外磁场与易轴成一定角度时,交换偏置场向右移动,并且促进沿磁场方向的磁化随着应力场的增加.     

相分离体系Nd_(0.85)Sr_(0.15)CoO_3的自旋玻璃行为

采用固相反应法合成Nd0.85Sr0.15CoO3多晶样品,应用物理性质测试系统对样品进行直流磁化强度、交流磁化率及交换偏置现象的测试,系统研究了Nd0.85Sr0.15CoO3的自旋玻璃行为。直流磁化强度测试结果显示零场冷却热磁曲线在冻结温度出现峰值,交流磁化率的测试可以看出曲线的峰值随着交流磁场的频率发生变化,而且在磁滞回线的测试结果中观察到与测试场有关的交换偏置现象。直流磁化强度、交流磁化率的测试结果表明,在低温时Nd0.85Sr0.15CoO3为自旋玻璃态。交换偏置现象的出现为自旋玻璃区域位于铁磁团簇和非磁区域之间形成二者之间的界面层提供了强有力的证据。上述结果表明自旋玻璃行为导致了Nd0.85Sr0.15CoO3的相分离。     

磁性材料的交换偏置效应浅谈

交换偏置效应的根源在于铁磁反铁磁界面处交换各向异性能的存在,该效应导致磁滞回线偏置,已应用于信息存储技术及永磁体磁性增强。文章介绍了磁性材料的交换偏置研究进展情况、交换偏置效应的应用、交换偏置计算模型、交换偏置材料制备手段等方面,展望了在新理论、新实验技术的推动下交换偏置研究的前景。针对òscar Iglesias等提出的计算交换各向异性能的公式,提出了通过自洽场理论来得到更为准确的结果。     

Fe掺杂对Zn1 xCoxO纳米晶体结构及磁性行为的影响

利用溶胶-凝胶法制备了Fe掺杂Zn1 xCoxO(x=001~002)纳米晶体.通过XRD,TEM和VSM对其结构、晶格参数和磁性进行了表征和分析.所有样品都没有检测到非晶态产物以及Fe,Co团簇等第二相,即Fe掺杂没有改变Zn1 xCoxO晶体的纤锌矿型ZnO结构、晶粒度大小以及室温铁磁性.随着Fe掺杂浓度的提高,饱和磁化强度、剩余磁化强度和矫顽力等磁性参数都有相应的改善.Fe掺杂还引起了交换偏置,并且,该现象随着Fe掺杂浓度的提高而增强;但是,单原子Fe对饱和磁化强度的贡献低于单原子Co对自发磁化强度的贡献,这表明Fe,Co共掺杂ZnO材料与Co掺杂ZnO材料的磁性机制有所不同.     

单轴与交换各向异性垂直条件下外应力对FM/AFM体系交换偏置的影响

从单轴各向异性、交换各向异性、外应力三方面出发,根据Stoner-Wohlfarth模型及能量极小值原理,主要研究了在单轴各向异性与交换各向异性垂直条件下,改变外应力的方向对铁磁/反铁磁体系交换偏置角度依赖关系的影响.数值计算表明改变外应力的方向,可以使体系在单稳态与双稳态之间转变,导致角度依赖关系发生显著变化.     

Chemical states of the atoms in magnetic multilayersTa/NiOx/Ni81Fe19/Ta and Co/AlOx/Co

Ta/NiOx/Ni81Fe19/Ta and Co/AiOx/Co multilayers were prepared by rf reactive and dc magnetron sputtering. The exchange coupling field (Hex) and the coercivity (Hc)of NiOx/Ni81Fe19 as a function of the ratio of Ar to O2 during the deposition process were studied. The composition and chemical states at the interface region of NiOx/NiFe were also investigated using the X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and peak decomposition technique. The results show that when the ratio of Ar to O2 is equal to 7 and the argon sputtering pressure is 0.57 Pa, the x value is approximately 1and the valence of nickel is +2. At this point, NiOx is antiferromagnetic NiO and the corresponding Hex is the largest.As the ratio of Ar/O2 deviates from 7, the Hex will decrease due to the presence of magnetic impurities such as Ni+3 or metallic Ni at the interface region of NiOx /NiFe, while the Hc will increase due to the metallic Ni. Al layers in Co/AIOx/Co multilayers were also studied by angle-resolved XPS. Our finding is that the bottom Co could be completely covered by depositing an Al layer about 1.8 nm. The thickness of AIOx was 1.2 nm.     

偏压对电弧镀TiN薄膜结构和机械性能的影响

采用SA-6T电弧离子镀设备在抛光后的W18Cr4V高速钢表面沉积TiN薄膜,在其他参数不变的情况下,考察偏压对薄膜结构和机械性能的影响.通过扫描电镜观察了TiN薄膜的表面形貌,采用X射线衍射仪对结构进行物相分析,利用XP-2台阶仪测试了薄膜的厚度,并用纳米压痕仪和多功能表面测试仪分别对薄膜的硬度和膜基结合力进行测量.结果表明：随着负偏压的增加,具有面心立方结构的TiN薄膜沿（111）密排面的择优生长明显加强;薄膜厚度（沉积速率）呈现先增大后减小的趋势,在负偏压为100V时达到最大;薄膜综合力学性能在负偏压为200V时达到最佳.     

可压缩偏流条件下穿孔板声阻抗率的分析

从理论上研究了一维可压缩偏流对穿孔声阻抗率的影响，并分析了偏流对穿孔粘滞效应的影响；在实验中，利用真空泵流装置建立了存在偏流时的穿孔板声阻抗率测量系统，测量了一定频率范围内两块不同厚度穿孔板在不同偏流流速时声阻抗率的变化规律．在偏流情况下，穿孔板相对声阻率的理论结论和实验数据吻合很好.