Gd-Co系非晶薄膜垂直于膜面的磁各向异性的起源

本文认为,被网状非磁性介质(包括空隙)包围的磁性柱状组织的形状各向异性是Gd-Co系非晶膜磁各向异性的主要来源,由于Gd的易氧化和择优再溅射,使磁性柱表面层的磁性Gd含量低于柱内部,各向异性常数K_u可近似地表为: K_u=K_aM_a~2+k_bM_b~2+K_(ab)M_aM_b,其中M_a和M_b分别为柱内部和表面层构平均磁化强度,K_a,K_b和K_(ab)是与膜结构的几何尺寸有关的系数。根据两种M_s(T)显著不同的偏压溅射Gd-Co-Mo膜的K_u(T)和M_s(T)的实验资料,用上式分别计算了它们的M_a(T)和M_b(T),结果表明,这两种膜的M_a(T)都呈现Gd含量多于平均成份2—4％的Gd-Co-Mo膜的M_s(T)特性,其中M_s(T)有低抵消点的膜还呈现出磁抵消点的特性,M_b(T)则呈现富Co膜的特性。这表明本文的模型基本正确,计算表明,这些膜的非磁性介质占20％以上,且柱的表面层厚度不很薄,用本文的模型还解释了K_u与膜的氧化程度等工艺因素的关系,另外,本文指出,用平均分子场分析所得的Co-Co和Co-Gd间的交换积分,J_(co-co)和J_(co-Gd)以及0°K下的Co的自旋值S_co(0)随对膜中非磁性介质的比体积的不同估计而明显变化;随这个比体积的增加,J_(co-co)值提高,J_(co-cd)和S_co(0)值降低。