納米球帽結構鐵磁-反鐵磁雙層膜的交換偏置研究.pdf

1、納米結構的交換偏置系統(tǒng),其磁學特性與結構的尺寸、縱橫比、形狀等因素有很大關聯(lián)。然而到目前為止,特定研究體系中的參數(shù)(如鐵磁結構尺寸、反鐵磁材料、鐵磁/反鐵磁結構類型、形狀等)的多變性使得人們對交換偏置的尺度效應的研究很難得出一個統(tǒng)一性的結論。真正理解納米尺度下的交換偏置效應仍是一個巨大的挑戰(zhàn)。
　　 我們選擇了球帽型納米結構的FeNi/FeMn雙層膜磁體陣列作為交換偏置研究系統(tǒng),觀察了這種納米球帽的幾何構型、維度尺寸等微觀結構因

2、素對交換偏置特性的影響。
　　 利用膠體模板法,以自組織的單層密排列聚苯乙烯(Polystyrene,PS)微球陣列為形貌模板,采用磁控濺射制備了Cu/FeNi/FeMn/Cu成分的納米球帽陣列。用掃描電子顯微鏡(SEM)直接觀察到了制備出的有序納米球帽結構,并利用振動樣品磁強計(VSM)研究了樣品的磁特性。
　　 首先,在適當?shù)蔫F磁/反鐵磁厚度比條件下,納米球帽結構的磁滯回線其下降支與上升支出現(xiàn)不對稱性。
　　

3、 其次,納米球帽結構導致交換偏置效應的減弱。但是,納米球帽結構和連續(xù)膜結構的HE對反鐵磁厚度的依賴關系有著明顯區(qū)別。隨著反鐵磁厚度的遞增,連續(xù)膜HE在某一臨界厚度時出現(xiàn)一個極陡的上升,隨后進入一個相對平坦的平臺緩增區(qū)間。而對于納米球帽結構,在我們的實驗中的反鐵磁厚度范圍內(nèi),其交換偏置始終保持一個穩(wěn)定漸增的趨勢。
　　 同樣,對于矯頑力Hc的反鐵磁厚度響應關系,連續(xù)膜和納米球帽結構也表現(xiàn)出了不同的變化趨勢。連續(xù)膜的Hc在特定臨界厚

4、度達到峰值,然后隨著反鐵磁厚度繼續(xù)增加,Hc開始下降。而納米球帽的Hc在整個反鐵磁厚度范圍內(nèi)基本保持增加的趨勢,但是其增加率不斷減小。
　　 而對于HE與鐵磁層厚度的變化趨勢,兩種結構都符合了HE∝1/tFM的經(jīng)典規(guī)律。
　　 我們認為系統(tǒng)的交換偏置展現(xiàn)出的一系列新性狀,都是由于納米球帽的構型和尺寸因素而產(chǎn)生的,但是通過運用交換偏置的基本物理圖像,我們能對這些新的特性做出合理的解釋。這說明了納米結構的各種條件參數(shù)導致人們