磁性薄膜系統(tǒng)磁化性質(zhì)的自旋動(dòng)力學(xué)研究.pdf

1、磁性薄膜材料在自旋電子器件領(lǐng)域以及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)領(lǐng)域中有著重要的應(yīng)用，磁性薄膜的磁化性質(zhì)一直受到廣泛關(guān)注。例如硬盤(pán)讀取磁頭和磁性傳感器是利用自旋閥效應(yīng)，自旋閥是一種多層膜結(jié)構(gòu)，當(dāng)其中的鐵磁/反鐵磁雙層膜結(jié)構(gòu)出現(xiàn)交換偏置后便會(huì)導(dǎo)致兩個(gè)鐵磁層出現(xiàn)兩種磁化狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)兩種不同的阻態(tài)。另外在磁記錄中是利用磁性薄膜的磁化性質(zhì)實(shí)現(xiàn)信息的記錄和存儲(chǔ)。由此可見(jiàn)，在磁學(xué)領(lǐng)域研究磁性薄膜的磁化性質(zhì)顯得尤為重要。
　　磁性薄膜的磁化性質(zhì)是由磁化過(guò)程中自旋的

2、動(dòng)力學(xué)行為決定的，而磁各向異性的方向及強(qiáng)度能夠改變磁化過(guò)程中自旋的動(dòng)力學(xué)行為。在近些年由于賽道存儲(chǔ)器而備受關(guān)注的磁納米帶薄膜系統(tǒng)中，形狀各向異性顯得尤為重要。為此，本論文著重于研究一些磁化過(guò)程中（特別是磁化翻轉(zhuǎn)過(guò)程中）自旋的動(dòng)力學(xué)行為，以及磁各向異性（特別是形狀各向異性）對(duì)磁化性質(zhì)的影響。本文采用自旋動(dòng)力學(xué)模擬的方法對(duì)這些內(nèi)容展開(kāi)研究，自旋動(dòng)力學(xué)的方法允許我們考慮微觀自旋的相互作用，能夠較理想地研究自旋的動(dòng)力學(xué)行為，進(jìn)而研究磁性薄膜的磁

3、化性質(zhì)。第三、四章是本篇碩士論文的重點(diǎn)，具體內(nèi)容如下:
　　1.提出一種新的分析方法來(lái)觀察交換偏置系統(tǒng)中磁化翻轉(zhuǎn)的具體動(dòng)力學(xué)行為。在鐵磁FM/反鐵磁AFM的雙層膜交換偏置系統(tǒng)中，由于反鐵磁層對(duì)鐵磁層存在單向的釘扎作用使鐵磁層存在單向各向異性。由于鐵磁層單向各向異性能的存在，原本對(duì)稱(chēng)的本征能量勢(shì)不再對(duì)稱(chēng)?；赟toner-Wohlfarth模型研究發(fā)現(xiàn)，不對(duì)稱(chēng)的勢(shì)壘對(duì)應(yīng)著磁滯回線測(cè)量中四種不同的動(dòng)力學(xué)過(guò)程。這些動(dòng)力學(xué)過(guò)程具有拓?fù)鋵傩?/p>

4、，可以通過(guò)調(diào)節(jié)外場(chǎng)的方向來(lái)一一獲得。通過(guò)這種新的分析方法，磁滯回線中的矯頑場(chǎng)、交換偏置場(chǎng)和不對(duì)稱(chēng)度都可以定量地計(jì)算出來(lái)。
　　2.采用自旋動(dòng)力學(xué)模擬的方法研究形狀各向異性對(duì)磁性納米帶薄膜中磁化性質(zhì)的影響。由于納米帶較大的長(zhǎng)寬比，退磁場(chǎng)在短軸方向非常大，會(huì)導(dǎo)致自旋比較容易躺在長(zhǎng)軸方向，感生出沿著長(zhǎng)軸方向的形狀各向異性。形狀各向異性會(huì)和納米帶中的磁晶各向異性出現(xiàn)共線或者非共線的關(guān)系，從而導(dǎo)致兩個(gè)各向異性互相增強(qiáng)或互相競(jìng)爭(zhēng)。進(jìn)而改變體系