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相似文献
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1.
研究铁磁/反铁磁双层膜系统中交换偏置场和矫顽场的冷却磁场依赖性.结果表明,随着冷却磁场的增加,交换偏置场由负值向正值转变.在转变点附近,矫顽场有-个特别的增强,并达到最大值.结果同相关实验-致.研究铁磁层和反铁磁层厚度对交换偏置场和矫顽场的影响.发现,正负交换偏置场和矫顽场随着铁磁层厚度的增大而减小,但随反铁磁层厚度的变化关系复杂.在正交换偏置场的情形,随反铁磁层厚度的增大,交换偏置场增强,矫顽场减弱;在负交换偏置场的情形,随反铁磁层厚度的增大,交换偏置场减弱,矫顽场增强.  相似文献   

2.
提出了一个讨论铁磁/反铁磁双层膜中的交换偏置及矫顽场温度特性的物理模型,该模型,假设铁磁层为具有单畴各向异性的单畴膜而反铁磁层由许多相互独立具有多晶各向异性的颗粒组成,其温度依赖性主要来源于系统态的热不稳定,包括反铁磁颗粒易轴取向的热涨落和相关磁学量的温度依赖性等。计算结果表明其交换偏置随温度的增加非线性地减少而其矫顽场在体阻截温度处达极大值,且其体阻截温度随反铁磁颗粒粒径的增加而增加。我们的计算结果和相关实验结果一致,通过本的讨论,我们建议通过铁磁膜耦合上大粒径硬反铁磁颗粒膜可获得高交换偏置、低矫顽场且近独立于温度的相关磁学器件。  相似文献   

3.
朱金荣  香妹  胡经国 《物理学报》2012,61(18):187504-187504
比较了铁磁单层膜与铁磁/反铁磁双层膜结构中的磁畴演化行为, 发现由于反铁磁层膜对铁磁层膜的耦合作用使得系统的磁畴壁厚度、 磁畴壁等效质量、磁畴壁移动速度等发生了改变, 系统的矫顽场增强, 并出现了交换偏置场. 文章具体研究了反铁磁层耦合作用下其磁畴壁厚度、 等效质量以及磁畴壁移动速度等与反铁磁层的净磁化、 磁各向异性、界面耦合强度以及温度等的关系; 并研究了其对铁磁/反铁磁双层膜中的交换偏置场、矫顽场的影响. 进而 从磁畴结构的形成及其演化上揭示了铁磁/反铁磁双 层膜中出现交换偏置以及矫顽场增加的物理机制.  相似文献   

4.
采用Monte Carlo方法,分别讨论了在铁磁/反铁磁双层膜和铁磁/反铁磁单层混合膜中,掺入非磁性物质后,掺杂浓度对交换偏置以及矫顽场的影响.计算结果表明:随着掺杂浓度的增大,双层膜和单层膜交换偏置都有先增大后减小的现象,而其矫顽场则先减小后增大.在相同掺杂浓度下,对随机掺杂和规则掺杂两种不同掺杂方式的结果比较发现:铁磁/反铁磁双层膜中,规则掺杂下产生的交换偏置和矫顽场都得到了增强;对于单层混合膜,随机掺杂下的交换偏置更强,规则掺杂下的矫顽场更大.研究发现对于双层膜规则掺杂可明显地导致其磁滞回线的不对称性,说明铁磁/反铁磁系统中磁滞回线的不对称性与界面自旋微结构密切相关.  相似文献   

5.
掺杂下铁磁/反铁磁双层膜中交换偏置的增强   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
马梅  蔡蕾  王兴福  胡经国 《物理学报》2007,56(1):529-534
采用了Monte-Carlo方法,讨论了反铁磁层中不同非磁性掺杂浓度下,铁磁/反铁磁双层膜中交换偏置的温度特性. 模拟结果显示:反铁磁层中非磁性掺杂能导致铁磁/反铁磁双层膜中交换偏置的增强. 同时,交换偏置随非磁性掺杂浓度的变化存在极大值,即同一温度下交换偏置随掺杂浓度的变化是非单调的. 并且,随着温度的升高交换偏置的最大值所对应的掺杂浓度向浓度低的方向移动. 它和Hong Jung-Il等人的实验结果完全一致. 究其原因在于反铁磁层相应的自旋排布、磁畴结构等随掺杂浓度的改变发生大的变化,当其正向磁畴和负向磁畴都形成连通的网络结构时,系统的交换偏置达最大. 比较了随机掺杂与规则掺杂的模拟结果. 模拟结果表明规则掺杂能够获得比随机掺杂更大的交换偏置,进一步表明了铁磁/反铁磁双层膜中交换偏置的特性与铁磁/反铁磁界面磁畴结构密切相关.  相似文献   

6.
张应力对铁磁/反铁磁体系交换偏置的影响   总被引:2,自引:0,他引:2       下载免费PDF全文
 采用能量极小原理及Stoner-Wohlfarth模型,研究了张应力对铁磁/反铁磁双层薄膜交换偏置的影响。在不施加外磁场时,根据体系能量与铁磁层磁化强度方向之间的关系,得到了内禀易轴与内禀难轴的位置。交换各向异性与单轴各向异性之间的竞争使体系存在单稳态与双稳态两种不同的状态,直接决定了交换偏置的角度依赖关系。分析磁化过程发现,外磁场在沿内禀易轴及内禀难轴方向施加时,磁滞回线的一支转换场发生突变,另一支转换场保持不变,最终导致交换偏置场和矫顽场出现阶跃行为。在阶跃点处,体系具有较大的交换偏置场和矫顽场。数值计算表明:张应力的大小与方向对交换偏置均有很大的影响,均可以使体系在单稳态与双稳态之间相互转变并导致角度依赖关系发生显著变化。研究表明,应力可作为一种可行的方法来控制和调节铁磁/反铁磁体系的交换偏置。  相似文献   

7.
研究铁磁/反铁磁/铁磁三层膜中界面存在二次以及双二次交换耦合下反铁磁磁矩转动及其交换各向异性.结果表明,其反铁磁膜中的磁矩转动存在可逆"恢复行为"、不可逆"连续倒转行为"以及不可逆"中断倒转行为"三种情形,三种情形的出现强烈地依赖于两界面处的线性耦合和双二次耦合.钉扎界面的交换耦合与旋转界面的交换耦合相互竞争,当钉扎界面耦合占主导时,反铁磁磁矩发生可逆"恢复行为",系统出现交换偏置.在旋转界面耦合占主导情形下,其线性耦合与双二次耦合也相互竞争,分别导致反铁磁磁矩发生不可逆"连续倒转行为"和不可逆"中断倒转行为",系统都不出现交换偏置,但矫顽场都得以增强.相关结论为实验上观测的磁滞能耗以及界面垂直耦合提供了可能的解释.  相似文献   

8.
白宇浩  云国宏  那日苏 《物理学报》2009,58(7):4962-4969
采用能量极小原理及S-W模型研究了外应力对铁磁/反铁磁(FM/AFM)双层薄膜体系交换偏置的影响.不施加外磁场时,根据能量与铁磁层磁化强度方向之间的关系,指出体系存在单稳态和双稳态两种不同的状态,是由交换各向异性与单轴各向异性之间的竞争控制的.体系处于单稳态还是双稳态直接决定着交换偏置的角度依赖关系.分析磁化过程发现,外磁场沿内禀易轴及内禀难轴方向施加时,磁滞回线的一支转换场发生突变,而另一支转换场则保持不变,最终导致交换偏置场和矫顽场出现阶跃行为.数值计算表明,交换偏置场和矫顽场在阶跃点均具有较大的数值 关键词: 单稳态 双稳态 外应力  相似文献   

9.
电流驱动的面内交换偏置场翻转具有无需外磁场辅助、抗磁场干扰以及强磁各向异性等优势,受到广泛关注.然而,在纳米级厚度薄膜系统中,反铁磁/铁磁异质结的阻塞温度较低,同时电流脉冲会产生大量的焦耳热,理论上电流热效应对于交换偏置场翻转有着显著作用,但是其作用机制缺乏相关研究和验证.我们制备了一系列反铁磁IrMn厚度不同的Pt/IrMn/Py异质结,系统性地研究了热效应在电流翻转交换偏置场中的作用机制.结果表明,在毫秒级电流脉冲下,焦耳热能够使得器件升温至阻塞温度以上,解除反铁磁/铁磁界面的交换耦合,同时电流产生的奥斯特场和自旋轨道矩能够翻转铁磁磁矩,在降温过程中完成交换偏置场的翻转.并且,在翻转过程中,反铁磁/铁磁异质结的各向异性磁阻曲线呈现与温度相关的两步磁化翻转现象,分析表明该现象起源于交换偏置耦合与铁磁直接交换作用之间的竞争关系.本文的研究结果厘清了热效应在电流驱动交换偏置场翻转过程中的重要作用,有助于推动基于电控交换偏置场的自旋电子器件发展.  相似文献   

10.
李永超  周航  潘丹峰  张浩  万建国 《物理学报》2015,64(9):97701-097701
本文采用溶胶-凝胶工艺并结合脉冲激光沉积技术, 在Pt/Ti/SiO2/Si衬底上制备了Co/Co3O4/PZT多铁复合薄膜. 对复合薄膜的微结构和组分进行了表征, 并系统研究了复合薄膜中的交换偏置效应及其对磁电耦合作用的影响. 研究结果表明, 复合薄膜在77 K具有明显的交换偏置效应, 交换偏置场达到80 Oe, 且交换偏置场及矫顽场均随温度降低而增大. 当温度降低到10 K时, 交换偏置场增至160 Oe. X射线光电子能谱(XPS)测试结果证实在Co和Co3O4界面处存在约5 nm厚的CoO层, 表明77 K下的交换偏置效应源自反铁磁的CoO层对Co的钉扎作用. 观察到复合薄膜的电容-温度曲线随着外加磁场大小和方向的改变而呈现出规律性的变化, 表明复合薄膜存在磁电耦合效应. 进一步研究发现, 在低温下复合薄膜呈现出各向异性的磁电容效应, 与磁场大小和方向密切相关. 复合薄膜的这种磁电耦合特性主要与复合体系的交换偏置效应及基于界面应力传递的磁电耦合作用有关, 本文对其中的物理机理进行了详细讨论与分析.  相似文献   

11.
The temperature dependence of exchange bias and coercivity in a ferromagnetic layer coupled with an antiferromagnetic layer is discussed. In this model, the temperature dependence comes from the thermal instability of the system states and the temperature modulated relative magnetic parameters. Morever, the thermal fluctuation of orientations of easy axes of antiferromagnetic grains at preparing has been considered. From the present model, the experimental results can be illustrated qualitatively for available magnetic parameters. Based on our discussion, we can conclude that soft ferromagnetic layer coupled by hard antiferromagnetic layer may be very applicable to design magnetic devices. In special exchange coupling, we can get high exchange bias and low coercivity almost independent of temperature for proper temperature ranges.  相似文献   

12.
熊知杰  王怀玉  丁泽军 《中国物理》2007,16(7):2123-2130
The exchange bias of bilayer magnetic films consisting of ferromagnetic (FM) and antiferromagnetic (AFM) layers in an uncompensated case is studied by use of the many-body Green's function method of quantum statistical theory. The effects of the layer thickness and temperature and the interfacial coupling strength on the exchange bias HE are investigated. The dependence of the exchange bias HE on the FM layer thickness and temperature is qualitatively in agreement with experimental results. When temperature varies, both the coercivity HC and HE decrease with the temperature increasing. For each FM thickness, there exists a least AFM thickness in which the exchange bias occurs, which is called pinning thickness.  相似文献   

13.
We perform Monte Carlo simulations for an antiferromagnetic/ferromagnetic core/shell nanoparticle with a doubly inverted structure. We investigate the dependence of the exchange bias field and coercivity on the magnetic dilution of the shell-interface and shell part. It is demonstrated that exchange bias and coercivity can exhibit monotonic or non-monotonic behavior depending on the location of the non-magnetic components. Also, temperature dependence of the exchange bias and coercivity of the system are studied for a particular defect concentration value. Our results provide an alternative way for tunning the magnetic properties of doubly inverted nanoparticles.  相似文献   

14.
A model for the temperature dependence of exchange bias and coercivity in epitaxial ferromagnetic (FM)/ antiferromagnetic (AFM) bilayers is developed. In this model, the interface coupling includes two contributions, the direct coupling and the spin-flop coupling. The temperature dependence arises from the thermal disturbance to the system, involved in the thermal fluctuations of magnetization of AFM grains and the temperature modulation of the relevant magnetic parameters. In addition, the randomness of original orientations of easy axes of AFM grains after field cooling is taken into account. A self-consistent calculation scheme is proposed and numerical treatment is carried out. The results show that the temperature dependence of exchange bias and coercivity is closely related to the sizes of AFM grains and the interface exchange coupling constants. Especially, the exchange bias will have a peak and the blocking temperature will increase if the spin-flop coupling plays a role. On the other hand, the original orientation distribution of easy axes of AFM grains will affect exchange bias and coercivity prominently. The prediction has been well supported by experiments.Received: 12 May 2004, Published online: 31 August 2004PACS: 75.30.Et Exchange and superexchange interactions - 75.50.Ee Antiferromagnetics - 75.30.Gw Magnetic anisotropy  相似文献   

15.
铁磁/反铁磁双层膜中的磁锻炼效应   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
许勉  潘靖  沈影  胡经国 《物理学报》2010,59(10):7357-7361
采用Monte Carlo 方法,研究铁磁/反铁磁双层膜中的磁锻炼效应.结果表明,反铁磁层中冷场诱发的界面净磁化(钉扎效应)的磁弛豫可导致系统中的交换偏置场的磁锻炼效应.进一步研究表明,反铁磁层中掺杂可调控交换偏置场的磁锻炼效应,原因在于反铁磁层中掺杂能有效地改变冷场诱发的净磁化的磁弛豫过程.  相似文献   

16.
The exchange bias coupling at ferromagnetic/antiferromagnetic interfaces in epitaxially grown Co/CoO layers can intentionally be increased by a factor of up to 3 if the antiferromagnetic CoO layer is diluted by nonmagnetic defects in its volume part away from the interface. Monte Carlo simulations of a simple model of a ferromagnetic layer on a diluted antiferromagnet show exchange bias and explain qualitatively its dilution and temperature dependence. These investigations reveal that diluting the antiferromagnet leads to the formation of volume domains, which cause and control exchange bias.  相似文献   

17.
Amorphous MnxGe1-x :H ferromagnetic semiconductor films prepared in mixed Ar with 20% H2 by magnetron cosputtering show global ferromagnetism with positive coercivity at low temperatures. With increasing temperature, the coercivity of MnxGe1-x :H films first changes from positive to negative, and then back to positive again, which was not found in the corresponding MnxGe1-x and other ferromagnetic semiconductors before. For Mn0.4Ge0.6 :H film, the inverted Hall loop is also observed at 30 K, which is consistent with the negative coercivity. The negative coercivity is explained by the antiferromagnetic exchange coupling between the H-rich ferromagnetic regions separated by the H-poor non-ferromagnetic spacers. Hydrogenation is a useful method to tune the magnetic properties of MnxGe1-x films for the application in spintronics.  相似文献   

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