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。     

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。     

铁磁性FeMnC插入层对FeMn/Co交换偏置的影响

我们用磁控溅射方法制备了FeMn/FeMnC/Co薄膜,研究了FeMn-FeMnC-Co体系的交换偏置现象,并探讨了铁磁薄膜FeMn/Co的交换偏置场相对于插入层FeMnC厚度的变化,发现随插入层FeMnC厚度的增加,交换偏置场Heb、矫顽力及剩磁比均减小.     

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.      

离子束溅射沉积角对Ni／Si膜界面特性影响的研究

用Ａｒ~＋离子束溅射高纯多晶Ｎｉ靶，在Ｓｉ（１００）基面上沉积１５０ｎｍ的Ｎｉ膜。经４００℃的真空退火１小时后，分别用ＸＲＤ和ＸＰＳ检验了两种大小不同角度上沉积试样的生成相及界面态。当沉积角≥６６°时，试样退火后仅出现Ｎｉ膜择优取向晶化，无硅化物生成。而在接近０°的小角度处沉积的试样，在相同条件退火后则出现以ＮｉＳｉ为主的三种硅化物混合相。     

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.     

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.     

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.     

Co_(0.8)Fe_(2.2)O_4多孔微球的制备及交换偏置效应

通过溶剂热反应合成纳米结构Co0.8Fe2.2O4多孔微球.用X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和扫描电子显微镜(SEM)表征样品的结构和形貌,结果表明:所制备的Co0.8Fe2.2O4多孔微球由许多纳米颗粒组装而成,直径约200 nm.用振动样品磁强计(VSM)测量Co0.8Fe2.2O4多孔微球的变温磁性,发现低温下Co0.8Fe2.2O4多孔微球存在显著的正交换偏置效应.组成Co0.8Fe2.2O4多孔微球的纳米颗粒可看作一个表面反铁磁排列与内部亚铁磁排列共存的系统,且内部亚铁磁与表面反铁磁的相互作用为反铁磁性,Co0.8Fe2.2O4纳米颗粒系统具有正交换偏置效应.     

强脉冲离子束对Ni/Ti和Al/Ti体系的辐照混合研究

研究了强脉冲离子束(IPIB)对Ni/Ti和Al/Ti体系的混合效果,并与常规离子束混合进行了对比研究,表明IPIB辐照确实获得了比常规离子束辐照更厚的混合层,且混合效率远高于常规离子束。但对于不同的膜/基体体系,IPIB混合效果相差很大。这与膜和基体的热力学特性的差异相关。在IPIB辐照过程中,膜材料损失严重,特别是膜和基体的热力学特性差异大的样品损失更加严重。探讨了IPIB辐照不同于常规离子束混合的两种特殊混合机制以及膜材料损失的原因。     

IE-FAAS法分析微量金属元素

以D-113阳离子交换树脂分离富集-火焰原子吸收光谱法分析微量金属离子Cu2 ,Co2 .Ni2 .试验考察了溶液酸度对各金属离子的吸附率和洗脱率的影响,选择pH 6.5为试验条件.在pH 6.5的情况下,每克D-113阳离子交换树脂对Cu2 ,Co2 ,Ni2 离子的静态吸附容量分别为7.0×10-3,8.0×10-3,13.0×10-3g.对Cu2 ,Co2 ,Ni2 离子的检出限分别为6.41×10-6,2.38×10-6,1.20×10-6 mol·L-1,相对标准偏差分别为2.12％,1.62％,0.64％.用该法测定标准土壤试样,测定值与标准值相吻合,分析实际水样中的Cu2 ,Co2 ,Ni2 ,结果令人满意.     

Magnetic property and interface structure of Ta/NiO/NiFe/Ta

Ta/NiO/NiFe/Ta multilayers, utilizing Ta as buffer layer, were prepared by rf reactive and dc magnetron sputtering. The exchange coupling field between NiO and NiFe reached a maximum value of 9.6×10³ A/m at a NiO film thickness of 50 nm. The composition and chemical states at interface region of Ta/NiO/Ta were studied by using the X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and peak decomp- osition technique. The results show that there is an “inter- mixing layer” at the Ta/NiO (and NiO/Ta) interface due to a thermodynamically favorable reaction 2Ta + 5NiO = 5Ni + Ta₂O₅. This interface reaction has a great effect on exchange coupling. The thickness of Ni+NiO estimated by XPS depth- profiles is about 8—10 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.     

离子交换树脂分离测定硒中硫

研究了硒中硫的分离方法,利用阴离子交换树脂分离SeO3^2和SO4^2-,研究了分离条件,采用二苯卡巴肼分光光度法测定SO4^2-。加标回收率97％-104％。方法用于粗硒,亚硒酸钠中硫的分离测定,结果满意。     

离子交换法与化学沉淀法联合处理氨氮废水

使用沸石对氨氮废水进行交换处理,沸石吸附氨氮（NHL₄⁺-N）饱和后用NaCl溶液对其再生,研究再生前后沸石的交换穿透曲线。采用化学沉淀法对富含NH₄⁺-N的再生液进行脱氯并考察其回收利用效果。结果表明:沸石对氨氯废水有很好的处理效果,再生沸石的动态交换穿透时间由60 min延长到160 mim;对沸石进行再生处理后的再生液经脱氮处理,得到NH₄⁺-N质量浓度由141.6 mg/L降至12.65 mg/L。回收利用的再生液再生沸石的穿透时间延长到120 min。     

耐盐性层析吸附剂的制备及性能

以再生纤维素钛白粉复合微球作层析基质,经环氧活化后实施两步功能基化反应,同时引入疏水基团和离子交换基团,制备了一种耐盐性层析吸附剂。其蛋白质吸附性能研究表明:吸附剂的吸附能力不依赖于盐浓度,对含有0.25 m o l/L N aC l的蛋白质溶液的平衡吸附容量分别为:牛血清白蛋白27 m g/mL,溶菌酶40 m g/mL。     

基体偏压对CrTiAlN镀层摩擦磨损性能的影响

应用闭合场非平衡磁控溅射离子镀技术在高速钢和单晶硅基体上制备了一组随基体偏压变化的CrTiAlN梯度镀层,并测试了其摩擦学性能。结果表明,随偏压的增大,镀层的厚度、硬度、膜基结合强度和耐磨性能表现出先升后降、摩擦系数较低、具有良好的韧性;在-75 V左右偏压下沉积的镀层具有最佳的综合性能。通过XRD、SEM的分析表明,由CrN、TiN、AlN、Cr和Ti2N等微晶组成的复合镀层,晶粒细小,属于纳米级颗粒,从而使镀层具有良好的摩擦学性能。