The structure dependence of exchange bias in ferromagnetic/antiferromagnetic bilayers

The structure dependence of exchange bias in ferromagnetic/antiferromagnetic （FM/AF） bilayers has been investigated in detail by extending Slonczewski＇s ＇proximity magnetism＇ idea. Here three important parameters are discussed for FM/AF bilayers, i.e. interracial bilinear exchange coupling J1, interracial biquadratic （spin-flop） exchange coupling J2 and antiferromagnetic layer thickness tAF. The results show that both the occurrence and the variety of the exchange bias strongly depend on the above parameters. More importantly, the small spin-flop exchange coupling may result in an exchange bias without the interracial bilinear exchange coupling. However, in general, the spin-flop exchange coupling cannot result in the exchange bias. The corresponding critical parameters in which the exchange bias will occur or approach saturation are also presented.     

一类具有弱奇异核的偏积分微分方程的Chebyshev小波数值方法（英文）

本文提出一种基于第四类Chebyshev小波配置法,求解了一类具有弱奇异核的偏积分微分方程数值解.利用第四类移位Chebyshev多项式,在Riemann-Liouville分数阶积分意义下,导出Chebyshev的分数次积分公式.通过利用分数次积分公式和二维的第四类Chebyshev小波结合配置法,将具有弱奇异核的偏积分微分方程转化为代数方程组求解.给出了第四类Chebyshev小波的收敛性分析.数值例子证明了本文方法的有效性.     

铁磁/反铁磁/铁磁三层膜系统中反铁磁自旋结构及其交换各向异性

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.     

The magnetoresistive effect induced by stress in spin-valve structure

Using a method of free energy minimization, this paper investigates the magnetization properties of a ferromagnetic (FM) monolayer and an FM/antiferromagnetic (AFM) bilayer under a stress field, respectively. It then investigates the magnetoresistance (MR) of the spin-valve structure, which is built by an FM monolayer and an FM/AFM bilayer, and its dependence upon the applied stress field. The results show that under the stress field, the magnetization properties of the FM monolayer is obviously different from that of the FM/AFM bilayer, since the coupled AFM layer can obviously block the magnetization of the FM layer. This phenomenon makes the MR of the spin-valve structure become obvious. In detail, there are two behaviors for the MR of the spin-valve structure dependence upon the stress field distinguished by the coupling (FM coupling or AFM coupling) between the FM layer and the FM/AFM bilayer. Either behavior of the MR of the spin-valve structure depends on the stress field including its value and orientation. Based on these investigations, a perfect mechanical sensor at the nano-scale is suggested to be devised experimentally.     

利用Legendre小波与Gauss-Legendre求积公式求解三重数值积分

提出利用Legendre小波和Gauss-Legendre求积公式求解几种积分区域的三重数值积分如长方体,四面体,圆柱体,圆锥和椭球体.通过某种线性或非线性变换将空间积分区域变换到空间长方体.利用Gauss-Legendre求积公式将三重积分转换成二重积分,然后利用Legendre小波对二重积分进行逼近.数值算例验证了方法的可行性和有效性.     

铁磁/反铁磁双层膜系统中交换各向异性及其厚度依赖性

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.     

第三类和第四类Chebyshev小波积分算子矩阵及其在数值积分中的应用

本文给出第三类和第四类Chebyshev小波的积分算子矩阵,研究Chebyshev小波展开的一致收敛性和系数估计.基于第三类和第四类Chebyshev小波积分算子矩阵,将定积分和双重积分转化成矩阵运算,得到计算定积分和双重积分近似值的一种算法.数值算例表明此方法的可行性和有效性.     

铁磁多层膜中的力致磁电阻效应

通过研究外应力场下铁磁多层膜系统中的自旋结构,讨论了系统磁电阻对外应力的依赖关系.结果表明,外应力能够诱发磁电阻效应,且其磁电阻紧密依赖于外应力的大小和方向.一般地对铁磁性层间耦合,其磁电阻与外应力之间的关系紧密地依赖于两铁磁层的磁致伸缩系数以及磁晶各向异性之差异.具体地,大小一定的外应力由磁易轴向磁难轴旋转的过程中,磁电阻先缓慢增大后急剧减小,在磁难轴附近变化较敏锐,并出现峰值.外应力方向一定时,磁电阻随应力的增大先敏锐增强后缓慢减小,且应力方向偏离磁易轴越远,变化趋势越显著.特别地,当外应力完全垂直于磁易轴时,应力大小的变化会引起磁电阻翻倍.而外应力场介于8πM/5≤H_λ≤18πM/5时,磁电阻会随应力的旋转单调上升,并在磁难轴附近急剧增强,产生GMR效应;对反铁磁性层间耦合,其GMR效应对应力大小和方向的响应近似地相反于铁磁性层间耦合情形. 关键词： 铁磁/非磁/铁磁三层膜 自旋结构 磁电阻 应力场     

铁磁/反铁磁双层膜中冷却场对交换偏置场的影响

用铁磁畴壁模型研究了非补偿界面铁磁/反铁磁双层膜中冷却场（包括大小及其方向）对交换偏置场h_E的影响.结果表明：当冷却场的方向与反铁磁层磁易轴一致时,h_E大小与冷却场大小无关.当冷却场的方向偏离磁易轴时,h_E的大小随偏离角度的增大有缓慢的改变,但当冷却场的方向偏离到临界角度γ_c处,h_E的大小发生突变,其γ_c的大小随冷却场的增大而增大.特别是当冷却场的偏离角度大于γ_c后,h_E出现由负转正的现象,其转变点还与冷却场的大小有关.另外,h_E与铁磁层原子层数N_F的关系会发生由h_E∝N^-1_F向h_E∝N^-λ_F的转变,其中λ>1.其发生转变的条件与N_F、冷却场大小和方向密切相关. 关键词： 铁磁/反铁磁双层膜 交换偏置 冷却场     

交换偏置双层膜中的反铁磁自旋结构及其交换各向异性

研究了交换偏置双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“半转动行为”、不可逆“倒转行为”以及不可逆“半倒转行为”四种情形，四种情形的出现强烈地依赖于界面二次、双二次耦合以及反铁磁膜厚度.其中可逆恢复行为情况下，系统出现交换偏置，而不可逆的半转、半倒转以及倒转情形，系统不出现交换偏置.特别地,在界面处仅存在双二次耦合的情形下，其界面双二次耦合常数J₂≤0.1 σ关键词： 反铁磁自旋结构 交换各向异性 界面双二次耦合 交换偏置