Ll0-FePt/Al-FePt交换弹性双层膜的磁化反转机制及其微磁学模拟

来源 :西南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:stslayer
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着大数据和云计算的普及,人们对超大容量数据存储也将提出更高的要求。垂直磁记录介质的面密度接近Tb/in2的尺度,颗粒尺寸逐渐减小,使介质颗粒面临超顺磁极限,而不稳定。为了克服这些难题,磁记录材料采用高磁晶各向异性材料。Ll0-FePt具有高的磁晶各向异性值,用于存储信息,可实现更大的存储面密度,另外,Ll0-FePt原子内,3d(Fe)-5d(Pt)和自由电子间都有轨道杂化,Ll0-FePt颗粒膜的室温Hc达到70 kOe,因此格外引人注目。然而,用高Ku材料做成小颗粒薄膜,虽然提高了存储密度或减小了器件尺寸,但开关场太大,没法改写磁化状态。研究表明,界面交换作用强度对交换弹性(ES)磁体有降低开关场的作用,于是对磁弹性的关注从追求提高(BH)max转为单纯寻求能降低Hc。交换弹性磁体由硬磁(HM)和软磁(SM)两种材料构成,在两相界面产生交换耦合作用,利用HM的高矫顽力(Hc)和SM的高饱和磁化强度(Ms),能有效的降低Hc。ES磁体总是在软磁相中成核,畴壁突破界面进入硬磁相,硬磁相的开关场低于单一硬磁相磁体的开关场,因而磁化曲线形状与软磁相厚度密切相关。更多的研究集中在FePt/Fe双层薄膜体系。但使用FePt/Fe体系,除了Fe容易氧化,两种材料的晶体结构类型和晶格常数也不一样,界面外延性差,畸变应力大,影响界面性质。解决这一问题最好的办法是形成异质结。本文在用Al-FePt取代容易氧化且晶格又与Ll0-FePt不匹配的Fe,获得同材异质Ll0-FePt/Al-FePt双层膜,分析软磁层的厚度和硬磁层的有序度对形核场Hn,开关场Hs和矩形比Mr/Ms等影响的基础上,为了认识磁化反转机制,用微磁学模拟软件OOMMF模拟磁化曲线。得到的结果分为以下几个方面:1.实验制备的Ll0-FePt有序化不够彻底,通过用OOMMF软件模拟Ll0-FePt薄膜,研究实验得到的Ku值对薄膜的影响。实验制备的FePt薄膜,热处理温度为Ta=700℃,有序度为0.9,表明FePt(30 nm)薄膜有序化程度还不够彻底,但由于在高温下薄膜不连续造成较小的矫顽力(0.47 kOe)。用OOMMF模拟FePt(30nm)薄膜,Hc在25 kOe30 kOe之间,其有效Ku不会低于1.5×106J/m3。2.用微磁学软件OOMMF模拟Ll0-FePt(27 nm)/Al-FePt(3 nm)薄膜,硬磁相的矫顽力明显降低。实验上能获得孤立的Ll0-FePt小颗粒,测量出Hc和Ku,可以推出S=1的极限Hc和Ku。进而利用得到的极限Ku,同样从理论上得到薄膜中软磁相所占的有效体积,而不必再根据XRD法分析有序度。3.模拟Ll0-FePt(x nm)/Al-FePt(30-x nm)双层膜,得到D<70%时,软磁层的反向磁畴向界面推进,畴壁遇到界面,畴逐渐窄,由于畴内存储能量大,畴壁突破界面,使硬磁层反转。D>70%时,软磁相中形核后,形核点的磁矩偏离外场方向旋进,偏离角随着反向磁场的增大而增大,出现90°畴壁,突然跳跃进入硬磁层变为180°畴壁并形成反向磁畴,从而瞬间完成磁化反转过程。D>70%,Mr/Ms>0.65,用来存储信息还是足够大的,但与纯Ll0-FePt的Hs对比,矫顽力却大大降低。4.模拟Ll0(20 nm)/Al(x nm)和Ll0(30 nm)/Al(x nm)两个双层膜,明显的变化也发生在x为5到7之间,且x越小,硬磁层厚度变化带来的影响越显著,但总之,对矫顽力影响不大。但如果实际制作20 nm厚的薄膜,热处理后晶粒尺寸会比30 nm厚的小,矫顽力应该反而会增大。Al(x nm)/Ll0(30 nm)/Al(x nm)薄膜,会比前面的双层膜模拟方法更可靠。
其他文献
在飞秒强激光场作用下,分子发生电离解离以及库仑爆炸。库仑爆炸产生的碎片离子动量分布中包含丰富的分子构型及电离解离信息,被广泛用于研究分子的电离解离以及分子的结构成
自媒体平台无论是对艺术家的推广,还是对艺术作品的传播都是迅速,广泛和便捷的。最近几年人们可以从更宏观的角度观看纷繁多样的艺术作品,艺术史在这样的传播下呈现出一个“
湖湘骈文在晚清实现了勃兴,具有重要价值。至今已有少量个案研究,但专题研究很少。本文拟对晚清湖湘骈文的整体特征、代表性作家与兴盛原因加以全面研究,点面结合,综合考察此
丹酚酸酯酶能够特异性地水解丹酚酸B,生成丹参素和Przewalskinic acid A。本文主要对微生物Absidia sp.D30s产丹酚酸酯酶的分离纯化和基因调取进行了研究。确定了Absidia sp.
连环画,又称“小人书”,是深具中国特色的文化产物。图文并茂、故事性强是连环画的主要特征,也是连环画持续发光发热的主要原因,所以丰富的绘画表现形式对连环画的发展尤为重
甘油生物转化为1,3-丙二醇具有利用可再生原料、温和的反应条件、副产物少、环境污染小等优势,从而成为备受关注的生化过程。所以,建立和利用与其过程相适应的优化模型及优化
坡子街位于长沙市今沿江大道和黄兴路之间,因地势不平,呈斜坡型,故名坡子街。由于其临近湘江,在拆除城垣以前,是经小西门进入长沙的唯一正街,所以坡子街自古便是商贾辐辏之地
随着法治国家和法治政府改革发展的背景下,民主和法治理念逐步深入人心。平衡论和风险社会理论的发展为行政约谈的产生奠定了坚实的理论基础。行政约谈以其非强制性、灵活性
猪瘟病毒(classical swine fever virus,CSFV)、猪繁殖与呼吸综合征(porcine reproductive and respiratory syndrome virus,PRRSV)、猪伪狂犬病毒(pseudorabies virus,PRV)
角膜位于眼球前端的最外层,通过折射作用能够将入射光聚集到视网膜上,同时也能保护眼球免受外界病菌侵害。角膜本身是透明的,如果出现疾病很可能引发视力障碍。由于角膜内无