铁磁相反铁磁相耦合薄膜系统中薄膜厚度与交换偏置效应的关系

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在铁磁相与反铁磁相耦合(FM/AFM)的混合材料里,可以观察到磁滞回线沿磁场方向存在不寻常的偏移,即产生了交换偏置现象。人们称磁滞回线的这一偏移量为交换偏置场。交换偏置在高密度存储器件自旋阀读取头中具有很重要的应用价值。 近些年来交换偏置在其应用和机理方面得到了很广泛的关注。为了获得更好的实用效能,需要研究一个具有理论和实际价值的问题:这个问题讨论了偏置场如何取决于材料厚度。人们着重讨论了在铁磁相与反铁磁相耦合材料体系中偏置场强度和反铁磁相材料薄膜厚度的对应关系,尤其讨论了偏置场与反铁磁相材料薄膜厚度对应曲线中单峰的现象。有观点认为这个峰结构是由材料界面或体内的缺陷所造成的,对此还没有充分的证据支持。 基于海森堡模型,本文运用连续介质近似下的唯像方法来研究铁磁相反铁磁相双层耦合薄膜系统中薄膜厚度与交换偏置效应的关系。我们充分考虑了反铁磁相两套自旋磁矩在交界面耦合中所起的作用,并且系统地计算了在各种条件下偏置场与薄膜厚度的关系。计算结果与实验结论比较一致。我们描述了如何通过材料的可控参数来调节偏置场。在不考虑铁磁相反铁磁相耦合体系中非磁性杂质的情况下,我们讨论了偏置场峰的形成。我们能够预测特定双层薄膜耦合系统是否具有峰结构。我们发现在偏置场与薄膜厚度关系中存在的峰结构是系统的一个内禀特征.针对这个峰结构我们进行了一些解释。我们认为理想的交换偏置系统可以通过仔细选择材料参数来实现,从而对铁磁相反铁磁相耦合系统的设计提供某些参考。
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