铁磁_反铁磁双层膜中交换偏置

　1期周仕明等:铁磁/反铁磁双层膜中交换偏置77交换偏置场[129]。他们引用了Koon的自旋唯象模型,同时考虑交换能、Zeeman能、各向异性能、耦极相互作用及阻尼项的贡献,求解朗道Ο栗弗席兹运动方程,结果表明虽然理想平整界面上的spin-flop耦合增加了矫顽力和单轴各向异性能,但是并没有出现磁滞回线的偏移。Schulthess他们把Koon模型和Malozemoff模型有机地结合起来,引进了缺陷,同时解释了矫顽力和交换偏置场。这些模型都过分依赖于界面的缺陷分布,而真实的界面远比理论中假设的复杂得多。

另外,Stiles和McMichael在综合考虑上述模型之后,提出了一个针对多晶双层膜中交换偏置的理论分析。同时考虑了铁磁与反铁磁晶粒净磁矩之间相互作用的线性交换项MFM mAFM及平方项(spin-flop)(MFM mAFM)2,和反铁磁层内的畴壁能。该模型具有以下优点:(1)由于该模型着眼于多晶反铁磁材料,与实际情况比较接近;(2)滞回线的位移及其温度依赖性;(3)内共振场的各向同性平移,[37]和Néel[63]的结论相同;(4),只能产生矫顽力的增强,这和,/反铁磁体系,并。因此需要建立一个完整的理论模型,能解决下列问题:

(1)能同时适用单晶和多晶系统,及由补偿或未补偿反铁磁界面构成的体系;(2)获得偏置场或界面耦合能的量级与实验相同;(3)产生界面未补偿的AFM自旋原因及其所起的作用;(4)交换偏置场的大小与AFM晶粒结构及界面形貌的关系;(5)交换偏置场、矫顽力的温度效应及其对厚度的依赖关系;(6)磁锻炼效应及热稳定性。

五、结束

巨磁电阻效应的发现是磁性材料、器件及磁性物理发展史上的一个里程碑[131]。铁磁/反铁磁双层膜是磁电阻器件的重要结构,在磁场传感器、磁记录读出头、巨磁电阻随机存储器、无接触磁控元件、以及自旋阀晶体管中等都有重要的应用价值。另一方面,铁磁/反铁磁交换偏置本身包含很多深刻的物理问题,也是凝聚态物理学中重要的研究内容。本文内容没有对很多内容进行展开,也没有涉及到最新的研究内容,感兴趣的读者可以进一步参考有关综述文献[7,8,132,133]。致谢

:南京大学翟宏如教授对本文提出了很多宝贵的意见,复旦大学金晓峰教授对本文的撰写给予极大的鼓励,在论文撰写过程中作者和钱嘉琳教授开展了有益的讨论,在此一并表示感谢。