倾斜溅射对外延FeGa/IrMn交换偏置异质结磁化翻转的调控研究

发布时间：2024-03-25 22:42

　　铁镓(FeGa)合金表现出低的饱和磁场、抗拉伸力强、和低场下具有大的磁致伸缩系数(350ppm)。由于具有这些优点,铁镓合金在驱动器和传感器中具有潜在的应用。最近,随着磁致伸缩材料应用在多铁复合、自旋电子学和微波器件中,FeGa薄膜开始得到科研工作者的广泛关注。在各种薄膜结构中,由铁磁和反铁磁材料的界面交换耦合作用导致的交换偏置效应可以应用在自旋电子学器件中用来钉扎磁矩、在微波器件中增加铁磁共振频率、在多铁复合中诱导铁电耦合。但是由于多晶薄膜中存在平均的晶格取向和内应力作用,使得多晶FeGa薄膜实际表现出来的磁致伸缩系数仅为90ppm左右,而这大大限制了其的应用。最近,Parkes等人在GaAs单晶衬底上用分子束外延(MBE)的方法制备了单晶的FeGa薄膜获得了与其块体合金一样的磁致伸缩系数。如果将其用于磁电材料和器件中,可以显著的提高器件的磁力学性能,所以制备外延FeGa/反铁磁交换偏置异质结并调控它的磁性具有很重要的意义。交换偏置体系中存在一个单向各向异性并伴随着一个单轴各向异性,它们将破坏磁化翻转的对称性。在外延的交换偏置体系中,需要考虑内部的磁晶各向异性,在不同的磁各向异性结构...

【文章页数】：58 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 磁各向异性
        1.1.1 磁晶各向异性
        1.1.2 感生磁各向异性
        1.1.3 交换磁各向异性
    1.2 交换偏置
        1.2.1 交换偏置效应
        1.2.2 交换偏置机制
        1.2.3 交换偏置效应的影响因素
        1.2.4 外延交换偏置体系
        1.2.5 交换偏置的应用
    1.3 磁致伸缩材料FeGa
        1.3.1 磁致伸缩效应及其应用
        1.3.2 外延磁致伸缩FeGa薄膜
    1.4 本论文研究内容
2 薄膜的制备与性能表征
    2.1 磁控溅射制备外延薄膜
    2.2 X射线分析技术
        2.2.1 X射线反射表征薄膜厚度
        2.2.2 X射线衍射表征薄膜结构
    2.3 原子力显微镜表征薄膜表面形貌
    2.4 磁光克尔效应测试系统表征薄膜磁性
3 倾斜生长对外延FeGa薄膜磁性的影响
    3.1 引言
    3.2 外延FeGa薄膜制备及结构表征
    3.3 不同倾斜角生长对FeGa薄膜磁化翻转的调控
    3.4 FeGa薄膜磁化翻转机制研究
    3.5 本章小结
4 倾斜生长对外延FeGa/IrMn交换偏置异质结磁性的影响
    4.1 引言
    4.2 外延FeGa/IrMn薄膜制备及结构表征
    4.3 各向异性对称性及反铁磁厚度对磁性薄膜磁性的影响
    4.4 各向异性对称性及反铁磁厚度对磁性薄膜磁性的影响的机制
    4.5 本章小结
5 总结与展望
    5.1 论文总结
    5.2 展望
参考文献
在学研究成果
致谢



本文编号：3938956