铁磁_反铁磁双层膜中交换偏置

铁磁_反铁磁双层膜中交换偏置

第23卷　第1期

　2003年3月物　理　学　进　展PROGRESSINPHYSICSVol.23,No.1Mar.,2003文章编号:1000Ο0542(2003)01Ο0062Ο20

铁磁/反铁磁双层膜中交换偏置

周仕明1,李合印2,袁淑娟1,王磊1

(11复旦大学应用表面国家实验室和复旦大学物理系,上海　200433

21复旦大学信息学院,上海)

铁磁/,摘　要:　

。;然后简述了交换,。

:;铁磁;反铁磁

中图分类号:　O48215;O482.52+3;O482.52+5　　　　文献标识码:　A

0　引　言

铁磁(FM)/反铁磁(AFM)体系(如双层膜)在外磁场中从高于反铁磁奈尔温度冷却到低温后,铁磁层的磁滞回线将沿磁场方向偏离原点,其偏离量被称为交换偏置场,通常记作HE,同时伴随着矫顽力的增加,这一现象被称之为交换偏置,有时称体系存在单向各向异性。Meikleijohn和Bean于1956年在CoO外壳覆盖的Co

颗粒中首先发现了这一现象[1～2]。图1给出了CoO/Co体系中交换偏置的基本特征。CoO/Co颗粒的顺时针和逆时针转矩曲线之间有明显的磁滞效应,两个方向的转矩曲线并不相重合,如图1a的所示,而对于均匀的铁磁材料,高场下转动磁滞趋于零。如图1b所示,当外场沿着冷却场的方向测量时,磁滞回线将向负磁场方向偏离,样品的磁滞回线出现不对称性。交换偏置广泛存在于FeMn/FeNi和Cr2O3/FeNi等很多体系中[3]。为了能够更好地了解交换偏置的基本特征,人们一般采用铁磁/反铁磁双层膜结构。铁磁/反铁磁交换偏置展现出很多新的物理现象,其基本特性与铁磁层和反铁磁层材料、厚度以及结构取向、温度、生长顺序及工艺条件等密切相关,其机制涉及到界面相互作用,包含很多丰富的物理内涵,是凝聚态物理中的重要研究课题。

自从巨磁电阻(GMR)效应被发现以来,各种巨磁电阻器件在机电、汽车、航空航天及高密度信息存储领域的广泛应用,一直受到人们的高度重视。巨磁电阻器件的实用化过收稿日期:2002Ο10Ο08

基金项目:国家自然科学基金资助(1017404,60271013);上海市科委(0252NM004)