nife_femn多层膜交换偏置场的测量及磁电耦合

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1、西南科技大学工程硕士专业学位论文NiFe/FeMn多层膜交换偏置场的测量及磁电耦合作者姓名李俊所在学院材料科学与工程专业/领域材料工程学校导师代波（教授）校外导师倪经（高级工程师）论文完成日期2018年5月27日Classifiedindex:TB383U.D.C:620.3SouthwestUniversityofScienceandTechnologyMasterDegreeThesisMeasurementandMagnetoelectricCouplingofExchangeBiasFieldofNiFe/F

2、eMnMultilayersCandidate:JunLiDepartment:SchoolofMaterialsScienceandEngineeringSpeciality:MaterialEngineeringSupervisor1:ProfessorBoDaiSupervisor2:SeniorEngineerJingNiDate:May27,2018西南科技大学材料工程硕士专业学位论文第I页摘要随着近代工业的快速发展，电子器件的发展趋于小型化和高频化，对于高频磁性薄膜的需求也日益增加。交换偏置效应作为调控高

3、频磁性的重要手段被广泛研究，交换偏置效应是一种复杂的界面效应，其机理目前仍不能完全明确。此文中我们研究了不同方法测量交换偏置场以及交换偏置多层膜的磁电耦合效应。本文采用磁控溅射的方式制备Ta/NiFe(15nm)FeMn(tAF)/Ta交换偏置薄膜，使用三种不同的方法对薄膜的交换偏置场进行了测量，一种是振动样品磁强计(VSM)测量，另一种是利用薄膜各向异性磁电阻效应(AMR)来进行测量，最后一种是矢量网络分析-铁磁共振技术(VNA-FMR)间接的对薄膜交换偏置场进行测量。结果表明，对于处于交换偏置场临界厚度的样品(t

4、AF=3nm)，AMR和VNA-FMR所得到的交换偏置场要比VSM所得大的多，这可以用界面处的不稳定耦合晶粒来解释。而对于交换偏置场接近饱和的样品(tAF=6nm)，三种方法的测量值则相差不大。通过制备PMN-PT/Ta/［NiFe(15nm)FeMn(6nm)]N/Ta多铁异质结，对交换偏置多层膜的磁电耦合效应进行研究。我们发现施加电场后多层膜的静态磁性变化都很相似，但是在动态磁性方面，位于底层受到单层FeMn钉扎的铁磁层的共振频率变化很小，但中间层受到两层FeMn钉扎的铁磁层的共振频率变化值达到1GHz左右。以上

5、结果都是在加电场后又撤销电场下进行测试的，实现了电场对磁性的非易失性调制。关键词：交换偏置测量方法铁电异质结西南科技大学材料工程硕士专业学位论文第II页AbstractWiththerapiddevelopmentofmodernindustry,thedevelopmentofelectronicdevicestendstobeminiaturizedandhighfrequency,andthedemandforhighfrequencymagneticfilmsisalsoincreasing.Theexcha

6、ngebiaseffectiswidelystudiedasanimportantmeanstocontrolhighfrequencymagneticproperties.However,becausetheexchangebiaseffectisacomplexinterfaceeffect,manyfundamentalaspectsoftheEBmechanismarestillnotwellestablished.Inthispaper,weinvestigatethedifferentmethodsfor

7、measuringtheexchangebiasfieldandmagnetoelectriccouplingeffectsofexchangebiasmultilayers.AseriesofNiFe(15nm)/FeMn(tAF)exchange-biasedbilayerswerefabricatedbymagnetronsputtering,threedifferentmethodswereusedtomeasuretheexchangebiasfieldofthethinfilms.ThefirstOnew

8、astraditionalvibratingsamplemagnetometer(VSM),thesecondonewastheanisotropicmagnetoresistance(AMR)technique,thelastonewasvectornetworkanalyzerferromagneticresonance(VNA-FMR)t