反铁磁耦合双层膜、三层膜磁特性的微磁学研究

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1、中南大学硕七学位论文摘要本文基于微磁学理论对反铁磁耦合双层膜、三层膜的反磁化机制展开了如下研究：(1)基于Stoner-Wohlfarth模型对反铁磁耦合三层膜的磁滞特性进行了研究。研究得到了非对称反铁磁耦合三层膜在不同结构参量和磁参量情况下磁滞回线相图以及各种磁滞回线出现的临界条件。分析了反铁磁耦合三层膜自由层以及反铁磁耦合磁记录介质的磁滞回线类型和热稳定性。(2)采用一维原子链模型对软／硬磁反铁磁耦合双层膜的反磁化过程以及形核场进行了研究。首次提出并证明了软／硬磁反铁磁耦合双层膜的反磁化过程存在不可逆过程。结果表明软磁层厚度小于某

2、一临界厚度屯时，反磁化过程为可逆过程，而软磁层厚度大于如时，反磁化过程为不可逆过程。并且只有当软磁层厚度小于临界厚度屯时，形核场才由文献中常提到的公式H。=Hb。／t”决定(f为软磁层厚度，对于给定材料结构‰和，l为常数)。(3)禾lJ用微磁学方法对反铁磁耦合三层膜自由层的反磁化机制进行了以下几个方面的研究：1)强反铁磁耦合条件T(J>O．0001J／m2)，长宽比为1时，当膜面宽度大于400nm时，反磁化过程为一致翻转过程，反转场、矫顽力，饱和场都不随膜面宽度变化；膜面宽度小于400nm时，反磁化过程为非一致翻转过程，反转场，矫顽力

3、，饱和场随膜面宽度增大而减小。2)对膜面为400nmx400nm的三层膜，随J的增大矫顽力先减小后不变；反磁化过程由复杂反磁化核的形成与传播过渡到一致翻转。当J--O．001J／m2时，保持上下磁层厚度差t，．t2=3nm，随磁层厚度的增大反转场先减小后增大。3)在强反铁磁耦合条件下，当膜面宽度为lOOnm时，反转场与矫顽力随长宽比的增大而减小；当膜面宽度为400nm时，反转场随长宽比的增大先减小后增大，矫顽力随长径比的增大先减小后不变。关键词反铁磁耦合，双层膜，三层膜，微磁学，反磁化机制中南大学硕士学位论文ABSTRS；CTABST

4、RACTThisthesis，basedonthemicromagnetictheory，investigatesthemagnetizationreversalprocessesofantiferromagneticallyexchangecoupledmagneticbilayer&trilayers．(1)Themagnetichysteresispropertiesofanantiferromagneticallyexchangecoupledtrilayersarestudiedwithintheframeworkofthe

5、Stoner-Wohlfarthmodel．weobtainthephasediagramofeasy-axishystersisloopsofanantiferromagneticallyexchange—coupledtrilayersstructuresindifferentstructural&magneticparameters．，wearediscussedthehysteresislooptypeandthermalstabilityofantiferromagneticexchangecouplingtrilayers

6、freelayerandantiferromagneticexchangecouplingmagneticrecordingmedia．(2)Themagnetizationreversalprocessesandbendingfieldofantiferromagneticallyexchange—coupledsoft／hardbilayerstructureswerestudiedbasedontheone—dimensionalatomicchainmodel．Weputforward&proveforthefirstthef

7、irsttimethatthereisirreversalprocessintheprocessofreversalmagnetizationofantiferromagneticallyexchangecoupledsoft／hardbilayerstructures．Theresultshowswhensoftlayerislessthanthethicknessofacertaincriticalthicknesstc，softlayerreversalisareversibleprocess．Whensoftmagneticl

8、ayerismorethanthethicknessofthatcriticalthicknesstc，itsreversaliSanirreversibleprocess．Morever，Onlywhensoftlay