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磁性三层膜中界面和层间耦合的竞争以及磁性各向异性的影响

   

   报导了FM1(3 nm)/Cr2O3(6 nm)/FM2(10 nm)三层膜中界面和层间耦合的竞争。在不同温度下观察到在FM1(3 nm)/Cr2O3(6 nm)/FM2(10 nm) 三层膜,其中 FM≡Co, Fe或 Ni80Fe20,中铁磁材料对交换耦合的强效应。铁磁材料的各向异性的变化和与反铁磁层相连的铁磁材料的反射系数的自旋不对称性分别显著地影响三层膜中界面和层间耦合的强度。所以,随温度增加界面耦合的减少和层间耦合的增强导致在不同的三层膜中具有明显不同的磁性性质。Co/Cr2O3/Fe三层膜在中温度区在磁滞回线上出现一个明显的台阶,但Fe/Cr2O3/Ni80Fe20三层膜磁滞回线上的台阶随温度增加逐步消失。Co/Cr2O3/Fe三层膜在所有温度下观察到好的耦合,而Fe/Cr2O3/Fe三层膜在高温出现脱耦。
   在FM1/NiO(6 nm)/FM2三层膜(FM≡Co or Fe)中观察到磁性各向异性对交换层间耦合的强烈影响。在带Ag衬底层和保护层的Co/NiO/Fe和Fe/NiO/Co三层膜中发现不同的磁性能。Ag衬底层极大地影响Co/NiO, NiO/Fe, Fe/NiO和 NiO/Co双层的磁性各向异性,进一步影响两种三层膜中界面耦合。还发现在零磁场冷却后测量的磁电阻的符号从负变成场冷却后测量的正号,这是由于Co自旋极化反转。界面耦合增加NiO 的冻结温度。

Hysteresis loops at 10 K after ZFC (open symbols) and FC (solid symbols) for (a) Co(3 nm)/Cr2O3(6 nm)/Fe(10 nm), (b) Fe(3 nm)/Cr2O3(6 nm)/Ni80Fe20(10 nm), (c) Co(3 nm)/Cr2O3(6 nm)/Co(10 nm), (d) Fe(3 nm)/Cr2O3(6 nm)/Fe(10 nm).

 

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