铁磁/反铁磁共存复杂体系中交换偏置研究
交换偏置在磁传感和磁记录中的广阔的应用前景和内在丰富的物理现象已引起了物理和材料学界的广泛关注，因而成为近年来现代科学研究的热点之一。对于交换偏置中关键物理问题的解决，包括对反铁磁表面自旋分布、磁矩翻转模式等内在机理的解决具有至关重要的意义。本文以具有交换偏置现象的FeCo-MnO纳米颗粒、NiFe/FeMn/NiFe三层膜、La1-xSrxCoO3钴氧化物体系为具体研究对象，研究不同体系在场冷到低温后的磁特性、电输运性质以及铁磁共振性质，以期揭示交换偏置的内禀机制，为解释交换偏置中出现的一些奇异物理现象提供了相应的实验证据。全文共分为六章，主要内容为：
第一章综述了铁磁/反铁磁交换偏置的国内外研究进展，包括纳米颗粒、薄膜体系以及钙钛矿氧化物中的交换偏置，并对本论文工作的选题依据和研究内容进行了概括性描述。
第二章介绍了与本论文工作相关的主要实验方法和原理，包括样品制备，X射线衍射结构分析，物性测量系统PPMS-9 T的交/直流磁性、电输运测量，铁磁共振测量等。
第三章研究了球磨法制备的FeCo-MnO体系的磁学性质。研究发现FeCo-MnO体系的矫顽力和矩形比比FeCo体系的矫顽力和矩形比有大幅提高，而且随着球磨时间的增加，矫顽力和矩形比都增加。FeCo-MnO体系经过退火处理后，样品矫顽力和矩形比在120小时处出现最大值。为了搞清FeCo-MnO体系矫顽力增大的机制，我们又系统地研究了该体系交换偏置场和矫顽力随温度的变化情况，发现矫顽力变化在120K处出现了一个明显的转变，当温度从30K升温到120K的过程中，矫顽力迅速降低；在120K以上交换偏置现象消失但矫顽力随温度的升高而缓慢降低。由此可推断矫顽力的增加应该归结为交换偏置和MnO的有效隔离效应共同作用的结果。
第四章研究了用直流磁控溅射制备的NiFe(100A)/FeMn(150 A)/NiFe(100A)三层膜室温下的铁磁共振性质。在外加磁场沿膜面内(in-plane)和膜面外(out-of-plane)两种共振谱中均存在两个共振峰，分别对应顶部和底部的两个铁磁性NiFe层。对于底部的NiFe层，发现其各向同性共振场的移动是负的；而对于项部的NiFe层，其各向同性共振场的移动是正的。这种现象的产生归因于项部和底部的NiFe/FeMn界面分别具有正的和负的界面垂直各向异性。研究还发现底部NiFe的共振线宽要比顶部NiFe的共振线宽大，这是由于底部NiFe/FeMn界面具有更大的交换耦合能导致的。
第五章通过固相反应法制备了LaxSr1-xCoO3(x=0.08，0.12，0.5)三个样品，发现小掺杂量的两个样品中存在自旋玻璃覆盖铁磁颗粒的核壳结构，这种自旋无序在高磁场下(5T)依然存在。通过磁性和电输运测量发现样品中存在着交换偏置现象，即场冷后被冻结的表面无序自旋钉扎铁磁磁矩翻转。最后我们测量了样品在不同冷却场下的磁锻炼效应，发现冷却场对铁磁颗粒和自旋玻璃的结构性质有着至关重要的影响。
交换偏置;铁磁;反铁磁;共存复杂体系;表面自旋分布;磁矩翻转模式;钴氧化物体系;纳米颗粒
上海大学
硕士
凝聚态物理
袁淑娟
2008
中文
O493.4;O482.53
77
2009-02-16（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）