L10-FePt/A1-FePt双层膜的交换耦合特性

作     者：李鱼辉 

作者单位：西南大学 

学位级别：硕士

导师姓名：李国庆

授予年度：2016年

学科分类：08[工学] 080501[工学-材料物理与化学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 

主      题：L10-FePt/A1-FePt 双层膜 矫顽力 交换耦合 交换作用长度 

摘      要：采用磁控溅射法在解理面不同的MgO基片上取向生长L10-FePt/A1-FePt双层薄膜,实现了沿易轴方向磁化的退磁因子最大和最小。通过改变硬磁层的热处理温度以及调整两层各自的厚度,对双层薄膜的结构、形貌、磁畴结构以及磁化行为进行了分析。得到的主要结果如下:(1)在MgO(110)单晶基片上生长10 nm厚的FePt薄膜,由于薄膜较薄,(110)超晶格衍射峰的强度较弱。将厚度增加至30 nm,(110)峰明显增强,易轴方向都在膜面内。在500℃进行热处理,薄膜开始发生A1→L10相转变。热处理温度再高,薄膜的连续性遭到严重破坏。因此,500℃为制作交换弹簧硬磁层的最佳热处理温度。再在FePt(10 nm,500℃)硬磁层上覆盖20 nm厚的A1-FePt薄膜,硬磁层的结构和形貌不受影响,矫顽力由硬磁单层的12 kOe降低至硬磁/软磁双层的7 kOe。双层膜的磁化曲线出现明显的双肩现象。(2)硬磁层的厚度增加到30 nm,改变软磁层的厚度(0,40 nm),矫顽力有明显改变。软磁层的XRD图谱中出现(111)密堆积面的衍射峰,说明软磁层没有完全沿[110]外延生长。硬磁层的热处理温度为500℃,L10-FePt(110,30nm)/A1-FePt双层膜交换作用长度满足20 nmlex30 nm,而L10-FePt(110)(10 nm)/A1-FePt满足lex20 nm。(3)改用MgO(001)单晶基片,生长L10-FePt(001)(30nm)/A1-FePt(t nm)双层膜易轴方向垂直于膜面。热处理温度为500℃,在t=20 nm时,软磁层磁矩被硬磁层完全钉扎;t=30 nm磁化曲线出现双肩现象。由此可以确定层间交换耦合作用的范围也是20 nmlex30 nm。