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软磁薄膜面内单轴各向异性的调控

林敏  
【摘要】: 随着垂直磁记录材料、GMR磁头技术和无线数据传输技术的不断发展,迫切需要提高软磁薄膜的使用频率。在饱和磁化强度无法继续提高的背景下,面内单轴各向异性的调控在软磁薄膜的制备过程中变得十分重要。本文中,利用射频磁控溅射和微磁学模拟OOMMF程序等工具,在实验和模拟两方面研究了调控软磁薄膜面内单轴各向异性的方法。得到的主要结果如下: 1、通过改变溅射气体Ar的流量和倾斜溅射偏角,系统研究了溅射条件对CoNb软磁薄膜的面内单轴各向异性和软磁性能的影响。结果表明:随着Ar流量的增加,CoNb薄膜的面内单轴各向异性和软磁性能逐渐变差。而随着溅射偏角逐渐增大,CoNb薄膜的面内单轴各向异性场的大小随之增大,方向并未发生明显的变化。 2、通过改变Nb含量可以有效地控制CoNb软磁薄膜的面内单轴各向异性场和矫顽力。实验结果表明:CoNb软磁薄膜面内单轴各向异性场的大小并不随Nb含量单调变化,而是在某一Nb含量处出现极大值;而矫顽力随着Nb含量增加单调降低。并成功制备得到了具有730 Oe面内单轴各向异性场的CoNb薄膜。 3、利用微磁学模拟研究发现,由饱和磁化强度不同的磁性相交替排列组成的双相条纹耦合体系可以诱导出面内单轴各向异性。进一步的模拟和理论推导的结果证明,这种面内单轴各向异性来自两相问磁矩的偶极相互作用,其大小与两相饱和磁化强度的差值的平方和薄膜厚度成正比;与两相的条纹宽度成反比。


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