铁磁/反铁磁双层膜的热力学性质和交换偏置的研究

摘要

在信息时代中，数据存储是信息处理的重要一环，而磁记录存储又是数据存储的主要方式之一。据统计，在大量新信息中，有92％是用磁记录方式存储的，而其中大部分又是由硬盘记录存储的。交换偏置现象作为硬盘磁头和磁随机存储器(MRAM)基本构件的物理基础之一，在近几十年中得到了广泛研究。而铁磁/反铁磁双层膜的材料也是下一代硬盘记录技术的必要选择之一，很多国家正在对其进行积极研发。本文对铁磁/反铁磁双层膜材料的热力学性质和交换偏置现象进行了研究。 建立了补偿界面和未补偿界面铁磁/反铁磁双层膜模型，采用Ising模型和线性集团平均场近似方法推导了相关物理量的表达式；又应用Heisenberg模型和格林函数方法推导出系统的磁化强度；对铁磁/反铁磁双层膜的热力学性质和交换偏置进行研究。 研究了铁磁/反铁磁之间交换作用，反铁磁磁晶各项异性和反铁磁之间的交换作用对热力学性质的影响。计算结果表明，铁磁/反铁磁之间交换作用增加时，未补偿界面双层膜系统的转变温度受铁磁层影响的峰值右移，而补偿界面双层膜系统的转变温度受铁磁层影响的峰值左移；反铁磁磁晶各项异性、交换作用增加时，系统的转变温度受反铁磁层影响而增加。 研究了铁磁/反铁磁之间交换作用、反铁磁磁晶各向异性和反铁磁间交换作用对磁滞回线、交换偏置和矫顽力的影响。计算结果表明，对于补偿界面在特定层间交换作用时才出现交换偏置现象；对于未补偿界面，铁磁/反铁磁层间交换作用增加时，系统的交换偏置增加而矫顽力减小；随着反铁磁之间交换作用的增加，系统的交换偏置和矫顽力都增加。

目录

文摘

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第1章绪论

1.1课题研究的背景

1.2磁记录存储的历史及未来展望

1.2.1磁记录原理

1.2.2交换偏置

1.3各个物理量的来源以及意义

1.3.1交换能

1.3.2磁各向异性能

1.4 Ising模型介绍

1.5格林函数理论

1.6本文研究内容

第2章理论模型及计算方法

2.1海森堡模型在两种界面模型中的应用

2.1.1补偿界面模型

2.1.2未补偿界面模型

2.2 Ising模型在两种界面模型中的应用

2.2.1理论模型

2.2.2传递矩阵计算方法

2.3本章小结

第3章热力学性质

3.1应用Ising模型计算的结果

3.1.1 J12对热力学量的影响

3.1.2 D2对热力学量的影响

3.1.3 J2对热力学量的影响

3.2应用海森堡模型计算的结果

3.3本章小结

第4章交换偏置基本特征的结果与讨论

4.1 Ising模型的计算结果与讨论

4.1.1 J12对磁滞回线、He及Hc的影响

4.1.2 D2对磁滞回线，He及Hc的影响

4.1.3 J2对磁滞回线，He及Hc的影响

4.2本章小结

第5章结论及展望

5.1结论

5.2展望

参考文献

致谢