界面原子扩散对SmCo/Fe交换弹簧双层膜磁性能影响的微磁学研究

摘要

本文通过三维微磁学数值模拟,研究了界面处原子扩散形成的界面层对易轴平行和垂直膜面取向SmCo/Fe双层膜磁性能的影响.当易轴取向平行膜面时,体系成核在第二象限.随着界面层厚度的增加,尽管剩磁逐渐减小,而成核场和钉扎场逐渐增加,以致最大磁能积先增加后减小,直至体系由交换弹簧磁体过渡到刚性磁体.当易轴取向垂直膜面时,随着界面层厚度的增加,体系成核由第一象限逐渐过渡到第二象限,虽然钉扎场从减小、不变到略有增加,但成核场和剩磁逐渐增加,导致最大磁能积逐渐增加.在退磁过程中,膜面内自旋偏转:易轴平行膜面取向系统显示了flower态和C态的产生与消失的过程;而易轴垂直膜面取向系统显示了vortex态的产生与消失的过程.随着易轴平行膜面SmCo/Fe双层膜界面层中SmCo原子扩散比例的增加,成核场和钉扎场增加但剩磁减小,最大磁能积先增加后降低.当易轴两种取向时,对任一界面层厚度,成核场随界面交换耦合常数的增大而增大,这表明界面层的存在增强了硬磁/软磁层之间的交换耦合作用.本文建立的模型很好地模拟了相关的实验结果[2007 Appl.Phys.Lett.91072509].