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本文对铁磁/反铁磁(FM/AFM)双层膜的交换偏置进行了理论和实验研究。本论文开展了两方面的工作:一是制备态Co/FeMn双层膜的交换偏置以及Co单层膜的磁性;二是共溅射Fe1-xCrx合金薄膜的磁性。一、制备态Co/FeMn双层膜的交换偏置以及Co单层膜的磁性。
用直流(DC)和射频(RF)磁控溅射方法制备了Co/FeMn双层膜以及Co、CoNi单层膜。用X射线对样品的微结构进行了表征。用振动样品磁强计(VSM)和铁磁共振(FMR)研究了样品的磁性。
对Co和CoNi单层膜来说,矫顽力是1/tFM的线性函数。通过分析室温下外加磁场在面内不同方向时测得的磁滞回线,矫顽力随角度的变化规律不能用一致转动模型来解释。
分别用两种方法制备了Fe1-xCrx合金薄膜。第一种方法:在Cr靶上均匀得放置若干Fe片,在很高的氩气压下让Cr靶和Fe片同时起辉而获得Fe1-xCrx合金薄膜。第二种方法:在低气压下,利用Fe靶和Cr靶的共溅射来制备Fe1-xCrx合金薄膜。第一种方法制备的Fe1-xCrx合金薄膜,面内的磁滞回线是斜的,并且具有很大的饱和场。第二种方法制备的Fe1-xCrx合金薄膜,面内磁滞回线具有很高的矩形比。为此,本论文中的Fe1-xCrx合金薄膜均采用第二种方法来制备。
在3cm*5.1cm的玻璃衬底上制备了Fe、Cr及Fe1-xCrx合金薄膜。Fe单层膜厚度均匀,而Cr单层膜和Fe1-xCrx合金薄膜是很好的厚度楔形。沿楔形方向,成分和磁化强度在很宽的范围内单调变化而矫顽力在楔形的中间附近有一个最大值。通过测量面内铁磁共振谱,发现不同成分比的样品均具有很好的单轴各向异性。