利用极化中子反射术探测软硬双层膜中的磁构型调控
材料科学
2024-06-12 v1
摘要
硬/软磁双层薄膜已广泛应用于数据存储技术和永磁体领域。这些异质结构中的磁构型及其对温度和磁场的响应被认为高度依赖于界面耦合。然而，各层的内禀性质，如饱和磁化强度和层厚，也强烈影响磁构型。改变这些参数为定制复合磁体的磁性质提供了有效方法。在此，我们利用极化中子反射术（PNR）实验探测硬/软双层薄膜中的界面磁构型：L10-FePt/A1-FePt、[Co/Pd]/CoPd、[Co/Pt]/FeNi 和 L10-FePt/Fe，这些薄膜的硬层均具有垂直磁各向异性。这些薄膜分别设计了不同的软层和硬层厚度（t_soft 和 t_hard）以及饱和磁化强度（M_s^soft 和 M_s^hard）。还利用 L10-FePt/A1-FePt 双层样品研究了面内磁场（H_ip）和温度（T）的影响。将 PNR 结果与微磁模拟比较表明，界面磁构型高度依赖于 t_soft、M_s^soft 和外部因素（H_ip 和 T），而对 t_hard 和 M_s^hard 的依赖相对较弱。这些结果中的关键在于，对于较薄的 t_soft，硬层和软层在面外方向刚性耦合，随后经历向面内弛豫的过渡。通过减小 M_s^soft 可将此过渡延迟至更大的 t_soft。理解这些参数对磁构型的影响对于设计功能化复合磁体应用至关重要。
引用
@article{arxiv.2111.12191,
title = {Controlling magnetic configuration in soft-hard bilayers probed by polarized neutron reflectometry},
author = {Nan Tang and Jung-Wei Liao and Siu-Tat Chui and Timothy Ziman and Kai Liu6 Chih-Huang Lai and Brian J. Kirby and Dustin A. Gilbert},
journal= {arXiv preprint arXiv:2111.12191},
year = {2024}
}
备注
8 pages, 4 figures