Перемагничивание слоистого нанокомпозита FM/NM/FM/AFM с одноосной анизотропией

Перемагничивание слоистого нанокомпозита FM/NM/FM/AFM с одноосной анизотропией

Автор: Захаров Ю.В., Власов А.Ю., Авакумов Р.В.

Журнал: Сибирский аэрокосмический журнал @vestnik-sibsau

Рубрика: Технологические процессы и материалы

Статья в выпуске: 4 т.16, 2015 года.

Бесплатный доступ

Рассмотрен процесс перемагничивания слоистого нанокомпозита FM/NM/FM/AFM, состоящего из магнитного сэндвича FM/NM/FM, расположенного на антиферромагнитной подложке (AFM). Магнитный сэндвич состоит из двух ферромагнитных слоев (FM), разделенных немагнитной прослойкой (NM). Нахождение распределения намагниченности в сэндвиче сводится к решению дифференциальных уравнений, определяющих указанное распределение в каждом слое. Дифференциальные уравнения дополняются граничными условиями. На границе между ферромагнитным слоем и антиферромагнитной подложкой ставится граничное условие жесткого закрепления магнитного вектора, на границе ферромагнитной пленки с вакуумом используется граничное условие свободного конца. Соединение ферромагнитных слоев посредством тонкой немагнитной прослойки моделируется парой граничных условий, одно из которых является нелинейным. Для описания процесса используются полученные ранее аналитические решения уравнения Ландау-Лифшица в системе координат, связанной с углом поворота намагниченности в плоскости пленки и расстоянием от границы FM/AFM. В ходе расчетов получено уравнение, определяющее пороговые поля перемагничивания, построены зависимости проекции намагниченности на направление внешнего магнитного поля. Полученные кривые намагничивания имеют гистерезис, обусловленный одноосной анизотропией. Для иллюстрации влияния физических характеристик немагнитной прослойки на магнитный гистерезис рассматриваемой многослойной магнитной пленки была построена зависимость ширины петли гистерезиса от комбинации параметров, характеризующих прослойку. В будущем полученные результаты могут использоваться для теоретического предсказания физических характеристик ферромагнитных пленок типа FM/NM/FM/AFM.

Еще

Магнитный сэндвич, ферромагнитная пленка, немагнитная прослойка

Короткий адрес: https://sciup.org/148177514

IDR: 148177514

Список литературы Перемагничивание слоистого нанокомпозита FM/NM/FM/AFM с одноосной анизотропией

  • Exchange bias in nanostructures/J. Nogues //Physics Reports. 2005. Vol. 422. P. 65-117.
  • Asymmetry of Magnetization Reversal of Pinned Layer in NiFe/Cu/NiFe/IrMn Spin-Valve Structure/N. G. Chechenin //Journal of Superconductivity and Novel Magnetism. 2014. Vol. 27. P. 1547-1552.
  • Staudacher T., Tsoi M. Spin-torque-driven ferromagnetic resonance in point contacts//Journal of Applied Physics. 2011. Vol. 109. P. 07C912-1.
  • Néel coupling in Co/Cu/Co stripes with unidirectional interface roughness/A. V. Davydenko //Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 2015. Vol. 377. P. 334-342.
  • Qiu Z. Q., Pearson J., Bader S. D. Oscillatory interlayer magnetic coupling of wedged Co/Cu/Co sandwiches grown on Cu(100) by molecular beam epitaxy//Physical Review B. 1992. Vol. 46. P. 8659.
  • Interlayer Coupling and Magnetoresistance of MnIr-Based Spin Valves: Dependencies on Deposition Rate, Spacer Thickness, and Temperature/J. M. Teixeira //IEEE Transactions on Magnetics. 2007. Vol. 43. P. 3143.
  • Salansky N. M., Eruchimov M. Sh. The peculiarities of spin-wave resonance in films with ferro-antiferromagnetic interaction//Thin Solid Films. 1970. Vol. 6. P. 129-140.
  • Захаров Ю. В., Хлебопрос Е. А. Кривые намагничивания и частоты магнитного резонанса в пленках с доменной структурой на антиферромагнитной подложке//ФТТ. 1980. № 22. С. 3651-3657.
  • Ерухимов М. Ш., Середкин В. А., Яковчук В. Ю. Доменная структура и перемагничивание пленок с однонаправленной и одноосной анизотропией//ФММ. 1981. № 52. С. 57-62.
  • Захаров Ю. В., Власов А. Ю., Авакумов Р. В. Продольное перемагничивание мультислойной ферромагнитной системы с немагнитной прослойкой//Вестник СибГАУ. 2010. № 2 (28). С. 15-18.
  • Захаров Ю. В. Статическая и динамическая потеря устойчивости ферромагнитного слоя при перемагничивании//ДАН. 1995. Т. 344, № 3. С. 328-332.
  • Aharoni A., Frei E. H., Shtrikman S. Theoretical approach to the asymmetrical magnetization curve//Journal Of Applied Physics. 1959. Vol. 30. P. 1956-1961.
  • Середкин В. А., Фролов Г. И., Яковчук В. Ю. Квазистатическое перемагничивание пленок с ферроферримагнитным обменным взаимодействием//ФММ. 1987. № 63. С. 457.
  • Пороги перемагничивания магнитомягкого слоя в обменно-связанной структуре в зависимости от поверхностного обмена/Ю. В. Захаров //Новые магнитные материалы микроэлектроники: сб. тр. XX Междунар. школы-семинара/Физфак МГУ. 2006. С. 201-203.
  • Игнатченко В. А. Граничные условия для магнитных и магнитоупругих систем//ФММ. 1973. № 36. С. 1219-1228.
  • Sort Nogues J., Langlais V., Skumryev V., Surinach S., Munoz J. S., Baro M. D. Exchange bias in nanostructures. Physics Reports, 2005, Vol. 422, P. 65-117.
  • Chechenin N. G., Chernykh P. N., Dushenko S. A., Dzhun I. O., Goikhman A. Y., Rodionova V. V. Asymmetry of Magnetization Reversal of Pinned Layer in NiFe/Cu/NiFe/IrMn Spin-Valve Structure. Journal of Superconductivity and Novel Magnetism, 2014, Vol. 27, P. 1547-1552.
  • Staudacher T., Tsoi M. Spin-torque-driven ferromagnetic resonance in point contacts. Journal of Applied Physics, 2011, Vol. 109, P. 07C912-1.
  • Davydenko A. V., Pustovalov E. V., Ognev A. V., Kozlov A. G., Chebotkevich L. A., Han X. F. Néel coupling in Co/Cu/Co stripes with unidirectional interface roughness. Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 2015, Vol. 377, P. 334-342.
  • Qiu Z. Q., Pearson J., Bader S. D. Oscillatory interlayer magnetic coupling of wedged Co/Cu/Co sandwiches grown on Cu(100) by molecular beam epitaxy. Physical Review B, 1992, Vol. 46, P. 8659.
  • Teixeira J. M., Ventura J. O., Fermento R. P., Araujo J. P., Sousa J. B., Freitas S. C., Freitas P. P. Interlayer Coupling and Magnetoresistance of MnIr-Based Spin Valves: Dependencies on Deposition Rate, Spacer Thickness, and Temperature. IEEE Transactions on Magnetics, 2007, Vol. 43, P. 3143.
  • Salansky N. M., Eruchimov M. Sh. The peculiarities of spin-wave resonance in films with ferro-antiferromagnetic interaction. Thin Solid Films, 1970, Vol. 6, P. 129-140.
  • Zakharov Yu. V., Khlebopros Ye. A. . FTT, 1980, No 22, P. 3651-3657 (In Russ.).
  • Erukhimov M. Sh., Seredkin V. A., Yakovchuk V. Yu. . FMM, 1981, No 52, P. 57-62 (In Russ.).
  • Zakharov Yu. V., Vlasov A. Yu., Avakumov R. V. . Vestnik SibGAU, 2010, No. 2 (28), P. 15-18 (In Russ.).
  • Zakharov Yu. V. Static and dynamic instabilities caused by switching of ferromagnetic layer. DAN, 1995, Vol. 344, P. 328-332.
  • Aharoni A., Frei E. H., Shtrikman S. Theoretical approach to the asymmetrical magnetization curve. Journal Of Applied Physics, 1959, Vol. 30, P. 1956-1961.
  • Seredkin V. A., Frolov G. I., Yakovcuk V. Yu. . FMM, 1987, No. 63, P. 457 (In Russ.).
  • Zakharov Yu. V., Frolov G. I., Seredkin V. A., Vlasov A. Yu., Yakovcuk V. Yu., Stolyar S. V. . XX mezhdunar. shkola-seminar “Novye magnitnye materialy mikroelektroniki”: sbornik trudov . Phys. Dep. MSU, 2006, P. 201-203 (In Russ.).
  • Ignatchenko V. A. . FMM, 1973, No. 36, P. 1219-1228 (In Russ.).
Еще
Статья научная
QR-код для установки приложения SciUp Наведите камеру и скачайте бесплатное приложение SciUp