Tb_Fe磁性多层膜模型研究.pdfVIP

第 卷第 期 No.3 27 3 宁波工程学院学报 Vol.27 2015 年 月 JOURNAL OF NINGBO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 9 Sept.2015 DOI ：10.3969/j.issn.1008-7109.2015.03.002 Tb/Fe 磁性多层膜模型研究 马 超 ，冯唐福 ，邵俊利 （宁波工程学院， 浙江 宁波 315211 ） 摘 要： 针对界面反铁磁耦合的Tb/Fe 两相交替排列的多层膜，使用能量最小原理方法，推导了离散单元的磁矩方 向角度与沿着薄膜厚度的位置关系，计算得出了沿外磁场方向的平均磁化强度，利用MATLAB 软件给出了各自的关系曲 线图。 结果显示，磁矩方向角度与薄膜厚度位置满足椭圆关系，随磁场增大，磁矩方向角度变化越大，磁化强度趋于饱和。 关键词： 磁性多层膜；离散单元；反铁磁性耦合；磁化强度 中图分类号： 文献标识码： 文章编号： （ ） TM274 A 1008-7109 2015 03 - 0007 - 05 引言 磁性材料的薄膜化趋势随着元器件的微型化发展已成必然，然单层膜受其单一性难于满足综合性 能逐步提高的需求。 近年来，多层膜因其综合性能在很大程度上较单层膜优异而受到青睐，发展迅速[1-3] 。 然大多数文献聚集在多层膜的性能改善、工艺方法改进等方面的研究[4-7] ，在材料建模计算方面报道较 ， 少，有待于深入研究。 且国内研究滞后于国外，急需进行理论研究和技术突破[8 9] 。 在此，考虑磁材料膜层体心立方的铁（bcc-Fe ）和六方的铽（hcp-Tb ）交替排列而成的多层膜体系， 建立理论模型，计算分析讨论两相界面耦合特性。 1 理论模型计算 磁性多层膜的结构示意图如图 所示。外磁场 沿着 轴方向，薄膜平面与 平面平行，膜厚 1 H x x-o-y 沿着z 轴方向变化，图中显示了两个基本单元（一个基本单元由一层Fe 和一层Tb 组成）。 简化模型，做以下基本假设： （ ）磁层 （ 相，厚度为 ）与磁层 （ 相，厚度为 ）沿 轴方向间隔周期性排列，且两种材质界 1 1 f 1 d1 2 f 2 d2 Z 面处反铁磁性耦合； （2 ）选择f 1 层和f 2 层界面处为z =0 点。 磁矩位于x-o-y 平面内，磁化强度无z 分量，即在0zd1 和 x y x y 区间内磁化强度分别为 （ ， ）和 （ ， ）； d z0 M M M M M M 2 1 1 1