反鐵磁結構是指具有反鐵磁性質材料的磁結構，磁結構通常指晶體中原子磁矩空間取向的周期性和對稱性，或具有某種規律性分布。
基本介紹
- 中文名：反鐵磁結構
- 外文名：Antiferromagnetic structure
- 一級學科：工程技術
- 二級學科：自旋電子學
- 反鐵磁性：材料的一種磁性
- 磁結構：磁矩空間取向的周期性和對稱性
反鐵磁性,反鐵磁結構簡介,研究進展,套用,
反鐵磁性
反鐵磁性是材料的一種磁性。磁矩反平行交錯有序排列，但不表現巨觀強的淨磁矩，這種磁有序狀態稱為反鐵磁性。
與鐵磁性一樣，其微小磁矩在磁疇內排列整齊，所不同的是，在這些材料中，反平行排列相互對立。溫度愈低，其內部的這種排列愈緊。但溫度上升到奈爾溫度以上時，其相對磁導率略大於1，並隨溫度升高而增加，超過這一溫度後該物質變成順磁材料。
反鐵磁結構簡介
反鐵磁結構是指具有反鐵磁性質材料的磁結構。磁結構通常指晶體中原子磁矩空間取向的周期性和對稱性，或具有某種規律性分布。磁結構相對於磁矩無規取向的情況來說，磁矩在空間的規律性分布又稱為磁有序。這一概念也可用於非晶態磁性合金中。
研究進展
由於對外磁場不敏感，反鐵磁層在磁性電子器件中是一種基本部件。在反鐵磁材料中，磁矩的方向在相鄰晶格位置上是相反的，因此整體上沒有巨觀磁性。鄰近鐵磁體的反鐵磁體將通過磁的交換力而“釘扎”住了鐵磁體的磁矩方向，從而引起磁滯回線偏移的現象，被稱為“交換偏置（exchange bias）"。模型研究指出：交換偏置是由反鐵磁體表面的小鐵磁矩引起的。疇壁、原子台階與晶界等缺陷被認為是產生這些磁矩的原因並決定它們的大小，因為它們破壞了反鐵磁體表面的對稱性。純金屬如Cr和Mn，過渡金屬合金如FeMn或InMn，以及過渡金屬氧化物如赤鐵礦等也都表現出反鐵磁性。其他如具有著名的龐磁電阻效應的錳氧化物，依摻雜濃度和溫度的不同可以是反鐵磁體或鐵磁體。
反鐵磁結構的研究之所以困難是因為缺乏巨觀的磁性。這妨礙了對交換偏置微觀起源的認定，早在1950年，人們就用光學方法對反鐵磁體單晶的大磁疇進行了研究。X射線顯微術揭示了微米尺度的反鐵磁疇。但對在技術套用上十分重要、典型晶粒尺度為數十納米的材料的疇進行成像仍無法實現。Heinze等向前邁進了一大步，他們運用R. Wiesendanger等人早在1990年開創的自旋極化掃描隧道顯微鏡技術，對磁有序Mn單層的反鐵磁表面結構進行了具有原子級解析度的成像。
Heinze等人的方法通常可用於反鐵磁和鐵磁導電錶面的研究。它的特別之處在於它無與倫比的空間解析度.它使得我們能夠對反鐵磁疇壁內、台階處及靠近雜質或缺陷處的磁結構進行詳細的研究。由於其對鐵磁和反鐵磁有序同時都具有高靈敏度，自旋極化掃描隧道顯微鏡技術對於反鐵磁表面上鐵磁材料的最初生長階段的研究是一種理想的工具。可能有助於回答是否是反鐵磁的磁結構是通過磁交換耦合而印刻在鐵磁體上的。由於在反鐵磁層中反向磁矩間界面上的抑制和鐵磁層中磁矩的擇優取向可能引起複雜的磁結構，例如90度耦合，這種方法亦有可能提供關於台階、表面結構和表面粗糙度對磁結構形成所起作用的有價值的信息。
套用
反鐵磁材料常被用作磁性交換偏置體系的釘扎層，因而在磁記錄等領域有著廣泛的套用。 反鐵磁半導體材料可以實現和鐵磁半導體的對接，對實現半導體自旋電子學有著重要的意義。在交換偏置體系中，最重要的是界面上的自旋結構，因此研究和表征反鐵磁的表面自旋結構必將有助於深入理解交換偏置的本質。
