基本介紹
- 中文名：鐵磁層
- 外文名：Ferromagnetic layers
- 一級學科：工程技術
- 二級學科：自旋電子學
- 定義：層狀薄膜中具有鐵磁性的層
- 特點：電子自旋呈相同方向
鐵磁層簡介,鐵磁多層膜,鐵磁/非鐵磁/鐵磁層狀薄膜,反鐵磁層,
鐵磁層簡介
鐵磁層是指層狀薄膜中具有鐵磁性的層。鐵磁性，是指物質中相鄰原子或離子的磁矩由於它們的相互作用而在某些區域中大致按同一方向排列，當所施加的磁場強度增大時，這些區域的合磁矩定向排列程度會隨之增加到某一極限值的現象。
在鐵磁性物質內部，如同順磁性物質，有很多未配對電子。由於交換作用（exchangeinteraction），這些電子的自旋趨於與相鄰未配對電子的自旋呈相同方向。由於鐵磁性物質內部又分為很多磁疇，雖然磁疇內部所有電子的自旋會單向排列，造成“飽合磁矩”，磁疇與磁疇之間，磁矩的方向與大小都不相同。所以，未被磁化的鐵磁性物質，其淨磁矩與磁化矢量都等於零。
鐵磁多層膜
多層磁薄膜的磁電阻依賴於相鄰磁薄膜層中磁化強度的相對取向，相鄰的兩層膜中磁化強度如反平行排列，磁電阻達最大，如果平行排列，則其磁電阻最小。為此，通常可以使用磁場調控磁電阻，實現電信號的存儲、讀取等。多鐵材料備受關注，因為利用其電磁耦合作用可以實現電場調控磁電阻。
許小勇等通過研究外應力場下鐵磁多層膜系統中的自旋結構，討論了系統磁電阻對外應力的依賴關係。結果表明，外應力能夠誘發磁電阻效應，且其磁電阻緊密依賴於外應力的大小和方向一般地對鐵磁性層間耦合，其磁電阻與外應力之間的關係緊密地依賴於兩鐵磁層的磁致伸縮係數以及磁屏，各向異性之差異。具體地，大小一定的外應力由磁易軸向磁難軸旋轉的過程中，磁電阻先緩慢增大後急劇減小，在磁難軸附近變化較敏銳，並出現峰值。外應力方向一定時，磁電阻隨應力的增大先敏銳增強後緩慢減小，且應力方向偏離磁易軸越遠，變化趨勢越顯著。特別地，當外應力完全垂直於磁易軸時，應力大小的變化會引起磁電阻翻倍。而外應力場在一定範圍時，磁電阻會隨應力的旋轉單調上升，並在磁難軸附近急劇增強，產生巨磁電阻（GMI）效應；對反鐵磁性層間耦合，其巨磁電阻效應對應力大小和方向的回響近似地相反於鐵磁性層間耦合情形。
鐵磁/非鐵磁/鐵磁層狀薄膜
最早報導發現GMl效應的是日本名古屋大學，由於其巨大的套用前景，很快引起了世界各國學者的廣泛關注.隨後，對非晶Co基和納米晶Fe基絲帶的巨磁阻抗效應進行了廣泛而深入的理論和實驗研究.隨著器件向小型化、集成化方向的發展，越來越多的器件需要薄膜化，鐵磁薄膜中的GMI效應的研究也引起了廣泛注意。研究表明，在幾微米的鐵磁薄膜中要出現顯著的GMI效應都需在近百MHz，甚至更高的頻率的交流激勵電流，這是由於在頻率較低時，其趨膚效應很弱的緣故。而在鐵磁/非鐵磁/鐵磁層狀薄膜或鐵磁/絕緣/非鐵磁/絕緣/鐵磁層結構薄膜中卻發現出現顯著GMl效應的頻率下降到了十幾MHz，GMl效應得到了極大的增強，這極有利於套用。
鐘智勇等提出了鐵磁/非鐵磁/鐵磁層狀薄膜的電磁模型，詳細研究了層狀薄膜的巨磁阻抗增強效應，以及磁性層和非磁性層厚度與層狀薄膜的巨磁阻抗效應的關係。分析表明，鐵磁層和非鐵磁層薄膜的電阻率相差越大，越有利於獲得顯著的巨磁阻抗效應；對於總厚度要求一定的層狀薄膜，鐵磁層和非鐵磁層薄膜存在一最佳厚度。
