發(fā)布時(shí)間：2020-12-01 20:24

　　鐵磁共振以及自旋波共振是鐵磁體中磁矩的集體激發(fā)模式。軟磁薄膜由于具有高共振頻率與磁導(dǎo)率等優(yōu)勢,被廣泛應(yīng)用于電子元器件中。近年來,電子元器件逐漸向微型化、高頻化、集成化、多頻化等方向發(fā)展,這對(duì)應(yīng)用其中的軟磁薄膜提出了更高的要求。因此,對(duì)于軟磁薄膜動(dòng)態(tài)磁性,特別是共振頻率和磁導(dǎo)率的研究是十分必要的。本論文基于電化學(xué)沉積和磁控濺射方法研究了Fe基軟磁薄膜的動(dòng)態(tài)磁性。另外,通過圖案化設(shè)計(jì)研究了坡莫合金薄膜的自旋波激發(fā)。主要內(nèi)容如下:1、采用電化學(xué)沉積方法研究了C和Ce元素?fù)诫s對(duì)FeCo合金薄膜磁性的影響。研究發(fā)現(xiàn)改變摻雜濃度可調(diào)控樣品的晶體結(jié)構(gòu),并發(fā)現(xiàn)摻雜可優(yōu)化FeCo薄膜的軟磁性能,另外電沉積參數(shù)對(duì)樣品的矯頑力、共振頻率等具有調(diào)控作用。2、利用共濺射方法成功制備了FeNi-MgO顆粒膜,并通過改變MgO濺射功率、傾斜濺射角度以及熱處理溫度來實(shí)現(xiàn)FeNi-MgO動(dòng)態(tài)磁性的調(diào)控。結(jié)果表明MgO濺射功率能夠調(diào)控樣品的共振頻率和阻尼,同時(shí)傾斜濺射也是調(diào)控樣品共振頻率的有效方法。并且經(jīng)由200 ^oC和500 ^oC熱處理后,磁譜表現(xiàn)為兩個(gè)共振模式。另外,通過氬... 

【文章來源】：蘭州大學(xué)甘肅省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：143 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

（a）自旋行波和（b）自旋駐波

蘭州大學(xué)博士學(xué)位論文摻雜與圖案化對(duì)Fe基軟磁薄膜動(dòng)態(tài)磁性的影響7圖1-2（a）磁化強(qiáng)度位于磁性薄膜平面內(nèi)，在薄膜內(nèi)部可激發(fā)三種模式自旋波：PSSW、MSBVW和DEwave；（b）磁化強(qiáng)度垂直于磁性薄膜平面，在薄膜內(nèi)部可激發(fā)兩種模式自旋波：PSSW和MSFVW[98]1.2.4自旋波的探測任何事物的出現(xiàn)與探索都需要經(jīng)歷一定的過程，對(duì)于自旋波的探索也遵循這一規(guī)律。起初，人們更多的著眼于自旋波的激發(fā)，隨后如何準(zhǔn)確的探測自旋波成為研究者關(guān)注的重點(diǎn)。自旋波發(fā)展至今，常用的典型探測方法有：1)中子散射[99]：中子是一種較為特殊的核子，不帶電荷卻具有自旋屬性且有很強(qiáng)的穿透性。中子入射到材料中，與材料的晶格、原子等相互作用，最終出射的中子攜帶有材料的信息。中子散射可探測位于交換作用區(qū)的自旋波，并且測試過程中可以轉(zhuǎn)換角度。2)共振吸收法[100-102]：受到微波的擾動(dòng)，磁矩將會(huì)繞著有效場進(jìn)動(dòng)，當(dāng)外加能量與磁矩進(jìn)動(dòng)的能量相等時(shí)，將發(fā)生強(qiáng)烈的共振吸收。共振吸收法需要用微波激發(fā)、可探測自旋駐波、探測分辨率高。3)布里淵光散射法（BLS）[103-106]：BLS方法以自旋波的非彈性散射作為探測基矗一束光入射到磁性材料上，光子與磁性材料相互作用，出射光帶有磁性材料的信息。BLS是研究磁性薄膜自旋波的一種方便有效的方法。具有可探測整個(gè)布里淵區(qū)的自旋波譜、測試過程中通過改變散射的幾何安排，可以得到不同方向傳播的自旋波譜、可同時(shí)探測體波（駐波）、表面波和聲子激發(fā)，探測靈敏度高等優(yōu)勢。與共振吸收法相比，BLS不需要微波激發(fā)并且可以探測相同頻率不同波矢的自旋波。4)時(shí)間分辨的磁光克爾顯微鏡（TRMOKE方法）[107-109]：TRMOKE方法以磁光克爾效應(yīng)為基礎(chǔ)對(duì)磁性薄膜磁矩的動(dòng)態(tài)性能進(jìn)行探測。具有優(yōu)異的時(shí)間分辨性，可以對(duì)

蘭州大學(xué)博士學(xué)位論文摻雜與圖案化對(duì)Fe基軟磁薄膜動(dòng)態(tài)磁性的影響18其中，Nd為退磁因子，是磁化強(qiáng)度矢量與z軸的夾角，Ms是鐵磁性材料的飽和磁化強(qiáng)度。當(dāng)=90o時(shí)，磁化強(qiáng)度垂直于z軸，退磁因子為0，退磁能最校當(dāng)=0o時(shí)，磁化強(qiáng)度平行于z軸，此時(shí)退磁因子為1，退磁能最大。因此對(duì)于無限大均勻薄膜，磁矩分布在薄膜表面內(nèi)是最穩(wěn)定的狀態(tài)，薄膜膜面為易磁化面。圖2-1一個(gè)磁棒內(nèi)部和外部的磁化強(qiáng)度分布[3]體退磁場又稱為偶極作用等效場，是一種局域的退磁場[4]，它是磁矩空間分布不均勻而產(chǎn)生的，即使在無限大的磁性體系中，在不考慮邊界處自由磁極的情況下，它依然是存在的。假設(shè)磁化強(qiáng)度是時(shí)間和空間的函數(shù)，則：()()()000,,ikrkkMrtMmrtMmte=+=+（2-5）在考慮偶極相互作用的情況下，磁矩的進(jìn)動(dòng)產(chǎn)生自旋波。由于自旋波的波長比該材料中電磁波的波長大得多。因此麥克斯韋方程中的推遲項(xiàng)Dt可以忽略，則：00dipHB==（2-6）由于()dipB=M+H，則可得到：()2dipH=M（2-7）設(shè)()()0,ikrdipdipHrtHte=（2-8）則22dipdipH=kH（2-9）根據(jù)式（2-5）和（2-7），有：

【參考文獻(xiàn)】：
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