铁磁/非铁磁多层薄膜的层间耦合理论

论文摘要

相隔非铁磁层的两个铁磁层的交换作用,是以非铁磁层的传导电子为媒介。层间振荡交换作用是非铁层厚度的函数,而IEC按中间隔层厚度倒数的二次方衰减,这属于磁杂质的RKKY理论。理论预测,层间耦合振荡依赖于非铁磁层费米面的临界生成矢量,测量周期和关于费米面的预测已经得到了认可。长程振荡被认为与传导电子的自旋极化相关。对IEC强度的计算,理论计算和实验测量已经相符。GMR效应被认为与铁磁层的自旋相关散射相关。关于IEC的RKKY理论已经成功的解释了IEC衰变,但是没有对IEC强度与相位的进行定量的描述。随着温度增加,IEC和GMR减少,这是因为声子—电子和磁振子—电子的非弹性散射。随着压强增加,IEC、磁饱和场和GMR减少;压强增加,则IEC、磁饱和场、GMR减少;当非铁磁增加的时候,GMR减少;当平均自由程/非铁磁厚度减少时,GMR也减少;当这个比率远小于1时,GMR消失。夹层结构的GMR比多层结构的大是因为散射出现了交替铁磁层和交替层间间隔。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 第一章 Introduction
• 第二章 Interlayer exchange coupling
• §2.1 Review of experiment results of IEC
• 2.1.1 antiferromagnetic metal as spacer layer
• 2.1.2 Nobel metal as spacer layer
• 2.1.3 Non-Magnetic Transition as Spacer layer
• §2.2 RKKY theory of interlayer exchange coupling in FM/nonFM multilayer
• 2.2.1 RKKY model theory
• 2.2.2 Free electron approximation
• 2.2.3 Continuous approximation
• 2.2.4 Oscillation periods
• §2.3 Effect of temperature, roughness, magnetic layer on IEC
• §2.4 Strength and Phase of IEC
• 第三章 Spin dependent scattering effect
• §3.1 Experimental Observations of GMR Phenomenon
• §3.2 GMR Mechanisms
• §3.3 Variation of GMR with magnetic field
• §3.4 Nonferromagnetic layer thickness dependence
• §3.5 Ferromagnetic layer thickness dependence
• §3.6 Effect the number of bilayer （N） in （FM/NM）N on GMR
• §3.7 Variation GMR with Temperature
• §3.8 Effect of pressure on GMR
• §3.9 Simplified model of GMR
• Conclusion
• Acknowledgment
• References