基于鐵磁共振的射頻和微波器件被廣泛地應用于通訊、信息、航空航天以及軍事等領域,科技的不斷發(fā)展對器件的共振頻率提出更高的要求。軟磁材料的鐵磁共振頻率決定了磁性高頻器件的工作頻率上限。隨著當今集成電路技術的發(fā)展,無外加偏置磁場（自偏置）條件下的高頻軟磁薄膜材料成為急需材料。近年來,針對具有磁各向異性的自偏置高頻軟磁薄膜材料開展了大量的研究工作,如利用傾斜濺射、成分梯度濺射、鐵磁/反鐵磁層間耦合、磁電耦合等。然而,自偏置鐵磁共振頻率10 GHz以上的軟磁薄膜依然很難獲得。最近本課題組發(fā)現(xiàn),在具有強層間耦合作用的鐵磁/非磁/鐵磁（FM/NM/FM）三明治薄膜中,通過調控鐵磁層之間的磁矩相對取向,可以得到鐵磁共振頻率高達18 GHz以上的純光學模共振,且具有很高的磁導率,有望成為一類具有實用價值的高頻軟磁材料。因此,研究層間交換耦合機理,調控光學模共振頻率和磁導率,成為重要的研究課題。本論文圍繞FeCo基磁各向異性三層膜中光學模的形成和調控機制,從樣品制備方法、中間非磁層厚度以及通過磁電耦合效應調控等多方面入手開展了一系列工作,主要內容概括如下:（1）通過傾斜濺射法和成分梯度濺射法兩種工藝分別制... 

【文章來源】：山東大學山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數】：203 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１－２?Ｃｏ基、Ｆｅ基薄膜高頻性能與初始磁導率的關系圖［４（＞１??

?山東大學博士學位論文???磁界面交換耦合法制備的薄膜／／Ｋ?：?５００￣７５００ｅ，／ｊ？高達５￣１０ＧＨｚ。界面效應賦??予了多層膜許多獨特的磁特性，在反鐵磁耦合的多層膜中發(fā)現(xiàn)了巨磁電阻效應??［８２－８４ｌ?ＦＭ／ＡＦＭ雙層膜結構中發(fā)現(xiàn)了交換偏置效應［８５＿８７１，以及在層間耦合體系??中還發(fā)現(xiàn)了光學支鐵磁共振［８２，８８＿９（）］。層間耦合雙層膜的聲學模和光學模共振磁化??進動示意圖如圖１－３所示。??．?ＦＭｌ?ＦＭ１??ＦＭ２?ＦＭ２??ＨＡ??圖１－３層間耦合雙層膜的聲學模和光學模共振磁化進動示意圖同相進動??為聲學模共振（左），反相進動為光學模共振（右）??］９８８年，丨丨ｅｉＩｉｒｉｄｉｌ９２ｉ等人在超薄外延單品Ｎｉ／Ｆｅ雙層膜屮冴次觀察到由層間??交換耦合引起的光學梭鐵磁共振，并給出丫＿于Ｌａｎｄａｎ－Ｌｉｆｓｈｉｔｚ方程的理論解??釋。在層間耦合的雙層膜動力學方程求解時，他們發(fā)現(xiàn)色敗關系擁打兩個打意義??的解。兩個解即對應于聲學支和光學支鐵磁共振，其中光學支強烈依賴７耦合強??度。圖卜４是其根據理論計算得到的１０－ＭＬ?（ｍｏｎｏｌａｙｅｒ）?Ｆｅ／６－ＭＬ?Ｆｅ弱耦合雙層??膜的共振頻率和共振幅值隨耦合強度的依賴關系，其中４＃符號為正代表鐵??磁耦合。當耦合強度從０增大時，聲學模共振頻率和幅值基本不變；而光學模頻??率強烈依賴于尤＜５，與其成線性關系，幅值急遽減校Ｘ＃符號為負時的反鐵磁耦??合，兩共振模式的變化與鐵磁耦合時相反。??７??

?ｉｓｏ－??Ｏｐｔｉｃａｌ??Ａｃｏｕｓｔｉｃ?Ａｍｐ．???＾?＾Ｔ＾ｒ－丨０??＼?／?Ｘ?Ａｃｏｕｓｉｉｃ?Ａｍｐ．??『?１／?！??Ｉ?……—／Ｋ?—￣４??ｓ〇?／?Ｊｌ?Ｍｉｘｅｄ?Ｍｏｄｅｓ?＜??，ｚ?Ａ??Ｏｐｔｉｃａｌ?Ｍｏｄｅ／?／?■?＼??７?／ｉ＼??／?Ｏｐｔｉｃａｌ?Ａｍｐ．??－２ｘｌＯ＊８?－?Ｉ０＇ｇ?０．０?ｔＯ．８?２ｘＩ０＊Ｘ??Ｉｎｔｅｒ?ｌａｙｅｒ?Ｆｘｃｌｉａｎｇｃ?Ａ?＾Ｃｃｒｇ／ｃｍ）??圖１－４?ｌＯ－ＭＬ（ｍｏｎｏｌａｙｅｒ）?Ｆｅ／６－ＭＬＦｅ弱？稱合雙層膜聲學支和光學支鐵磁共振??頻率和幅值隨層間耦合強度的變化關系１９２，９３］??１９８９年，ＫｒｅｂｓｌＷ在實驗中觀察到了聲學支和光學支兩個鐵磁共振模式，利??用測量得到的聲學模共振和光學模共振的色散關系，求出了?Ｆｅ／Ｃｒ／Ｆｅ三層膜結??構中耦合強度的大小，并得到了交換強度．／／Ｍ與Ｃｒ中間層厚度的依賴關系。在??ｔｏ■二１６?Ａ時，耦合作用最強。中間層厚度繼續(xù)增加時，耦合作用變弱。中間層??厚度減小逐漸到零時，耦合作用消失轉變?yōu)殍F磁性。且中間層的粗糙度會導致．／??的下降，這一點在其他文獻中也有報道１９５，％１。其隨后又在理論上給出了共振頻率??和角度之間的依賴關系｜８８１。??Ｌａｙａｄｉｌ９７－％在多層膜光學模鐵磁共振方面做出了許多重要的工作，對于層間??耦合的三明治結構，根據自由能極小條件從理論上推導了聲學支和光學支鐵磁共??振模式，系統(tǒng)研宄了耦合系數．／ｉ和Ｊ２對鐵磁共振頻率和共振強度的影響，并??具體給出了色散關系、共振強度以及線寬的表達式。??近年來

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
[1]層間耦合FM/NM/FM體系高頻磁性研究[D]. 王文強.蘭州大學 2019
[2]共面波導測試磁性薄膜微波磁性能[D]. 駱俊百.電子科技大學 2014
[3]軟磁薄膜材料高頻響應的微磁學研究[D]. 田俊紅.蘭州大學 2006



本文編號：3604437