Magnetisk okning och inställbara interaktioner i fept-baserade hårda / mjuka tvåskikt | vetenskapliga rapporter

Magnetisk okning och inställbara interaktioner i fept-baserade hårda / mjuka tvåskikt | vetenskapliga rapporter

Anonim

ämnen

  • ferromagnetism
  • Magnetiska egenskaper och material
  • Ytor, gränssnitt och tunna filmer

Abstrakt

Magnetiska interaktioner i magnetiska nanostrukturer är kritiska för nanomagnetiska och spintroniska utforskningar. Här demonstrerar vi en extremt känslig magnetisk okningseffekt och inställbara interaktioner i FePt-baserade hårda / mjuka tvåskikt medierade av det mjuka lagret. Under växellängden utbyter ett tunt mjukt skikt starkt par till de vinkelräta momenten på det hårda lagret; över utbyteslängden, bara några nanometer tjockare, vänder de mjuka skiktmomenten i plan och verkar för att okta de dipolära fälten från de intilliggande hårda skiktets vinkelräta domäner. Utvecklingen från utbyte till dipolärdominerade interaktioner fångas experimentellt genom första ordningens reverseringskurvor, ΔM- metoden och polariserad neutronreflektometri och bekräftas genom mikromagnetiska simuleringar. Dessa fynd visar en effektiv okning för att utforma och kontrollera magnetiska interaktioner i stora variationer av magnetiska nanostrukturer och enheter.

Introduktion

Bedömning och kontroll av interaktioner i magnetiska nanostrukturer är avgörande för nanomagnetiska och spintroniska utforskningar, såsom magnetisk inspelning av ultrahög densitet 1, 2, utbyte av fjäderkompositer för permanentmagneter 3, konstgjorda strukturerade modellsystem av spinis 4, 5, 6 och analogt minne 7, och magnetisk kvantpunktscellulär automatik 8, 9, 10 osv. Till exempel i den framväxande värmeassisterade magnetiska inspelningstekniken (HAMR) -tekniken som skiljer inspelningsprocessen vid förhöjda temperaturer från omgivningstemperaturlagringsmiljön 11, 12, en kritisk frågan är att skräddarsy de olika magnetiska interaktionerna i media 13, 14, 15 . Dessa interaktioner är ofta komplicerade och korrelerade, t ex utbytes interaktion inom varje korn mot dipolär interaktion över angränsande korn, vilket direkt påverkar mediaprestanda såsom värmestabilitet och omkopplingsfältfördelning. En noggrann balans mellan dessa interaktioner, t.ex. genom införande av bor eller oxider vid korngränserna 16, 17, har varit väsentlig för att optimera mediaprestanda. Ett annat exempel är det utbyteskopplade mediet som använder ett magnetiskt hårt skikt för att förankra den termiska stabiliteten, medan skrivbarhet uppnås genom utbyteskoppling till ett angränsande magnetiskt mjukt skikt 18, 19, 20 . Samma koncept har också använts för att uppnå permanenta magneten med hög energitäthet genom förbättring av den maximala energiprodukten 3 . Noggrann balansering av växelverkan och dipolära interaktioner är återigen viktiga, eftersom de fysikaliska dimensionerna av de magnetiskt hårda / mjuka komponenterna måste vara i storleksordningen utbyteslängd för att uppnå dessa önskvärda effekter.

I detta arbete demonstrerar vi en extremt känslig magnetisk okningseffekt och kontinuerlig avstämning av interaktioner i ett modellsystem bestående av ett magnetiskt hårt L 1 0- FePt-lager med vinkelrätt magnetisk anisotropi (PMA), en prototyp HAMR-media och ett magnetiskt mjukt lager med en varierande tjocklek. Det senare visar sig effektivt moderera interaktioner mellan angränsande domäner i det hårda skiktet. Genom att skräddarsy mjukskikttjockleken med bara några nanometer, över utbyteslängden, kan den dominerande växelverkan i det dubbla lagersystemet kontinuerligt ställas in från växling till dipolär. En okande effekt uppstår när magnetiseringen av det mjuka skiktet vrids i planet för att underlätta den dipolära växelverkan över angränsande LIO-FePt-domäner med vinkelrätt magnetisering, fångad av magnetometri, polariserad neutronreflektometri (PNR), magnetisk avbildning och bekräftad genom mikromagnetiska simuleringar. Dessa resultat visar en effektiv okningssätt för att skräddarsy interaktioner i nanomagnetiska byggstenar för många olika tekniska tillämpningar.

Resultat

magnetometri

Tunna filmdubbelskikt av L 1 0- Fe 52 Pt 48 (4 nm) / A 1-Fe 52 Pt 48 (t Al ) med tA 1 = 0 nm – 9 nm tillverkades genom sputtering, såsom beskrivs i metoder. Magnetometri-mätningar utfördes vid rumstemperatur i utomhusgeometri, såvida inget annat anges. Hysteresslingor för filmerna visas i fig. 1. För 4 nm L 1 0- FePt-filmen ensam ( t Al = 0 nm) observeras en kvadratisk hysteresslinga med en koercivitet på 320 mT i vinkelrätt geometri (panel a ), medan slingan i planet är stängd (panel b), vilket indikerar en klar vinkelrätt anisotropi som förväntas av (001) orienterad Lio-FePt. För filmer med ökande tA, minskar koerciviteten i den vinkelräta geometri och slingan utvecklar en stark utbuktning; magnetiska moment som är förknippade med lutningen beror på det mjuka skiktet i planet, som tvingas reversibelt ut ur planet av fältet. Observera att för provet med tA 1 = 2 nm är hysteresslingorna mycket lika dem för L 1 0- FePt enbart, vilket antyder att A 1-skiktets orientering domineras av L 1 0- skiktet genom växlingskoppling; detta överensstämmer med A -skiktets utbyteslängd på l ex = 3, 9 nm 21 . När t A 1 överstiger l ex observeras signifikant planet-magnetisering för t A 1 = 5 nm och ännu mer för t A 1 = 9 nm (fig 1), vilket indikerar fler och fler av stunderna i A 1 lagret finns nu i filmplanet. Utvecklingen av denna reversering i planet indikerar att AI- skiktet kan växla med endast ett begränsat beroende av det vinkelräta LIO- skiktet.

Stora hysteresslingor av L 1 0- FePt (4 nm) / A 1-FePt (tA 1 ) tvåskiktsfilmer i ( a ) vinkelrätt och ( b ) i planorientering, normaliserade till Lm-mättnadsmomentet 0 -FePt. Prover identifieras med färg och symbol för t Al = 0 nm (svarta rutor), 2 nm (röda cirklar), 5 nm (blå trianglar) och 9 nm (gröna inverterade trianglar).

Bild i full storlek

Polariserad neutronreflektometri

Gränssnittskopplingen observerades direkt med användning av spekulär PNR som endast är känslig för ögonblick i planet. Modellmonterad reflektometri-data för tA 1 = 2 nm och 5 nm tvåskikt, mätt i ett 50 mT-fält applicerat vinkelrätt på filmen, efter sekventiell mättnad i utplanet och sedan i planriktningar, visas i fig. 2a, b, respektive. Provet med en tAi = 2 nm, panel a, visar ingen märkbar signal i spin-flip-kanalen (R + - och R - + ), vilket indikerar försumbar magnetisering i planet. Däremot uppvisar tAi = 5 nm provet, panel b, spin-flip-spridning med intensitet av samma storleksordning som icke-spin-flip, vilket identifierar en betydande magnetisering i planet. Detta bekräftas vidare i de monterade modellerna (fig. 2c, d), som visar magnetisering i planet ( MM ) endast i 5 nm-provet. Dessa PNR-resultat överensstämmer med mätningarna av magnetometri som visas i fig. 1: när tAi < l ex , tvingar den magnetokristallina anisotropin i Lio-FepP momenten i båda skikten att vara ur plan; emellertid undertrycks denna effekt i stor utsträckning när tAi > l ex , vilket resulterar i betydande magnetisering i planet. Den icke-spin-flip-spridningen beror bara på den djupberoende kärnkompositionen och överensstämmer med den förväntade skiktstrukturen.

Polariserad neutronreflektivitet för LlO-FePt (4 nm) / A 1-FePt (tAl) med ( a ) tAl = 2 nm och ( b ) tAl = 5 nm, där de icke-snurrande kanalerna är identifieras som svarta, solida kvadrater ( R ++ ) och blå massiva cirklar ( R −− ) och snurrflik som röda öppna trianglar ( R + - ) och gröna öppna inverterade trianglar ( R - + ). Schematiska insatser visar spinnkonfigurationerna i L 1 0- skiktet (rött) respektive A 1-skiktet (lila). Motsvarande djupprofiler för kärnkrafts- och magnetisk spridningslängd (SLD) för proverna med tA på 2 nm och 5 nm visas i panelerna ( c ) respektive ( d ), som också används för att beräkna reflektiviteten som visas i ( a, b ) som heldragna linjer. Kärndjupsprofilen visas som en svart linje och den magnetiska profilen som en röd linje; bakgrundsfärger från vänster till höger identifierar SiO 2 (grå), L 1 0- FePt (korall), A 1-FePt (ljus lila), Ti Cap (grön) och luft (vit).

Bild i full storlek

Första ordningens reverseringskurvor och Δ M- metod

Detaljer om magnetiseringsomvändningen i LlO-FePt (4 nm) / A 1-FePt (tAi) identifierades med användning av den första ordningen reverseringskurva (FORC) teknik 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, såsom visas i fig. 3. FORC-diagrammen visar alla två nyckelfunktioner: (1) en horisontell ås, parallell med H- axeln, och (2) en vertikal ås, väsentligen parallell med H R- axeln. Denna typ av funktioner ses vanligtvis i PMA-filmer som omvändes genom en domänkärnbildning / tillväxtmekanism 23, 29, 30 . För L1O-FePt-filmen ensam är den horisontella FORC-åsen inriktad till vänster om den vertikala åsen (som i en vippad L-form), Fig. 3a, nedan kallad "vänsterböjning". När tAl ökar till 2 nm, Fig. 3b, förblir FORC-funktionerna kvalitativt desamma, men skiftar till mer positiva värden för HR och mer negativa värden för H. Med ytterligare ökning i tA (nu> l ex ) rör sig den horisontella funktionen till höger om den vertikala, nedan kallad "högerböjning" (Fig. 3c, d). Medan både vänster- och högerböjningsfunktioner har observerats i litteraturen 23, 29, 30, 31, 32, 33, 34, har det inte skett någon åtskillnad mellan dem eller diskuterat ursprunget till deras vänster / högervända orientering.

( a - d ) FORC-fördelningar och ( e ) resultsM- resultat av L 1 0- FePt (4 nm) / A 1-FePt (tA 1 ) filmer där tAi är ( a ) 0 nm, ( b ) 2 nm, ( c ) 5 nm och ( d ) 9 nm. Positiva toppar på ΔM är karakteristiska för magnetiserande (t.ex. utbyte) -interaktioner, medan negativa indikerar avmagnetiserande (t.ex. dipolära) interaktioner. I panel ( e ) identifieras prover med färg och symbol för t Al = 0 nm (svarta rutor), 2 nm (röda cirklar), 5 nm (blå trianglar) och 9 nm (gröna inverterade trianglar).

Bild i full storlek

Vi föreslår att orienteringen av FORC-funktionerna indikerar typen av interaktioner, särskilt mellan LIO- domänerna; det reversibla beteendet hos planet A1- skiktet uppmätt i riktningen utanför planet, identifierat i fig. la med det höga fältet, är manifesterat i FORC-fördelningen som ett reversibelt drag vid H = HR (ej visat ). För att kvalitativt identifiera interaktioner i L 1 0- FePt (4 nm) / A 1-FePt (tA 1 ) filmer använder vi theM- tekniken (se Metoder) 35, 36, 37 . Vid tA 1 = 0 nm och 2 nm, vars FORC-fördelningar visar de vänsterböjande egenskaperna, visar ΔM-kurvan ett framträdande positivt drag, vilket i första hand indikerar en växeldominerad interaktion (Fig. 3e). Vid tA 1 = 5 nm och 9 nm, vars FORC-funktioner är högerböjande, uppvisar ΔM- plotten ett negativt drag (fig. 3e), vilket bekräftar en förändring i den dominerande interaktionen från utbyte till dipolär.

Mikroskopi av magnetisk kraft

Den relativa balansen mellan utbyte och dipolär interaktion i dessa filmer kan också ses direkt i de resterande domänstrukturerna fångade med magnetisk kraftmikroskopi (MFM) efter vinkelrätt AC-demagnetisering, såsom visas i fig. 4. Vid tA = 0 nm, domänstruktur för LIO-FePt-film består av stora labyrintdomäner (medelstorlek 8 × 10 4 nm 2, fig. 4a). Med ökande tA1 visas den genomsnittliga domänstorleken att minska (7 × 10 4 nm 2, 3 × 10 4 nm 2, 2 × 10 4 nm 2 genomsnitt för t A 1 = 2 nm, 5 nm och 9 nm, visas i fig. 4b – d, respektive). I en förenklad övervägande, för en PMA-film, är domänstorlek en indikator för balansen mellan sidoutbytarkopplingen och den dipolära växelverkan 38 . Generellt ökar domänväggsenergin per enhetsarea med minskande domänstorlek, varför en stark utbytesinteraktion främjar färre domänväggar och större domäner; avmagnetiseringsenergin minskar med minskande domänstorlek, därför gynnar en stark dipolär interaktion mindre domäner. I det aktuella fallet förblir den magnetiskt hårda LlO-FePt-filmen densamma i alla prover; när det mjuka Al- skiktet blir tjockare, antyder den snabba minskningen i domänstorlek en relativ ökning av dipolära interaktioner, över utbytesinteraktioner, i tvåskiktsfilmen.

MFM-bilder vid remanence efter ac-avmagnetisering av L 1 0- FePt / A 1-FePt (tA 1 ) med tA 1 av ( a ) 0 nm, ( b ) 2 nm, ( c ) 5 nm och ( d ) 9 nm. Skalaindikatorn indikerar 2 μm.

Bild i full storlek

Diskussion

MeasurementsM- mätningarna och MFM-resultaten antyder att de vänster- och högerböjande FORC-funktionerna är korrelerade med en utbyte respektive dipolärdominerad interaktion. Följer direkt från Davies et al . 23, 29, längs det minskande reverseringsfältet H R , markerar den horisontella FORC-åsen i fig. 3a – d kärnbildningen av reverseringsdomäner i det tidiga stadiet av magnetiseringsomvändningen från positiv mättnad och den vertikala åsen (intervallet HR ) markerar det senare stadiet av förintelse av kvarvarande domäner mot negativ mättnad. Det applicerade fältet H- placering av den vertikala åsen markerar också kärnbildningsfältet för reverseringsdomäner från dessa negativa reverseringsfält, mot positiv mättnad. Med ökad A- skikttjocklek inträffar faktiskt detta kärnbildningsfält förr (vertikal funktion flyttas till -H ). Detta överensstämmer med ökade dipolära interaktioner, vilket kommer att främja tidig kärnbildning av reverseringsdomäner. Liknande resultat återfinns också i LIO-FePt / Fe-proverna (se kompletterande figurer S1, S2 och S3). För prover med tAi < l ex är A- skiktet starkt utbyteskopplat till LIO- skiktet, kännetecknande för utbytesfjädermagneter 18, 39, med de magnetiska momenten inriktade utanför planet och hårdlagers koercivitet minskat . I FORC-fördelningen manifesteras koercivitetsreduktionen genom översättningen av FORC-funktionen till mer positiva värden på HR och mer negativa värden på H. När tA 1 > l ex indikerar den stora hysteresslingan och PNR-resultaten en magnetisk enkelaxel i planet för det mjuka A 1-skiktet. I det vinkelräta LIO- skiktet kommer angränsande domäner att ha exakt anti-parallell inriktning på grund av dess uniaxiella anisotropi (såsom visas i fig. 4), vilket således leder till starka dipolära fält. Komponenten i planet i det dipolära fältet beräknas vara mycket större än det mjuka skiktets tvång (se kompletterande information). Således kommer Al- skiktet att ha planet-magnetiseringar som följer de dipolära fälten från LIO- skiktet och bildar magnetiska ok för att kanalisera flödet 40 . Den resulterande dipolära växelverkan mellan angränsande domäner i LIO- skiktet kommer att förbättras av de ytterligare stunderna i oket, som observerats i FORC: er, ΔM och MFM-mätningarna.

Resultaten från våra mikromagnetiska simuleringar understödjer den okande mekanismen som härleds från experimentdata. Så länge t Al < l ex (t.ex. 2 nm i fig. 5a) är okningen praktiskt taget frånvarande; magnetisering i den mjuka fasen utbytes starkt kopplad till den i den hårda fasen, vilket resulterar i en smal domänvägg av Néel-typ (nästan 180 grader) med endast en mindre förändring i domänväggens bredd när man går från det hårda till det mjuka lagret . Väggmagnetiseringens out-of-plane-och-plan-komponent följer noggrant den teoretiska kurvan som ges av

och

respektive (streckade kurvor). För en t A1 ^ 2 l ex (fig. 5b) utvidgas domänväggen i den övre delen av den mjuka fasen avsevärt och har mindre amplitudvariationer på grund av den nu dominerande magnetplankomponenten i planet i det mjuka skiktet. Från energidiagrammet (fig. 5c) framgår att den avmagnetiserande energin för t Al = 9 nm är kraftigt reducerad jämfört med t Al = 2 nm. Denna förstärkning är en direkt följd av flödesstängning på grund av okning och mer än kompenserar kostnaderna för utbytsenergi som krävs för att avböja det mjuka skiktets magnetisering i plan. För det fall att det mjuka skiktets domän är vinkelrätt mot den hårda skiktets domänvägg, visad i fig. 5d för den modellerade remsan (1000 nm lång, 10 nm bred) och fig. 5e för det stora blocket, följer det mjuka skiktet de dipolära fälten bildar en okstruktur, såsom beskrivits ovan. Figur 5d visar också en reversering av flera domäner i det tjocka Al- skiktet som inte står i proportion till domänstrukturen i LIO- underskiktet. Intressant nog, trots deras oöverträffade domänstrukturer, för det fall att mjukskiktsdomänen är orienterad parallellt med domänväggen, fig. 5f, är den okande effekten fortfarande närvarande och orienterar mjukskiktet nära hårdlagerens domänvägg att följa de dipolära fälten. Således, oberoende av domänstrukturen i det mjuka skiktet, förväntas sålunda okning ske och underlättar de dipolära interaktionerna.

( a ) Tvärsnitt genom en domänvägg vid rest efter mättnad i planet för ett block med måtten x = 100 nm, y = 100 nm, z = ( t L10 + t Al ), där t L10 = 4 nm och t A 1 = 2 nm. Övre och nedre paneler visar magnetisering utanför planet och i planet över en domänvägg för utvalda lager ( z = 1 nm och 4 nm, dvs basen och toppen av L 1 0- FePt och 5 nm och 6 nm, dvs bas och topp av A 1- FePt). Streckade kurvor visar teoretiska magnetiseringskurvor, vertikala streckade linjer representerar den teoretiska domänväggens bredd

. ( b ) som i ( a ), men nu för tA = 9 nm. ( c ) Bidrag till fri energitäthet F (toppanelen) längs magnetiseringskurvan som visas i bottenpanelen. Alla energivärden normaliseras till strömfältets energikonstant. ( d ) Sidovy-exempel på magnetiseringskonfiguration i en lång smal remsa ( x = 1000 nm, y = 10 nm, z = ( t L10 + t Al ), med t L10 = 4 nm och t A 1 = 5 nm) värd domänväggar i både L 1 0 och A 1-skiktet, under plan-fältet ( µ 0 H x = −0, 1 T). Färgkodning indikerar x- komponenten av magnetiseringen. ( e, f ) Exempel på magnetisk konfiguration från stor modell ( x = 1500 nm, y = 1500 nm, z = 10 nm) efter domänkärnbildning, med färgkontrast i ( e ) som indikerar magnetiseringen utanför planet, och i ( f ) indikerar magnetisering på sidan.

Bild i full storlek

Sammanfattningsvis observeras en magnetisk okningseffekt i LIO-FePt-baserade hårda / mjuka tvåskikt med vinkelrätt magnetisering. Det mjuka skiktet visar sig spela en kritisk roll vid kontinuerlig avstämning av interaktioner mellan vinkelräta magnetiska moment i angränsande hårda skiktdomäner. När det mjuka lagret är tunnare än utbyteslängden, byter dess stunder starkt par till Lio-FePt och förblir vinkelrätt mot filmen; när det mjuka lagret blir tjockare än växellängden, vänder dess ögonblick i plan och verkar för att okta de dipolära fälten mellan angränsande hårdlagerdomäner. Denna extrema känslighet för mjukskikttjockleken, över några nanometer, och motsvarande övergång från utbyte till dipolär dominerade interaktioner fångas genom ΔM- mätningar, såväl som PNR- och domänstorleksanalys, och bekräftas genom mikromagnetisk modellering. Dessa resultat antyder orientering av boomerang FORC-distributionen kan identifiera de dominerande magnetiska interaktionerna. Den okande metoden presenterar en effektiv mekanism för att skräddarsy magnetiska interaktioner i elementära nanomagnetiska byggstenar, som har långtgående potentialer i många tekniska tillämpningar såsom magnetiska inspelningsmedier, permanentmagneter, magnetiskt minne och logiska enheter, etc.

metoder

Syntes

Tunna filmer av Fe 52 Pt 48 (4 nm) odlades med likströms magnetron samsputtrande från elementära mål på Si-substrat med SiO2 (200 nm) / FeOx (<1 monolags) buffertlager i en högvakuumkammare (P Bas <1 × 10 −4 Pa, P Ar = 3 × 10 −1 Pa). Efter avsättning av FePt, exponerades filmen för en kort syreplasmabehandling (4: 1 Ar: O2), varvid man fick ett tunt oxidkapslingsskikt. Filmerna upphettades därefter genom snabb termisk glödgning till 500 ° C under 5 minuter under vakuum, enligt tidigare förfaranden 41, 42, 43 . Röntgendiffraktion indikerar att de resulterande filmerna är LIO beställda med en (001) konsistens (inte visad), liknande de tidigare studierna 42 . Således har denna magnetiskt hårda LIO-FePt sin enkla axel vinkelrätt mot filmen. Därefter stökades en A 1-Fe 52 Pt 48- film (med tjocklek t A 1 = 0 nm – 9 nm) och ett 2 nm Ti-täckskikt av magnetron, vilket är magnetiskt mjukt med en enkel axel i filmplanet. Dubbelskiktsstrukturen bildar således ett växelfjädersystem 18, 19, 20 . Ytterligare tvåskiktsfilmer med ett mjukt Fe-lager, snarare än en A 1-FePt, tillverkades också, såsom diskuterats i den kompletterande informationen.

karakteriseringar

Magnetiska egenskaper mättes med en vibrerande provmagnetometer (VSM) vid rumstemperatur med det applicerade fältet vinkelrätt mot filmen, om inte annat anges. Detaljer om magnetiseringsomvändningen undersöktes med hjälp av FORC-tekniken, som kan identifiera olika reverseringsmekanismer och särskilja interaktioner 22, 23, 24, 25, 27, 28 . Med början vid positiv mättnad reduceras det applicerade fältet, H , till ett reverseringsfält, HR . Magnetiseringen, M , mäts när H ökas från HR till positiv mättnad. Detta utförs för en serie av H R , samla en familj av FORC. Ett blandat andraordens derivat extraherar den normaliserade FORC-distributionen,

. Den dominerande magnetiska interaktionen testades också med ΔM- mätningar 35, 36, 37 :

där M DCD ( H ), M IRM ( H ) och MR är respektive DC-avmagnetiseringsrest, isotermisk remanens och mättnadsöverlevnad. Värdet på ΔM är vanligtvis positivt för magnetisering (utbyte) -interaktioner och negativt för avmagnetiserande (dipolära) interaktioner 17, 35, 37 . Atomisk och magnetisk kraftmikroskopi (AFM / MFM) utfördes med användning av en CoCr-belagd Si-cantilever med låg moment, i fasdetekteringsläge.

Polariserad neutronreflektometri utfördes vid NIST Center for Neutron Research på den polariserade strålreflektometern (PBR) med användning av 4, 75 Å våglängdsneutroner 44, 45 . Mätningar utfördes med ett fält utanför planet. I denna geometri är den icke-snurra-spridningen känslig för djupprofilen för kärnkraftsspridningslängdens densitet ( ρ N , indikerar kärnkraftssammansättningen), medan spinn-vippspridningen är känslig för djupprofilen för den magnetiska spridningen längd densitet ( ρ M , proportionell mot magnetiseringen) 46 . Modellering av data utfördes med Refl1D-programvarupaket 47 . Parallell montering av datasätt med kopplade parametrar utfördes för att främja passformens unika.

Mikromagnetiska simuleringar

Tredimensionella mikromagnetiska simuleringar utfördes med användning av objektorienterad mikromagnetisk ram (OOMMF) -plattform 21 . För en vertikal konstruktion av L 1 0- FePt ( t L 10 ) / A 1-FePt (tA 1 ) med t L 10 = 4 nm och variabel tA 1 (1 nm, 5 nm och 9 nm), simulerade block med 100 nm × 100 nm × (t L 10 + t A 1 ) och 1000 nm × 10 nm × ( t L 10 + t A 1 ), med användning av ett kubiknät på 1 nm och ett större block på 1500 nm × 15 nm × 10 nm, med användning av ett 6 nm × 6 nm × 1 nm rektangulärt nät 21 . LlO-FePt-skiktet modellerades med mättnadsmagnetisering MS = 1150 emu · cm −3 (1 emu = 10 −3 A · m 2 ), anisotropi KU = 3, 6 J · cm −3, växlingskonstant A = 1, 3 × 10 −13 J · cm −1 och det polykristallina A 1-FePt-skiktet som M S = 1150 emu · cm −3, K U = 0, A = 1, 3 × 10 −13 J · cm −1 Ref. (48).

ytterligare information

Hur man citerar den här artikeln : Gilbert, DA et al . Magnetisk okning och inställbara interaktioner i FePt-baserade hårda / mjuka skikt. Sci. Rep. 6, 32842; doi: 10.1038 / srep32842 (2016).

Kompletterande information

Word-dokument

  1. 1.

    Kompletterande information

kommentarer

Genom att skicka en kommentar samtycker du till att följa våra villkor och gemenskapsriktlinjer. Om du finner något missbruk eller som inte överensstämmer med våra villkor eller riktlinjer ska du markera det som olämpligt.