（凝聚态物理专业论文）fesi多层膜的层间耦合与界面扩散.pdf

四川大学硕士学位论文 4 3 实验结果与讨论 我们测量了所有样品在常温下的磁滞回线，图4 3 是c r 含量为x = 0 1 0 和0 3 0 的样品在中间层( s i c r 层) 的三个不同厚度仁5 a 、1 0 h 和2 5 a 下的室 温磁滞回线。从图中可以看出，x = 0 3 0 的样品在这三个厚度下均呈现铁磁耦 合，而x = 0 1 0 的样品在中间层为1 0 a 时呈现明显的层间反铁磁耦合。 图4 3 样品t a ( 5 0 n m ) f e ( 3 0 n m ) s i j 。c r ；( t r i m ) - 一t a ( 3 0 n m ) 的室温磁滞回线，其中x = 0 ，1 0 和0 3 0 ，t 由上到下为0 5 、1 0 和2 5 。 我们制备了一系列样品t a ( 5 0 n m ) c f e ( 3 o n 面s i 。c r ( t n m ) 。 t a ( 3 0 n m ) ，其中s i c r 层c r 的含量从x = 0 1 0 到x = o 7 5 。图4 4 是样品的剩 磁比( m r m s ) 和饱和场( h s ) 与中间层厚度的关系。图中显示，随着s i 层 中c r 含量的增加，样品剩磁比( m r m s ) 的最小值逐渐增大，同时样品饱和 场( h s ) 的最大值越来越小。我们知道剩磁比越小，饱和场越大，则样品的 层间耦合越强。由此可见，随着s i 层中c r 含量的增大，样品的层间耦合减 弱。当x = 0 7 5 时，样品的层间反铁磁藕合基本消失。从图中还可以看到，不 管c r 的含量怎么样改变，层间反铁磁耦合出现的中间层厚度总是相同的，均 四川人学硕j ：学位论文2 0 0 4 年5 月 在7 a 一1 7 a 之间。 。 x - - o 1 ，。 。 j 。 。 。q o o _ 。， ， 。：。：。 。”2 0 _ 1 0 。 0 。 i 8 ， 。o 1 x = - o 2 c 。 o 。o o 。o 。oooo 。 。 。 川，t 。 。“ 。 。f o 3 c 弋。o o oo o 。 x = 05 c 。n 。o oo 。o ”u t - 电 。 。f 07 5 。0oo00 。oo。o0o 。 - _ ：o ：一 01 02 03 0柏5 0 s i c r 的厚度( 埃) 奇 o b 巴 星 幽4 4 样品t a ( 5 0 n m ) f e ( 3 0 r i m ) s i 、c r , ( t r i m ) 。8 t a ( 3 0 n m ) 的剩磁比( m r m s ) 和饱和场( h s ) 与中间层厚度( t ) 的关系。 为了找到掺入c r 后样品层间耦合强度降低的原因，必须分析样品的结构。 图4 5 是样品t a ( 5 0 n m ) f e ( 3 0 n m ) $ i 。c r 。( 1 _ 0 n m ) 。t a ( 3 0 n m ) 的大 角x 射线衍射谱，其中x = 0 i 0 和0 3 0 ，衍射峰对应的2o 角为4 4 6 6 和4 4 7 0 。 可以看出，在误差范围之内，掺入c r 后样品衍射峰20 角和块体f e 的( 1 1 0 ) ” 仙 ：詈 仙 ：呈 仙 岫譬馨墨 四川大学硕： 学位论文2 0 0 4 年5 胃 晶面的衍射峰对应的29 相等。与3 3 中的情况比较，这说明c r 的掺入阻 碍了f e 、s i 间的互扩散和化合。 eo 翟一 。x=010 一h l 一x=o3 0 h h l 一 2 e 度 幽4 5 样品t a ( 5 o h m ) f e ( 3 o h m ) s i h c r 。( 1 o h m ) ，5 t a ( 3 o h m ) 的大角x 射线衍射谱。 图4 6 是样品t a ( 5o h m ) f e ( 3 o n m ) s i 。c r 。( 1 9 n m ) 。t a ( 3 o n ) 的小角x 射线衍射谱，其中c r 的含量仍为x = o 1 0 和o 3 0 。图中显示，x = o 1 0 的样品有更强的衍射峰和更多的衍射峰数目( x = o 1 0 的样品前两级衍射峰很 明显，第三级衍射峰也能分辨) 。我们知道，衍射峰越强，数目越多，则说明 样品的分层结构越好。因此，c r 的增加破坏了多层膜的分层结构，也即影响 了膜与膜间的界面。 巴 川大学硕士学位论文2 0 0 4 年5 月 x - 0 1 0 x = 03 0 一、- 一一n _ _ _ _ _ _ l j _ _ _ 2 a 度 图4 6 样品t a ( 5 o n m ) f e ( 3 o n m ) s i 。；c r ，( 1 9 n m ) 1 8 t a ( 3 o n m ) 的小角x 射线衍射谱。 通过对样品结构的分析，可以得出，c r 的掺入影响了多层膜的两个方面： 1 ) 降低了f e 、s i 间的互扩散和化合；2 ) 影响了多层膜的界面。这两种影响 与多层膜层间耦合的降低直接相关。当然还应该看到，c r 的掺入肯定也会影 响s i 层的结构和性质，进而影响层间耦台的强度，这正是我们下一步要研究 的课题。 4 4 结论 本章研究了在s i 层中掺入c r 对f e s i 多层膜层闯耦合的影响。在研究过 程中发现，c r 的掺入会降低多层膜的层间耦合。通过结构分析发现c r 的掺入 有两方面的影响：1 ) 降低了f