Сибирский федеральный университет

Перевод названия: MAGNETIZATION [REVERSAL] OF LAYERED NANOCOMPOSITE FM/NM/FM/AFM WITH UNIAXIAL ANISOTROPY

Тип публикации: статья из журнала

Год издания: 2015

Ключевые слова: немагнитная прослойка, Nonmagnetic spacer, Magnetic sandwich, Magnetic film, магнитный сэндвич, ферромагнитная пленка

Аннотация: Рассмотрен процесс перемагничивания слоистого нанокомпозита FM/NM/FM/AFM, состоящего из магнитного сэндвича FM/NM/FM, расположенного на антиферромагнитной подложке (AFM). Магнитный сэндвич состоит из двух ферромагнитных слоев (FM), разделенных немагнитной прослойкой (NM). Нахождение распределения намагниченности в сэндвиче сводится к решению дифференциальных уравнений, определяющих указанное распределение в каждом слое. Дифференциальные уравнения дополняются граничными условиями. На границе между ферромагнитным слоем и антиферромагнитной подложкой ставится граничное условие жесткого закрепления магнитного вектора, на границе ферромагнитной пленки с вакуумом используется граничное условие свободного конца. Соединение ферромагнитных слоев посредством тонкой немагнитной прослойки моделируется парой граничных условий, одно из которых является нелинейным. Для описания процесса используются полученные ранее аналитические решения уравнения Ландау-Лифшица в системе координат, связанной с углом поворота намагниченности в плоскости пленки и расстоянием от границы FM/AFM. В ходе расчетов получено уравнение, определяющее пороговые поля перемагничивания, построены зависимости проекции намагниченности на направление внешнего магнитного поля. Полученные кривые намагничивания имеют гистерезис, обусловленный одноосной анизотропией. Для иллюстрации влияния физических характеристик немагнитной прослойки на магнитный гистерезис рассматриваемой многослойной магнитной пленки была построена зависимость ширины петли гистерезиса от комбинации параметров, характеризующих прослойку. В будущем полученные результаты могут использоваться для теоретического предсказания физических характеристик ферромагнитных пленок типа FM/NM/FM/AFM. In present paper we consider magnetization reversal of layered nanocomposite magnetic film FM/NM/FM/AFM. Magnetic film consists of magnetic sandwich structure FM/NM/FM applied to antiferromagnetic substrate (AFM). Nonmagnetic spacer (NM) divides magnetic sandwich involving two ferromagnetic layers (FM). Differential equations describe magnetization distributions in each magnetic layer of magnetic sandwich. We use the following boundary conditions in pointed task. Fixed boundary condition specifies the boundary between ferromagnetic layer and antiferromagnetic substrate and free end boundary condition specifies the boundary between ferromagnetic layer and vacuum. In addition to that two boundary conditions simulate nonmagnetic layer. One of them is nonlinear. Landau-Lifshitz differential equation describes magnetization process. We wrote this equation in coordinate system bounded with magnetization rotation angle and distance from ferromagnetic-antiferromagnetic boundary to simplify calculations. Carrying out our investigation we obtain algebraic equation defining magnetization threshold fields, construct applied field projection of magnetization graph. Magnetization curve shows hysteresis caused by uniaxial anisotropy. We obtain a graph showing a hysteresis loop thickness depends on nonmagnetic spacer physical characteristics to demonstrate how nonmagnetic spacer has effect on magnetic hysteresis properties of multilayer magnetic film. Investigation results could be used for prediction of some physical characteristics of magnetic FM/NM/FM/AFM films.

Журнал: Вестник Сибирского государственного аэрокосмического университета им. академика М.Ф. Решетнева

Выпуск журнала: Т. 16, № 4

Номера страниц: 929-934

ISSN журнала: 18169724

Место издания: Красноярск

Издатель: Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М.Ф. Решетнева

• Захаров Ю.В. (Сибирский государственный технологический университет)
• Власов А.Ю. (Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева)
• Авакумов Р.В. (Сибирский государственный технологический университет)

• РИНЦ (eLIBRARY.RU)