钴基非晶薄带交换偏置现象稳定性与可控性的研究

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交换偏置现象不仅在铁磁/反铁磁(FM/AFM)多层膜材料中存在,软磁非晶材料经过适当热磁处理之后也存在交换偏置现象。但是非晶带材与传统FM/AFM多层膜材料体系在结构、产生机理等方面存在巨大差异;而且偏置型非晶薄带在磁放大器、单端变压器、商品识别标签等领域存在巨大开发价值,探究钴基非晶薄带交换偏置现象的物理机制及技术手段也将显的尤为重要。  在本文中,利用熔体快淬法制备了Co58Fe5Ni10Si11B16非晶薄带,并将其在适宜温度下做热磁处理。采用横向正反冲击场和反向纵磁冲击场来调控交换偏置现象,探究其稳定性和可控性。在此过程中,采用X射线衍射仪、高分辨透射电镜表征样品相组成及微观结构,利用冲击检流测量法测试其磁滞回线,通过扫描探针显微镜观测薄带表面磁畴,由此深入分析内在磁矩配置情况,通过矢量振动样品磁强计测试各向异性常数。获得如下主要成果:  淬态钴基非晶薄带的磁滞回线是对称的。在环境气氛中加热至698 K时施加纵向磁场800A/m恒温4 h后随炉冷却至室温,可得最大交换偏置场。结构表征显示经不同温度热磁处理后的钴基非晶薄带都有结晶相f.c.c Co、和Co2Si析出,晶化程度随温度升高而增大。在热磁处理温度为698K时结晶量最有利于钴基薄带产生交换偏置现象。  采用横向正反冲击的方法可以调控钴基薄带的交换偏置现象。当横向正反冲击场低于临界场80 kA/m时,样品的交换偏置现象呈稳定状态;当其大于临界场时,样品的交换偏置现象呈有效可控。表现为样品的磁滞回线中心由原点右侧向原点移动直至对称,表面磁畴形貌由清晰地迷宫畴渐变模糊。在各向异性常数方面,样品的单轴各向异性常数增大,单向各向异性常数减小。  通过反向纵磁冲击场的方法也可以调控钴基薄带的交换偏置现象,当反向纵磁冲击场低于临界场5 kA/m时,交换偏置现象呈稳定状态;当其大于临界场时,随着增大反向纵场,样品的磁滞回线会由原点右侧向原点靠近,继续增大反向纵场冲击场,磁滞回线会再次离开原点向左偏移。表面磁畴会由清晰地迷宫畴变的模糊,而后又变得清晰。单轴各向异性常数先增大后减小,单向各向异性常数由负向最大减至零后增至正向最大。
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