(B2-FeRh)-(L1_0-FePt)复合双层薄膜的热致反铁磁-铁磁转变

用磁控溅射法在加热的MgO(001)基片上生长FeRh-FePt双层取向薄膜,试图使两层都有序化并分析其反铁磁-铁磁转变性质.结果表明,覆盖于FePt层之上的FeRh层可以在不发生层间混合的前提下,于450°C依靠长时间热处理出现有序化,从而获得较为理想的(B2-FeRh)-(L10-FePt)双层复合薄膜.改变FeRh层的成分和控制FePt层的有序化程度能够裁剪其反铁磁-铁磁转变行为.在彻底有序化的FePt层上生长富Fe的FeRh层会导致热滞温度为负.而FePt层适当欠有序化则可以将反铁磁-铁磁转变温度由100°C提高到200°C,使其进一步远离室温.这有利于用来制作采用热辅助技术的垂直磁记录介质.从Pt扩散阈值的角度对反铁磁-铁磁转变举动变化的可能原因进行了讨论.

(001)取向FePt薄膜的有序化过程及磁性

在加热到400°C的MgO(001)单晶基片上,用磁控溅射法沉积了25 nm厚的FePt薄膜,在Ta=[500°C,800°C]温度范围进行5 h的热处理.用X射线衍射仪、振动样品磁强计和可外加磁场的磁力显微镜分析了薄膜的结构和磁性.结果表明,未经热处理的薄膜能够在MgO(001)单晶基片的诱导下实现(001)取向生长,但仍处于无序的A1相,呈软磁性.Ta=500°C,薄膜结构没有明显改变.Ta=600°C,FePt发生部分有序化,薄膜中A1相和L10相(有序相)共存,形成一种具有磁各向异性的特殊硬磁-软磁复合体.软磁相的磁性主要表现在沿平行于膜面方向施加磁场的磁化曲线中,但矫顽力可以达到10 kOe(1Oe=103/4πA m-1),硬磁相的磁性主要表现在沿垂直于膜面方向施加磁场的磁化曲线中,矫顽力却只有5kOe.这说明薄膜中硬磁相和软磁相之间存在强烈的交换耦合,形成了磁性弹簧.当Ta提高到700°C,薄膜基本完成有序化,磁化易轴彻底转向垂直于膜面的方向,矫顽力大于20 kOe.原子力显微镜和磁力显微镜观察表明,薄膜由岛状颗粒构成,在Ta=700°C时大部分颗粒内部形成多磁畴结构,在不太大的磁场作用下依靠畴壁移动和消失变为单磁畴,磁化反转过程应该主要依靠形核.