CoFeB/GaAs薄膜的磁各向异性和阻尼因子的研究

发布时间：2022-09-28 12:45

　　由于在半导体（Semiconductor,SC）衬底上生长铁磁（Ferromagnetic,FM）薄膜在自旋电子学领域存在非常有前景的应用价值,在过去的20年中,引起了广泛的关注。不少早期的研究集中在Fe（bcc）/GaAs（001）或者CoFe（bcc）/GaAs（001）体系界面诱导的面内单轴磁各向异性（Unixial Magnetic Anisotropy,UMA）,在GaAs（001）衬底上生长单晶Fe,单轴磁各向异性出现在铁磁相形成时,随着厚度的增加,它们单轴都几乎被磁晶各向异性掩盖,因此在FM/SC结构中单轴各向异性和磁晶各向异性经常纠缠在一起,阻碍了研究单轴各向异性的相关工作。最近,为了消除磁晶各向异性的影响,单独研究单轴磁各向异性,非晶态铁磁材料被采用,如CoFeB合金,值得一提的是,在SC衬底沉积非晶磁性膜也出现了较强的单轴各向异性,即使不少理论被提出并用来解释这一现象的起源,如基于滞弹性应力的 BOA（Bond-Orientational Anisotropy）模型、N-T（Neel-Taniguchi）模型、以及随机各向异性模型,然而,关于CoFeB/GaAs体系... 

【文章页数】：130 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
        1.1.1 半导体基底上的金属铁磁薄膜
        1.1.2 GaAs半导体的界面
        1.1.3 GaAs基底生长铁磁单晶薄膜
    1.2 磁各向异性
        1.2.1 磁自由能量
        1.2.2 非晶体系的磁各向异性理论基础
    1.3 磁化动力学基础理论
        1.3.1 磁化强度的运动方程推导
        1.3.2 铁磁共振基础理论
        1.3.3 超快时间分辨的磁光克尔效应基础理论
        1.3.4 XMCD基础理论
    1.4 本论文的选题意义和研究内容
        1.4.1 选题意义
        1.4.2 研究内容
    参考文献
第二章 生长设备与磁性表征设备
    2.1 MS600型超高真空多功能溅射设备
    2.2 磁性表征设备
        2.2.1 VVSM
        2.2.2 SQUID-VSM
        2.2.3 TRMOKE
        2.2.4 FMR
    2.3 本章小结
    参考文献
第三章 非晶CoFeB/GaAs薄膜面内单轴磁各向异性的研究
    3.1 研究背景
    3.2 界面对非晶CoFeB薄膜的单轴磁各向异性的影响
        3.2.1 增强面内单轴磁各向异性非晶薄膜样品的制备
        3.2.2 基底处理工艺对单轴磁各向异性的影响
        3.2.3 不同晶面取向的GaAs基底对CoFeB薄膜UMA的影响
        3.2.4 薄膜的微观结构研究
        3.2.5 界面诱导的非晶CoFeB磁各向异性机制讨论
        3.2.6 结论
    3.3 厚度依赖的单轴各向异性场及磁化反转机制的讨论
        3.3.1 厚度依赖的单轴各向异性场
        3.3.2 磁化反转机制的讨论
        3.3.3 结论
    3.4 非晶CoFeB/GaAs(001)薄膜的退火处理的研究
        3.4.1 真空退火对非晶CoFeB/GaAs(001)薄膜磁性的影响
        3.4.2 面内单轴磁各向异性的演化
        3.4.3 结论
    3.5 本章小结
    参考文献
第四章 非晶CoFeB/GaAs薄膜的Gilbert阻尼因子的研究
    4.1 研究意义
    4.2 磁滞回线测量
    4.3 FMR研究薄膜的磁化动力学
        4.3.1 FMR测量结果
        4.3.2 利用FMR数据拟合朗德因子和本征磁阻尼因子
    4.4 TRMOKE研究薄膜的磁化动力学
        4.4.1 TRMOKE测量结果
        4.4.2 利用TRMOKE数据拟合朗德因子和本征磁阻尼因子
    4.5 XMCD研究薄膜元素分辨的磁矩
        4.5.1 求和法则公式
        4.5.2 XMCD测量结果
    4.6 结果分析和讨论
        4.6.1 朗德因子差异分析
        4.6.2 本征磁阻尼因子差异分析
    4.7 非晶CoFeB薄膜Gibert阻尼因子的各向异性
        4.7.1 薄膜的制备及静磁表征
        4.7.2 Gilbert阻尼因子的各向异性
        4.7.3 结果与讨论
        4.7.4 结论
    4.8 本章小结
    参考文献
工作总结和展望
博士期间发表和待发表的论文
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]超快时间分辨磁光克尔效应中频率色散关系[J]. 涂宏庆.  南京工程学院学报(自然科学版). 2016(03)



本文编号：3681690