磁性多层膜的超快退磁动力学研究
发布时间：2021-07-31 03:05
本文主要针对几种不同结构磁性的多层薄膜样品,研究其静态磁性质,以及在不同波长的飞秒激光泵浦下的超快退磁动力学性质;从不同方面探究偏置样品中AFM层和FM层之间的交换相互作用与磁进动衰减的关系;以及不同波长不同偏振态下的泵浦光对超快退磁时间的影响。主要的结果包括以下几个方面:1、利用VSM研究了 CoFeB/Pt和CoFeB/Pt/MnIr的静态磁学性质。并研究MnIr层厚度对样品偏置以及矫顽场的影响,发现随着MnIr厚度的增加,偏置场先增加后减小。利用TR-MOKE技术对该系列样品进行动力学性质研究,发现在飞秒超快激光泵浦下,该系列样品存在亚皮秒退磁过程并后续进行进动弛豫恢复过程。对系列样品退磁曲线进行拟合,得到Co62Fe25B13（0.63）/Pt（0.5）/Mn78Ir22（6）的 本 征 阻 尼 为 0.085,Co62Fe25B13（0.63）/Pt（0.5）的本征阻尼为0.060。MnIr层的加入明显地增加了本征衰减。然后对不同厚度的MnIr样品进行动态测量拟合,发现其衰减均大于Co62Fe25B13（0.63）/Pt（0.5）样品;且随着MnIr厚度的增加,本征阻尼呈现先...
【文章来源】：华东师范大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：62 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
Ni(20nm)/MgF2(100nm)的时间分辨克尔信号[9]
华东师范大学硕士毕业论文3的电子散射会改变自旋分布。该模型后来被Beaurepaire等人引用来解释超快退磁的实验结果[9]。在此泵浦过程中，诱发了与Ts相关的自旋动力学，最后导致图1-2电子、晶格和自旋交换耦合示意图铁磁材料超快退磁。系统的时间演化可以通过三个耦合的微分方程来描述：()()=()()+()(1.1)()()=()()(1.2)()()=()()(1.3)C为比热容，g为各层之间的耦合常数，泵浦光导致系统能量增加是由P(t)项引入的。3TM模型直观描述了超快退磁过程中的能量平衡过程和非平衡状态的过程。超快退磁的研究已经深入到多种不同的材料中，这些材料中存在不止一种磁性成分，例如，Ni80Fe20、CoPt和TbFeCo合金等等。虽然3TM可以很好地描述一些实验观测结果，但是由于它的局限性，它仍然是一个激烈争论的话题。1.2.2微观三温度模型(M3TM)2005年，Koopmans等人提出在超快退磁过程中，声子介入的自旋翻转散射导致自旋角动量向晶格转移[11]。该实验假定每一个电子-声子散射都能导致一个具有一定概率的自旋翻转，该概率与材料有关。通过延伸3TM模型，Koopmans
华东师范大学硕士毕业论文6始进动，如图1-3.IIb所示。对于金属薄膜，通过热扩散到薄膜中约10ps后，图1-3多晶镍薄膜超快退磁过程[18]便可恢复原有的平衡角θ。但是由于初始位移，此时磁化仍然是非平衡的，因此，磁化将继续进动几百皮秒，如图1-3.III所示。然而，在一个真实的系统中，从能量上来说，磁化进动并不会持续无限长的时间，有效阻尼αeff控制着磁化动力学。此研究中，在单磁层中激光诱导的自旋进动与铁磁共振(FMR)中观察到的频率是相等的，并且使用TR-MOKE和FMR技术估算的镍薄膜的阻尼常数是一致的。因此可以利用TR-MOKE技术来研究相关磁化动力学，包括铁磁薄膜中的阻尼现象。
本文编号：3312640
【文章来源】：华东师范大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：62 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
Ni(20nm)/MgF2(100nm)的时间分辨克尔信号[9]
华东师范大学硕士毕业论文3的电子散射会改变自旋分布。该模型后来被Beaurepaire等人引用来解释超快退磁的实验结果[9]。在此泵浦过程中，诱发了与Ts相关的自旋动力学，最后导致图1-2电子、晶格和自旋交换耦合示意图铁磁材料超快退磁。系统的时间演化可以通过三个耦合的微分方程来描述：()()=()()+()(1.1)()()=()()(1.2)()()=()()(1.3)C为比热容，g为各层之间的耦合常数，泵浦光导致系统能量增加是由P(t)项引入的。3TM模型直观描述了超快退磁过程中的能量平衡过程和非平衡状态的过程。超快退磁的研究已经深入到多种不同的材料中，这些材料中存在不止一种磁性成分，例如，Ni80Fe20、CoPt和TbFeCo合金等等。虽然3TM可以很好地描述一些实验观测结果，但是由于它的局限性，它仍然是一个激烈争论的话题。1.2.2微观三温度模型(M3TM)2005年，Koopmans等人提出在超快退磁过程中，声子介入的自旋翻转散射导致自旋角动量向晶格转移[11]。该实验假定每一个电子-声子散射都能导致一个具有一定概率的自旋翻转，该概率与材料有关。通过延伸3TM模型，Koopmans
华东师范大学硕士毕业论文6始进动，如图1-3.IIb所示。对于金属薄膜，通过热扩散到薄膜中约10ps后，图1-3多晶镍薄膜超快退磁过程[18]便可恢复原有的平衡角θ。但是由于初始位移，此时磁化仍然是非平衡的，因此，磁化将继续进动几百皮秒，如图1-3.III所示。然而，在一个真实的系统中，从能量上来说，磁化进动并不会持续无限长的时间，有效阻尼αeff控制着磁化动力学。此研究中，在单磁层中激光诱导的自旋进动与铁磁共振(FMR)中观察到的频率是相等的，并且使用TR-MOKE和FMR技术估算的镍薄膜的阻尼常数是一致的。因此可以利用TR-MOKE技术来研究相关磁化动力学，包括铁磁薄膜中的阻尼现象。
本文编号：3312640
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