基于鐵磁共振的射頻和微波器件被廣泛地應(yīng)用于通訊、信息、航空航天以及軍事等領(lǐng)域,科技的不斷發(fā)展對器件的共振頻率提出更高的要求。軟磁材料的鐵磁共振頻率決定了磁性高頻器件的工作頻率上限。隨著當今集成電路技術(shù)的發(fā)展,無外加偏置磁場（自偏置）條件下的高頻軟磁薄膜材料成為急需材料。近年來,針對具有磁各向異性的自偏置高頻軟磁薄膜材料開展了大量的研究工作,如利用傾斜濺射、成分梯度濺射、鐵磁/反鐵磁層間耦合、磁電耦合等。然而,自偏置鐵磁共振頻率10 GHz以上的軟磁薄膜依然很難獲得。最近本課題組發(fā)現(xiàn),在具有強層間耦合作用的鐵磁/非磁/鐵磁（FM/NM/FM）三明治薄膜中,通過調(diào)控鐵磁層之間的磁矩相對取向,可以得到鐵磁共振頻率高達18 GHz以上的純光學(xué)模共振,且具有很高的磁導(dǎo)率,有望成為一類具有實用價值的高頻軟磁材料。因此,研究層間交換耦合機理,調(diào)控光學(xué)模共振頻率和磁導(dǎo)率,成為重要的研究課題。本論文圍繞FeCo基磁各向異性三層膜中光學(xué)模的形成和調(diào)控機制,從樣品制備方法、中間非磁層厚度以及通過磁電耦合效應(yīng)調(diào)控等多方面入手開展了一系列工作,主要內(nèi)容概括如下:（1）通過傾斜濺射法和成分梯度濺射法兩種工藝分別制... 

【文章來源】：山東大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：203 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１－２?Ｃｏ基、Ｆｅ基薄膜高頻性能與初始磁導(dǎo)率的關(guān)系圖［４（＞１??

?山東大學(xué)博士學(xué)位論文???磁界面交換耦合法制備的薄膜／／Ｋ?：?５００￣７５００ｅ，／ｊ？高達５￣１０ＧＨｚ。界面效應(yīng)賦??予了多層膜許多獨特的磁特性，在反鐵磁耦合的多層膜中發(fā)現(xiàn)了巨磁電阻效應(yīng)??［８２－８４ｌ?ＦＭ／ＡＦＭ雙層膜結(jié)構(gòu)中發(fā)現(xiàn)了交換偏置效應(yīng)［８５＿８７１，以及在層間耦合體系??中還發(fā)現(xiàn)了光學(xué)支鐵磁共振［８２，８８＿９（）］。層間耦合雙層膜的聲學(xué)模和光學(xué)模共振磁化??進動示意圖如圖１－３所示。??．?ＦＭｌ?ＦＭ１??ＦＭ２?ＦＭ２??ＨＡ??圖１－３層間耦合雙層膜的聲學(xué)模和光學(xué)模共振磁化進動示意圖同相進動??為聲學(xué)模共振（左），反相進動為光學(xué)模共振（右）??］９８８年，丨丨ｅｉＩｉｒｉｄｉｌ９２ｉ等人在超薄外延單品Ｎｉ／Ｆｅ雙層膜屮冴次觀察到由層間??交換耦合引起的光學(xué)梭鐵磁共振，并給出丫＿于Ｌａｎｄａｎ－Ｌｉｆｓｈｉｔｚ方程的理論解??釋。在層間耦合的雙層膜動力學(xué)方程求解時，他們發(fā)現(xiàn)色敗關(guān)系擁打兩個打意義??的解。兩個解即對應(yīng)于聲學(xué)支和光學(xué)支鐵磁共振，其中光學(xué)支強烈依賴７耦合強??度。圖卜４是其根據(jù)理論計算得到的１０－ＭＬ?（ｍｏｎｏｌａｙｅｒ）?Ｆｅ／６－ＭＬ?Ｆｅ弱耦合雙層??膜的共振頻率和共振幅值隨耦合強度的依賴關(guān)系，其中４＃符號為正代表鐵??磁耦合。當耦合強度從０增大時，聲學(xué)模共振頻率和幅值基本不變；而光學(xué)模頻??率強烈依賴于尤＜５，與其成線性關(guān)系，幅值急遽減校Ｘ＃符號為負時的反鐵磁耦??合，兩共振模式的變化與鐵磁耦合時相反。??７??

?ｉｓｏ－??Ｏｐｔｉｃａｌ??Ａｃｏｕｓｔｉｃ?Ａｍｐ．???＾?＾Ｔ＾ｒ－丨０??＼?／?Ｘ?Ａｃｏｕｓｉｉｃ?Ａｍｐ．??『?１／?！??Ｉ?……—／Ｋ?—￣４??ｓ〇?／?Ｊｌ?Ｍｉｘｅｄ?Ｍｏｄｅｓ?＜??，ｚ?Ａ??Ｏｐｔｉｃａｌ?Ｍｏｄｅ／?／?■?＼??７?／ｉ＼??／?Ｏｐｔｉｃａｌ?Ａｍｐ．??－２ｘｌＯ＊８?－?Ｉ０＇ｇ?０．０?ｔＯ．８?２ｘＩ０＊Ｘ??Ｉｎｔｅｒ?ｌａｙｅｒ?Ｆｘｃｌｉａｎｇｃ?Ａ?＾Ｃｃｒｇ／ｃｍ）??圖１－４?ｌＯ－ＭＬ（ｍｏｎｏｌａｙｅｒ）?Ｆｅ／６－ＭＬＦｅ弱？稱合雙層膜聲學(xué)支和光學(xué)支鐵磁共振??頻率和幅值隨層間耦合強度的變化關(guān)系１９２，９３］??１９８９年，ＫｒｅｂｓｌＷ在實驗中觀察到了聲學(xué)支和光學(xué)支兩個鐵磁共振模式，利??用測量得到的聲學(xué)模共振和光學(xué)模共振的色散關(guān)系，求出了?Ｆｅ／Ｃｒ／Ｆｅ三層膜結(jié)??構(gòu)中耦合強度的大小，并得到了交換強度．／／Ｍ與Ｃｒ中間層厚度的依賴關(guān)系。在??ｔｏ■二１６?Ａ?xí)r，耦合作用最強。中間層厚度繼續(xù)增加時，耦合作用變?nèi)酢Ｖ虚g層??厚度減小逐漸到零時，耦合作用消失轉(zhuǎn)變?yōu)殍F磁性。且中間層的粗糙度會導(dǎo)致．／??的下降，這一點在其他文獻中也有報道１９５，％１。其隨后又在理論上給出了共振頻率??和角度之間的依賴關(guān)系｜８８１。??Ｌａｙａｄｉｌ９７－％在多層膜光學(xué)模鐵磁共振方面做出了許多重要的工作，對于層間??耦合的三明治結(jié)構(gòu)，根據(jù)自由能極小條件從理論上推導(dǎo)了聲學(xué)支和光學(xué)支鐵磁共??振模式，系統(tǒng)研宄了耦合系數(shù)．／ｉ和Ｊ２對鐵磁共振頻率和共振強度的影響，并??具體給出了色散關(guān)系、共振強度以及線寬的表達式。??近年來

【參考文獻】：
期刊論文
[1]Thickness-dependent magnetic anisotropy in obliquely deposited Fe（001）/Pd thin film bilayers probed by VNA-FMR[J]. Qeemat Gul,何為,李巖,孫瑞,李娜,楊旭,李陽,弓子召,謝宗凱,張向群,成昭華.  Chinese Physics B. 2019(07)
[2]High frequency magnetic properties of ferromagnetic thin films and magnetization dynamics of coherent precession[J]. 蔣長軍,范小龍,薛德勝.  Chinese Physics B. 2015(05)
[3]高性能軟磁材料的研究進展[J]. 趙占奎,鄧娜,昝朝,王明罡.  長春工業(yè)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2012(05)
[4]鐵磁共振法測磁各向異性[J]. 顧文娟,潘靖,杜薇,胡經(jīng)國.  物理學(xué)報. 2011(05)
[5]磁性薄膜高頻磁導(dǎo)率測量方法及其研究進展[J]. 吳衛(wèi)波,付若鴻,鐘智勇,張懷武.  磁性材料及器件. 2008(06)
[6]微帶法測試薄膜0.55G磁導(dǎo)率[J]. 彭顯旭,江建軍,張秀成,何華輝.  功能材料. 2006(02)
[7]真空與磁場熱處理改善FeCo合金的軟磁性能[J]. 畢曉昉,張善慶,朱芳鎮(zhèn),徐惠彬.  北京航空航天大學(xué)學(xué)報. 2004(10)
[8]薄膜材料復(fù)介電常數(shù)與復(fù)磁導(dǎo)率測試研究[J]. 張秀成,聶彥,何華輝,江建軍.  華中科技大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2004(04)
[9]MHz頻段顆粒型納米晶T-M-O系軟磁性薄膜及其應(yīng)用[J]. 吳安國.  電子元器件應(yīng)用. 2000(11)
[10]MHz頻段顆粒型納米晶T-M-O系軟磁性薄膜及其應(yīng)用[J]. 吳安國.  電子元器件應(yīng)用. 2000 (11)

博士論文
[1]層間耦合多層膜的高頻動力學(xué)行為[D]. 汪文峰.蘭州大學(xué) 2019
[2]鐵磁/鐵電復(fù)合系統(tǒng)的磁化強度動力學(xué)研究[D]. 王鳳龍.蘭州大學(xué) 2017
[3]Fe基軟磁薄膜的高頻磁性研究[D]. 曹德讓.蘭州大學(xué) 2016
[4]電化學(xué)沉積法制備FeCo基軟磁薄膜高頻磁性的調(diào)控[D]. 王振坤.蘭州大學(xué) 2012
[5]納米晶薄膜芯材及其應(yīng)用基礎(chǔ)研究[D]. 蔣向東.電子科技大學(xué) 2005

碩士論文
[1]層間耦合FM/NM/FM體系高頻磁性研究[D]. 王文強.蘭州大學(xué) 2019
[2]共面波導(dǎo)測試磁性薄膜微波磁性能[D]. 駱俊百.電子科技大學(xué) 2014
[3]軟磁薄膜材料高頻響應(yīng)的微磁學(xué)研究[D]. 田俊紅.蘭州大學(xué) 2006



本文編號：3604437