FeSiB/Cu/FeSiB夹心薄膜巨磁阻抗效应研究续

2007/8/10 15:04:24

图3给出了不同磁场下样品的巨磁阻抗效应与频率之间的关系。在不同的外加磁场Ha下，磁阻抗比先随频率的增高而增大，达到最大值后又随频率的增高而下降。对于不同的外加磁场，出现磁阻抗比最大值的频率是不同的。例如在频率3MHz时，当磁场Ha=1200、1600和2000A/m时，磁阻抗比的最大值分别为15.6%、17.2%及12.8%。当Ha=2400A/m时，出现磁阻抗比最大值的频率为5MHz，其值为9.1％。当磁场Ha=4000A/m时，出现磁阻抗比最大值的频率移到10MHz。一般情况下，人们只关心磁场施加在薄膜纵向时的巨磁阻抗效应，即纵向巨磁阻抗效应。我们研究了当电流沿薄膜的纵向、磁场施加在薄膜的横向情况下的巨磁阻抗效应，即横向巨磁阻抗效应。图4给出了不同频率下FeSiB/Cu/FeSiB夹心薄膜横向巨磁阻抗效应与外加磁场之间的关系。可以看出，一开始夹心薄膜的横向磁阻抗比随磁场的增大而增大，在磁场约为1600A/m时达到最大值，之后又随磁场的增大下降到负的磁阻抗比，且随磁场的增大而绝对值增大，即在磁场的作用下，薄膜的磁阻抗随磁场的增大而减小。这一现象可用Sommer等3的退磁场观点来解释。在频率3MHz、磁场为1600A/m和5600A/m时，磁阻抗比分别为3.5％和-13.4％。对于具有完全横向磁各向异性的薄膜，当磁场施加在薄膜的横向时，早期报道的巨磁阻抗效应为负值，且随磁场的增大而绝对值增大。然而，在我们的实验里，磁阻抗比有一小的正的峰值，这表明薄膜的易轴与薄膜的纵向并不呈90℃。另外，在单层铁磁薄膜中，出现巨磁阻抗效应最大值的频率通常在80MHz以上，而在几十微米厚的非晶带中，出现巨磁阻抗效应最大值的频率在IMHz以下。这里，在FeSiB/Cu/FeSiB夹心薄膜中，出现磁阻抗比最大值的频率为3MHz左右，比文献(45)习报道的频率要低。为了说明FeSiB/Cu/FeSiB夹心薄膜中负的巨磁阻抗效应，我们测量了FeSiB单层膜中不同的易轴取向对巨磁阻抗效应的影响。实验条件为：交流电流和外加磁场沿薄膜的纵向，频率和幅值分别为40MHz和10mA，样品的尺寸约为3mm×20mm×1.8μm。图5给出了FeSiB薄膜中不同的易轴取向对巨磁阻抗效应的影响。曲线(a)、(b)和(c)代表薄膜的易轴与横向的角度分别为0。、45。和900。可以看出，巨磁阻抗效应最大值的大小、出现最大值的磁场及负的巨磁阻抗效应与单层FeSiB薄膜的易轴取向有密切的关系，FeSiB膜中易轴的取向必然影响到FeSiB/Cu/FeSiB夹心薄膜中巨磁阻抗效应的最大值、负的巨磁阻抗效应及出现巨磁阻抗效应最大值的磁场。由此可对夹心薄膜中存在的负巨磁阻抗效应及巨磁阻抗效应最大值的幅值做出解释。另外，结果还表明，如果单层FeSiB薄膜不具有单轴磁各向异性，在1～40MHz内巨磁阻抗效应小于1％。因此，单轴磁各向异性是薄膜材料中获得较大巨磁阻抗效应的必要条件之一。四、结论在100kHz～40MHz范围内研究了非晶FeSiB/Cu/FeSiB夹心薄膜中的巨磁阻抗效应。当磁场和交流电流沿薄膜的纵向时，磁阻抗比随磁场的增大而增大，在某一磁场下达到最大值，然后随磁场的进一步增大而下降到负的磁阻抗比。在频率3MHz、磁场1600Mm时，磁阻抗比达到最大值17.2％。磁阻抗比的最大值及负的磁阻抗比与夹心薄膜中磁各向异性轴的取向有关。另外，当磁场施加在薄膜的横向时，薄膜表现出负的磁阻抗比，在频率3MHz、磁场5600A/m时，磁阻抗比达-13.4%。(作者/周勇陈吉安杨春生高孝裕王明军张亚民)中国真空网

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