《表2 Ni Fe单层膜、Ni Fe/Fe Mn(5 nm)双层膜的交换偏置场Hex随厚度的变化》

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《膜厚对NiFe单层膜及NiFe/FeMn双层膜性能的影响对比研究》

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图9为Ni Fe单层膜与Ni Fe/Fe Mn双层膜的Hres比较。由图可知，相对于Ni Fe单层薄膜，经Fe Mn反铁磁层钉扎后的Ni Fe/Fe Mn双层纳米薄膜的共振场Hres明显降低。与此同时，单层膜的饱和磁化强度4πMs为9191～9830 G，双层膜的为8641～9335 G，因反铁磁层的引入有所减小。表2是由磁滞回线对零磁场的偏离得出的薄膜交换偏置场Hex。可以看出，Hex较小，方向各向异性较弱。由于薄膜样品在制备过程中未经过高温磁场诱导，单层薄膜的共振本身属于磁化强度的一致进动，不存在钉扎效应，交换偏置场不为零的原因可能在于测量误差，或者单层膜表面氧化反应，生成了Ni O等反铁磁性物质，使得单层膜表面成分并非只有单一的Ni Fe。此外，即使是双层膜，在未经诱导的条件下，界面自旋的反铁磁钉扎也是混乱无序的。因此，交换偏置场即便不为零也表现为微弱且非有序的状态。由此说明，在本实验中，各向异性对共振场（共振频率）变化的贡献较小。而静磁性能的实验结果还表明，这一贡献也并非由4πMs的增大产生，双层膜的4πMs甚至整体低于单层膜。因此，由（2）式可知，在微波频率一定时，共振场的显著降低意味着双层薄膜中的有效交换场大幅度提升，这一项来源于与自旋交换作用相关的自旋波共振。总体说明：Ni Fe/Fe Mn双层薄膜结构产生的钉扎效应能有效激发自旋波共振，在一定的外加稳恒磁场下，该薄膜结构的共振频率相比于单层薄膜将会大大提高，有利于材料应用应用于更高频段。