交换偏置体系的磁化反转及角度依赖关系中的极值问题

The extreme value problem of the angular dependence of the exchange bias and the magnetization reversal processes in the ferromagnetic/antiferromagnetic systems will be investigated detailly. Based on the principle of minimal energy, the effect of the various anisotropies on the angular dependence of the exchange bias and the magnetization reversal processes will be studied.The angular scope for the full-plane and half-plane rotation modes in the magnetization reversal processes will be investigated, the equation for the criticle magntization angle which is used to divide the boundary of this two modes will be acquired. The maximum or minimum of the exchange bias field and the coercivity in the angular dependence of the exchange bias will be planed to settle.The results of the research will be useful to gain a better understanding of the experimental results and to maximize the exchange bias field for optimizing the designs of the involved magnetoresistance devices.

本项目拟采用能量极小原理，研究各种类型的各向异性对交换偏置极值以及磁化反转性质的影响，探寻半平面转动和全平面转动模式的磁化角度范围，推导临界磁化角度满足的物理方程，研究结果有利于人们通过调节外磁场的方向来获取最大的交换偏置场，最大或最小的矫顽场，为交换偏置的实验研究提供一定的理论依据，为巨磁电阻器件的优化设计提供一定的物理基础。

铁磁/反铁磁双层薄膜体系中交换偏置的角度依赖关系(ADEB) 以及磁化反转是交换偏置领域一个重要的研究方向。具有交换偏置效应的铁磁/反铁磁体系是自旋电子学器件的重要组成结构，而体系的磁化反转特性则直接决定着器件性能的优劣。ADEB主要研究交换偏置场及矫顽力与测量磁场方向之间的关系，它可以检验交换偏置理论模型的正确性．因此，铁磁/反铁磁双层薄膜体系中的ADEB以及磁化反转性质在理论研究和实际应用两个方面均具有重要意义。我们利用严格的数学物理推导，研究了单轴各向异性、立方各向异性、反铁磁层畴壁能以及应力各向异性对铁磁/反铁磁体系磁化反转性质以及交换偏置角度依赖关系的影响。我们解释了体系出现不同磁化反转模式的原因，也讨论了实验上测量ADEB时可能出现的类型。研究结果有利于人们解释和理解一些与交换偏置效应有关的实验现象，同时也有利于人们通过调节外应力以及外磁场的方向来获取最大的交换偏置场、最大或最小的矫顽力，从而为磁电阻器件的优化与设计提供一定的物理依据。