反鐵磁體和鐵磁體在其界面處的耦合對(duì)于磁阻應(yīng)用的技術(shù)實(shí)現(xiàn)是一個(gè)重要的問題运授。在鐵磁體和反鐵磁體的界面處烤惊，兩種材料的磁矩以交換耦合的方式相互作用。
鐵磁體和反鐵磁體的異質(zhì)結(jié)構(gòu)
對(duì)鐵磁體和非磁性襯底之間界面的研究表明吁朦，與鐵磁性襯底的相互作用可能在襯底中誘導(dǎo)長程鐵磁有序柒室，而其本身并不顯示鐵磁有序。感應(yīng)磁化強(qiáng)度可以與鐵磁體的磁化強(qiáng)度平行或反平行逗宜，這取決于交換相互作用的符號(hào)雄右。這可能會(huì)導(dǎo)致鐵磁層的產(chǎn)生，即使是在其整體形式是反鐵磁的材料纺讲，如觀察到的擂仍，如超薄的Cr膜在Fe上。在這種情況下熬甚，襯底中的長程順序——無論是反鐵磁體還是非磁性金屬——是由與鐵磁性襯底的相互作用決定的防楷，并且可以預(yù)期它會(huì)顯示出同樣的溫度依賴性。事實(shí)上则涯，Mn對(duì)Ni的這種感應(yīng)磁序的溫度依賴性被研究了复局，發(fā)現(xiàn)與襯底的相同。當(dāng)然粟判，隨著反鐵磁層厚度的增加亿昏，整體反鐵磁態(tài)將占上風(fēng)，每一層將顯示自己的有序溫度档礁，接近厚層的整體有序溫度角钩。研究表明，反鐵磁體的有序溫度可能會(huì)受到鐵磁層的存在及其磁化方向的顯著影響呻澜。此外递礼，界面處的交換相互作用可以以一種特征性的方式改變層狀體系的磁性行為，這種方式被稱為“交換偏置”羹幸。
交換偏置zui早是在20世紀(jì)50年代在覆蓋有一氧化碳氧化層的小Co顆粒上觀察到的脊髓。這些粒子的磁滯回線從相對(duì)于磁場(chǎng)的(逆)對(duì)稱轉(zhuǎn)變?yōu)橄喾磳?duì)稱;相反，遲滯回線的反轉(zhuǎn)中心發(fā)生在有限場(chǎng)栅受，例如樣品中存在一定的偏置場(chǎng)将硝，因此稱為“交換偏置”。這種偏置場(chǎng)的發(fā)生和大小取決于樣品的歷史屏镊。為了產(chǎn)生偏置場(chǎng)依疼，樣品必須從高于nsamel溫度(必須低于鐵磁體的居里溫度)的外部磁場(chǎng)中冷卻。顯然而芥，這種現(xiàn)象與反鐵磁體中磁矩的發(fā)生有關(guān)律罢，這些磁矩通過交換與鐵磁體的磁矩相互作用。
交換偏置對(duì)于利用磁電阻效應(yīng)和自旋相關(guān)輸運(yùn)的器件起著重要作用棍丐。在這種裝置中误辑，要求其中一個(gè)磁層在某一方向上具有增加的矯頑力場(chǎng)虫腋，這可以通過交換偏置來實(shí)現(xiàn)。另一個(gè)例子稀余，鐵磁性納米顆粒與反鐵磁性材料的耦合，甚至被認(rèn)為是在有限溫度下穩(wěn)定磁序的一種手段趋翻。為了充分利用反鐵磁/鐵磁界面在器件結(jié)構(gòu)中的優(yōu)勢(shì)睛琳，人們需要了解控制這些界面磁相互作用的潛在機(jī)制。
用界面處反鐵磁體的磁矩來描述交換偏置踏烙，它通過典型的交換耦合與鐵磁矩相互作用，產(chǎn)生的偏置場(chǎng)比實(shí)驗(yàn)觀察到的高一到兩個(gè)數(shù)量級(jí)。在zui簡單的模型中拙友，人們假設(shè)所謂的非補(bǔ)償反鐵磁表面氏身，即反鐵磁表面平面的原子力矩加起來等于一個(gè)不消失的凈力矩的表面方向。反鐵磁體表層的有限磁化強(qiáng)度與沉積在這種表面上的鐵磁體相互作用荐捻。鐵磁體的磁化強(qiáng)度將與反鐵磁體的表面磁化強(qiáng)度平行或相反黍少，這取決于交換相互作用的符號(hào)。然而处面，不難看出為什么這個(gè)簡單的圖是不充分的厂置，因?yàn)樗鼪]有考慮到反鐵磁體表面的任何單原子步驟都會(huì)改變表面磁化的方向，這將加強(qiáng)鐵磁體中疇的形成魂角，或者有利于其他一些非均勻狀態(tài)昵济。此外，在所謂的補(bǔ)償界面中野揪，也觀察到交換偏置访忿，其中反鐵磁體預(yù)計(jì)不會(huì)有凈力矩。這不能用這么簡單的圖畫來解釋斯稳。
這些方面說明反鐵磁體和鐵磁體之間的相互作用是相當(dāng)復(fù)雜的海铆。因此，對(duì)這些異質(zhì)系統(tǒng)中的磁疇的研究為其行為建模提供了重要的輸入挣惰。對(duì)比的類型——反鐵磁疇或鐵磁疇——取決于選擇光的偏振和由選擇的吸收邊緣或光譜特征用于成像游添。層分辨信息允許人們?cè)趯訝罘磋F磁/鐵磁系統(tǒng)中關(guān)聯(lián)反鐵磁和鐵磁疇的發(fā)生，并得出層間相互作用的結(jié)論通熄。
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