具有不同各向异性的磁性纳米薄膜的极化中子反射研究

Magnetic nanofilm including multilayer are used widely in high frequency soft magnetic field, magnetic resistance field and information field. Both in academic circle and industrial circle, people focus on how to adjust or improve the function of the nanofilm by magnetic anisotropy. To study the anisotropy and the physical picture, we should know well the magnetic moment distribution of single layer, roughness and phase structure in magnetic multilayer nanofilm. Polarized neutron reflection is the useful method to investigate the value and direction of the magnetic moment, structure and diffuse layer. In this study, we will study three typical magnetic nanofilm including film with isotropy in plane, anisotropy in plane, and anisotropy out of plane, and will use the only neutron reflection spectrometer in our country for microstructure. It will not only help for the development of the magnetic film in high frequency field and magnetic resistance, but also get mach experience on polarized neutron reflection.

磁性纳米薄膜（含多层膜）在高频软磁、磁电阻和信息等领域得到广泛应用，如何调节和利用其磁各向异性以提升使用效能成为学术界和产业界共同关心的问题。直观准确地理解和掌握磁性纳米多层膜中各单层的磁矩分布、粗糙度和相结构等是研究磁各向异性和其物理机理的关键。极化中子反射技术是同时直接观测磁性纳米多层薄膜内部各单层磁矩大小和方向、材料结构、界面粗糙度以及扩散层磁矩状态的最有效手段之一。本项目拟研究三种典型体系：面内各向同性、面内各向异性和面外各向异性纳米薄膜，并利用我国目前唯一运行的中子反射谱仪-绵阳研究堆的极化中子反射谱仪研究体系的微磁结构信息。相信通过这些典型体系及其基本物理问题的研究，不仅对能对磁性纳米薄膜在高频、磁电阻等领域的应用提供必要的理论支撑，同时将解决和积累极化中子反射在研究磁性纳米薄膜的诸多测试和拟合的基本问题和经验，较大幅度提高用极化中子反射谱仪研究磁性纳米薄膜的能力。

项目以不同各向异性磁性纳米薄膜为研究对象，项目特色是利用中子反射技术研究其结构与磁性，着重研究了薄膜在高频软磁和磁电阻领域的性能和应用。主要完成了两方面的研究，第一，积累和解决用极化中子反射技术研究具有面内各向同性、面内各向异性以及垂直各向异性纳米多鞥莫的研究经验和测试与数据拟合问题。建立一套用极化中子反射技术研究磁性薄膜的实用程序，为该技术在我国磁性薄膜领域的推广和应用打下坚实基础。第二，极化中子反射研究，推演磁性纳米薄膜（含多层膜）中磁各向异性对其宏观高频电磁特性、磁电阻特性的影响机制，为其微观物理模型提供相应实验证据并建立基本物理图像。调节磁性薄膜的制备工艺和磁各向异性，获得共振频率高，覆盖频带宽的高频软磁薄膜；获得磁电阻值大，应用价值高的磁电阻薄膜。