摘要：利用微磁学模拟oommf，通过改变FePt（20 nm，30 nm）/A1-FePt（x nm）（x= 5，9 nm）双层膜的厚度，研究双层膜的磁性。

关键词：L10/A1-FePt双层膜；微磁学模拟；交换耦合；单轴磁晶各向异性

L10-FePt的Ku接近于6.7×107 erg/cm3。L10-FePt各向异性值较大的原因是由于5d（Pt）和3d（Fe）态之间的轨道杂化以及两种状态和自由电子状态之间的轨道杂化[1]。虽然，L10-FePt合金显示出较高的Ku值，但是与软磁相（α-Fe）相比较，显示较低的饱和磁化强度（Ms）。因此，为了增加Ms，而硬/软磁相的交换耦合纳米磁体对于未来的高密度存储器件更适用。用不同方法合成的交换耦合纳米材料拥有良好的磁性，这些复合材料包括L10-FePd/α-Fe[2]和L10-FePt/α-Fe[3]。Yu Y.S.等人用FePd- Fe3O4纳米复合材料合成了可控制矫顽力（0.8～2.6 kOe）的L10-FePd/Fe交换耦合纳米材料[4]。与具有非常高的磁晶各向异性能的L10-FePt層相比，在垂直方向上磁化的L10-FePt/Fe双层薄膜的矫顽力明显更小。但是L10-FePt/Fe交换弹性材料的Fe暴露在低真空或者空气中容易氧化不利于保存，而Al-FePt化学性质很稳定。本文用微磁学模拟（OOMMF）模拟了L10-FePt/Al-FePt双层膜的微磁学特性，并分析其磁性。

1 微磁学仿真方法

本文主要以Gilbert提出了LLG方程为基础进行的仿真，方程中的Heff有效场，包括交换弹性场、退磁场、磁晶各向异性场和外磁场（塞曼场）。模拟样品的尺寸为300 nm×300 nm×（20 nm/（5，9）nm；30 nm/（5，9）nm），网格尺寸为5 nm×5 nm×1 nm。A1-FePt和L10-FePt模拟参数：磁化强度M约为106 A/m；交换耦合常数A约为10-11 J/m；磁晶各向异性参数Ku：KA1-FePt=0.2×106 J/m3，K L10-FePt=2.0×106 J/m3。

2 结果与讨论

实验得到的FePt（30 nm，Ta = 500℃）/A1-FePt（30 nm）双层膜具有高的矩形比[5]。FePt（30 nm，Ta = 500℃）单层表面连续性较好。FePt（30 nm）单层薄膜的化学有序度S= 0.62，得出薄膜中L10相的体积分数为62%。所以用微磁学模拟讨论，L10-FePt（20 nm）/A1-FePt和L10-FePt（30 nm）/A1-FePt薄膜的矫顽力和Ku，并且将两者进行对比。

图1是FePt（20 nm，30 nm）/A1-FePt（x nm）双层膜的M/Ms-H曲线。……