T J= 0,7 cho ECool/J = 1.
3.3.Sự phụ thuộc vào điện trường làm lạnh của đường cong từ trễ
Hình 3.3 Trình bày sự phụ thuộc của từ trường hiệu dịch, tức là độ dịch đường cong từ tễ khỏi gốc tọa độ khi đặt vào từ trường làm lạnh.
Ở đây, tham số tương tác từ điện bề mặt tiếp xúc giữa moment điện và moment từ được khảo sát cho cả hai trường hợp: tương tác âm và tương tác dương. Với tương tác từ điện dương, nghĩa là Jex = J, Hex luôn có giá trị dương với mọi giá trị âm của điện trường làm lạnh. Trong khi đó, HEB đổi dấu từ âm sang dương khi cường độ điện trường làm lạnh dương tăng lên. Điều này có nghĩa là, trong trường hợp điện trường làm lạnh âm ta chỉ quan sát sự dịch
chuyển sang phải của đường từ trễ trong khi nó dịch sang trái, rồi sang phải khi điện trường làm lạnh dương tăng lên.
Mặt khác, nếu tương tác từ điện là âm, tức là Jex = -J, thì dấu của HEB âm và sự thay đổi theo điện trường làm lạnh giá trị ngược lại HEB tăng từ âm sang dương nếu điện trường làm lạnh tăng về cường độ, HEB luôn giảm và luôn có giá trị âm nếu điện trường làm lạnh tăng lên. Điều thú vị quan sát được ở hình 3 là khi điện trường làm lạnh tăng từ một giá trị nào đó thì sự dịch chuyển của gốc đường từ trễ không còn thay đổi, từ là độ lớn HEB đạt bão hòa. Giá trị này của từ trường cỡ Ecool / J =1.
Do đó theo kết quả đã cho ta có thể điều khiển được hiệu ứng EB, tức là sự dịch gốc của đường từ trễ, bằng một điện trường có một giá trị giới hạn trên, nghĩa là không cần một điện trường quá cao để điều khiển.
Như chúng ta có thể thấy, sự dịch gốc của đường cong từ trễ rất nhạy với thay đổi độ dày của lớp sắt điện. Khi độ dày này tăng lên, thì lực kháng từ tăng lên trong khi từ trường hiệu dịch giảm xuống.
Ở đây độ dày đủ cao Hc và HEB có dạng tuyến tính vào nghịch đảo của độ dày và với độ dày quá cao cả Hc và HEB đạt bão hòa (tức là, không tăng khi tăng độ dày). Điều này có thể giải thích bởi tính chất phức tạp và truyền tương tác từ điện giữa các lớp nằm cách xa lớp tiếp xúc. Sự truyền tương tác này có thể dẫn đến thăng giáng tương tác từ điện ở lớp bề mặt dần tới suy giảm hiệu dịch trao đổi, đồng thời cung cấp thêm năng lượng dị hướng từ đơn hướng lên lớp sắt từ dẫn đến sự tăng của Hc. Do đó, để thu được một hệ có cả Hc và HEB cao cho ứng dụng, ta cần chọn độ dày lớp sắt điện cho phù hợp.
Trong nguyên lý hoạt động của các đầu lọc từ dựa trên van spin thi tốc độ lọc ghi giữ liệu rất quan trọng và tương quan đến quá trình lật trạng thái của các moment từ trong các màng sắt từ của van spin cũng như thay đổi từ trường trong quá trình từ hóa. Với các đầu lọc từ dùng cho các môi trường mật độ cao, tốc độ ghi/ đọc phải rất cao và do đó thời gian quét từ trường rất nhanh, tức là thời gian tiêu tốn ở một thời điểm trên đường cong từ hóa là rất
ngắn. Do đó, việc phát triển các van spin có tốc độ lật trạng thái cao cũng rất quan trọng.
Tuy nhiên, một điều quan trọng là quá trình từ hóa không cân bằng, tức là khi ta quét từ trường, thì từ độ thay đổi trong không gian qua những trạng thái giả bền có những cực tiểu địa phương, trước khi đạt trạng thái cân bằng với cực tiểu chung. Nếu ta quét từ trường nhanh thì quá trình không cân bằng là điều không tránh khỏi. Do đó, tính chất của đường trễ phụ thuộc vào thời gian để đo tại một điểm của từ trường.
Hình 3.4. Trình bày sự phụ thuộc của HEB và Hc vào thời gian quan sát trải rộng trong 5 bậc độ lớn.
Điều thú vị ở đây là, với thời gian quan sát bé hơn 104 MCS thì hiện tượng EB vẫn còn quan sát, tuy nhiên với thời gian quan sát dài hơn giá trị này, HEB triệt tiêu.
Trong khoảng 10 MCS < Tobs < 104, khi tăng Tobs thì độ lớn HEB giảm, tức là đường trễ dịch dần về gộc tọa độ để EB triệt tiêu. Điều này có tương quan với cực đại của HC ở nhiệt độ Blocking quan sát trên hình 2.
Một điều thú vị ở đây là, trong ứng dụng nếu ta cần thay đổi tốc độ của từ trường nhanh, tức là Tobs nhỏ, HEB và HC đều lớn, thì ta cần thời gian thấp cỡ 10 MCS. Do đó, theo dự đoán của mô hình sắt từ /sắt điện nghiên cứu trong khóa luận này, thì loại kết hợp bề mặt này cho phép điều ta mong đợi.
KẾT LUẬN
Khóa luận đã đạt được mục đích đề ra với những kết quả chủ yếu như sau:
1. Nghiên cứu ảnh hưởng của từ trường và điện trường làm lạnh lên hiệu ứng hiệu dịch trao đổi.
2. Nghiên cứu ảnh hưởng của tương tác trao đổi giữa lớp sắt điện và sắt từ lên hiệu dịch trao đổi.
3. Nghiên cứu về bản chất động học của quá trình từ hóa trong màng hai lớp sắt từ/sắt điện.
4. Một phần mềm mô phỏng đường cong từ trễ cho hệ màng mỏng sắt từ/sắt điện.