这些模型得到的理论值越来越接近实验结果，也解释越来越多的交换偏置现象，但仍无法适用于所有交换偏置体系。为了更深入地理解交换偏置效应的内在机制，铁磁相和反铁磁相之间的耦合机理，以及如何更好地调控器件的磁电性能，人们对交换偏置效应进行了系统而深入的研究。

2.3  交换偏置的基本特性

虽然交换偏置现象已经在工业生产中得到了规模化的应用，但其具体的理论机制由于其复杂性还存在着争议。理论机制的复杂性一定程度上，与交换偏置基本特性的多种多样分不开。

交换偏置基本特性主要有铁磁和反铁磁层材料、厚度及结构取向、温度、生长顺序及工艺条件、角度依赖关系、冷却场的大小和方向、磁锻炼效应及热稳定性、磁滞回线及磁化强度翻转的不对称性等等[12]。这些特性对交换偏置产生各自复杂的影响，同时它们之间也存在互相影响关系。所以，在对交换偏置的研究中，包含着丰富的物理内涵，涉及诸多方面，目前已成为磁性材料研究的一个非常重要的课题。同时，由于交换偏置场大小与其影响因素之间的关系还没有得到明确结论，交换偏置场很难统一调节与控制，成为其进一步应用的一个障碍。当然，这些基本特征的存在给我们的研究带来了一定的挑战，同时也激发了我们研究的动力。只有进一步地深入研究，我们才能得到更准确的结果，使交换偏置现象更广泛地应用在各方面。

2.4  反铁磁稀释效应与交换偏置的关系

近几年来，有研究人员实验发现在反铁磁中加入一定量的非磁材料，可以增强交换偏置，其机制就在于稀释反铁磁后，在反铁磁内部形成冻结的类似自旋玻璃性质的畴态来影响到界面结构形貌，从而调控交换偏置；还有研究人员通过在反铁磁表面或者内部掺入一层杂质层（磁性的或非磁的）来调控交换偏置场的大小，其可能原因在于插入杂质层后造成反铁磁内部磁矩的混乱，从而影响到界面的结构。正是这种混乱控制并决定着交换偏置场的大小。这是由于稀释反铁磁增强交换偏置现象的发现，使得交换偏置场的大小可以得到我们较为精确的控制，也让交换偏置的应用前景和范围更加广阔。文献综述

2000年以来，P. Miltényi[11]、U. Nowak和J. Keller等人共同报道了在外延生长的Co/CoO铁磁/反铁磁双层膜体系中，通过在CoO反铁磁体中远离界面处引入非磁物质形成稀释反铁磁体（Co1-xMgxO以及Co1-yO），可以在低温下将铁磁/反铁磁交换偏置场提高3-4倍。此现象的可能原因在于通过一定程度的稀释反铁磁，在其内部形成冻结的畴态，从而提高AFM界面未补偿的自旋数量来增强交换偏置场。他们发展和完善了畴态模型，对这一交换偏置增强现象加以解释。

尽管并非首次发现反铁磁体中非磁稀释增强交换偏置效应，但这一现象中交换偏置场的大幅提高以及非界面效应，使其与其他交换偏置理论模型描述的界面效应相区别——相比于界面缺陷或无序而言，反铁磁体中的非磁稀释更易于调控实现。在此之后，不少科学家加入到研究这个方向的队伍当中。

Jung-II Hong[13]等人实验系统地研究了Co/CoxMg1-xO体系中稀释浓度对交换偏置场大小的影响，结果表明多晶Co/CoxMg1-xO的双层膜中，交换偏置场的大小可以通过用非磁的Mg原子来取代其它的Co原子来显著影响交换偏置，他们分析其原因在于稀释增强了单个畴态Co/CoxMg1-xO晶粒中未补偿自旋的数量。

M.Ali和C.H.Marrows[14]等人研究了在Co/IrMn交换偏置的双层膜中插入不同元素的杂质层对体系交换偏置场大小的影响。他们发现，从大体来说，交换偏置场随着δ杂质层厚度的增加而减小。而当杂质层处在远离界面的反铁磁内部时，非磁杂质层并不能使得反铁磁内部畴态有任何的变化，即插入非磁杂质层的情况下，系统的交换偏置来源于界面磁矩的影响。