Chúng ta đang sống ở kỷ nguyên mà những thiết bị điện tử trở thành những công cụ cốt yếu, thông dụng, và quen thuộc với con người trong tất cả các phương diện đời sống xã hội. Những sản phẩm kỳ diệu mà chúng ta đang có được, những thứ mà đã và đang làm thay đổi cuộc sống của chúng ta một cách tiện lợi, chính là những thành tựu mang lại từ những tiến bộ khoa học và kỹ thuật trong những thập kỷ qua. Trong đó, các nghành Vật lý, Hóa học và Khoa học Vật liệu đóng vai trò then chốt. Để làm việc với những ổ cứng có dung lượng và tốc độ truy cập dữ liệu siêu cao như trong các điện thoại thế hệ mới hay máy tính cá nhân, và máy tính xách tay thì các đầu nghi và đọc rõ ràng phải thiết kế và phát triển theo một nguyên lý khác với những thiết kế truyền thống. Sự ra đời của spin tử (spintronics) đã thay đổi một cách cách mạng những khái niệm cũng như thiết kế về các thiết bị điện tử nói chung và các đầu nghi đọc từ nói riêng so với nghành điện tử truyền thống. Những khái niệm mới như các thiết bị từ trở lớn (giant magnetoresistive devices), các thiết bị van spin (spin valve devices), hay những bộ nhớ ghi từ động không tự xóa (nonvolatile magnetic random access memories-MRAMs), v.v. dường như bị bó hẹp một cách trừu tượng và khó hiểu trong nghiên cứu khoa học cơ bản, song thực tế chúng đã thâm nhập vào trong đời sống xã hội thông qua những thiết bị điện tử tuyệt vời mà chúng ta đang có. Trong số các khái niệm đó, các thiết bị van spin trong các đầu ghi/đọc trên nguyên lý từ trở lớn không thể thiếu được những cấu trúc màng đa lớp, và rõ ràng trong các cấu trúc này hiệu ứng trao đổi hiệu dịch [exchange bias (EB) effect] trở thành then chốt cho hoạt động của thiết bị. EB được dùng trong thiết bị van spin để ổn định nhiệt đối với trật tự từ của lớp từ cứng, mà thiếu đi nó các trạng thái đômen của đầu đọc/ghi từ có thể không thể dự đoán được và dẫn tới những vấn đề nan giải về độ tin cậy của thiết bị. Không chỉ bó hẹp ứng dụng trong van spin, EB còn có một ứng dụng nữa rất quan trọng là nó có thể dùng để ổn định nhiệt các hạt từ, là viên gạch trong công nghệ lưu trữ thông tin dưới dạng ghi từ (magnetic recording), giúp cho việc giảm được kích thước hạt từ để tăng mật độ (dung lương) ghi trên một đơn vị diện tích và thu nhỏ kích thước thiết bị mà không còn sợ sự mất mát thông tin do thăng giáng nhiệt (nghĩa là giới hạn siêu thuận từ-superparamagnetic limit). Từ những ứng dụng to lớn đó, trong những năm gần đây, hiệu ứng trao đổi hiệu dịch đã thu hút sự quan tâm nghiên cứu trở lại bởi các nhà thực nghiệm và lý thuyết trên nhiều đối tượng vật liệu khác nhau đặc biệt là các màng mỏng hai lớp, qua đó nhiều hiện tượng và tính chất lý thú mới được phát hiện. Cũng chính những lý do đó, EB trở thành một trong những lĩnh vực then chốt của từ học và vật liệu từ. Lĩnh vực này đóng góp một cộng đồng đông đạo các nhà từ học trên thế giới. Mặc dù vậy nguồn gốc vi mô của hiệu ứng này vẫn còn là một vấn đề tranh cãi, nguyên nhân phía sau nó là sự thiếu hụt những thông tin cũng như hiểu biết ở lớp tiếp xúc bề mặt tiếp xúc nằm sâu bên trong màng mỏng, bao gồm các đặc trưng về cấu trúc hóa học và cấu hình spin ở cấp độ vi mô. Mặc dù vậy, tính ưu việt của hiệu dịch trao đổi cho ứng dụng thực tiễn đòi hỏi sự hiểu biết một cách rõ ràng cơ chế vật lí chi phối hiệu ứng đó, và đến lượt nó nảy sinh những vấn đề lý thú cho nghiên cứu cơ bản. Lý do chọn đề tài: Song song với những phát hiện quan trong gần đây, rằng hiệu dich trao đổi cũng có thể quan sát trong các tiếp xúc khác với tiếp xúc sắt từ/phản săt từ truyền thống, là phát hiện hiệu ứng trong các lớp sắt từ/sắt điện. Điều đặc biệt quan trọng ở đây là trong lớp sắt điện có tồn tại pha phản sắt từ hoặc ferit từ tương tác từ điện (magnetoelectric coupling effect) với pha sắt điện tạo nên 1 tổ hợp đa pha điện từ trong cùng một vật liệu. Đo đó, tổ hợp này cho phép điều khiển hiệu dịch trao đổi không chỉ bằng mỗi từ trường thông thường mà còn cả điện trường. Mặc dù tiềm năng hứa hẹn này, lĩnh vực này vẫn là một hướng nghiên cứu non trẻ, đặc biệt, các hiểu biết lý thuyết chưa được chú trọng tập trung. Chính vì lý do dó, những phương pháp mô phỏng như Monte Carlo có thể là công cụ hữu ích để nghiên cứu. Chính vì lí do đó, em chọn chủ đề này cho nghiên cứu trong khóa luận của em. Khóa luận của em có tên là: Nghiên cứu hiện tượng hiệu dịch trao đổi của màng hai lớp sắt từ/sắt điện bằng phương pháp Monte Carlo