垂直磁化自旋閥的制備及其熱穩(wěn)定性研究.pdf

1、伴隨著近年來(lái)自旋電子學(xué)的快速發(fā)展，人類對(duì)于電子自旋的認(rèn)知不斷走向深入，并在信息存儲(chǔ)技術(shù)領(lǐng)域取得了廣泛的應(yīng)用。本文圍繞自旋電子學(xué)中的垂直磁化磁性自旋閥和交換偏置作用的相關(guān)問(wèn)題，主要開(kāi)展了二方面研究：一是研究了[Co/Ni]多層膜的垂直各向異性，制備出垂直磁化贗自旋閥和有反鐵磁層釘扎的偏置自旋閥；二是探討了交換偏置作用對(duì)于垂直磁化薄膜熱穩(wěn)定性的影響問(wèn)題。論文主要取得如下結(jié)果：
　　我們探索出制備[Co/Ni]n垂直各向異性多層膜結(jié)構(gòu)的

2、優(yōu)化生長(zhǎng)條件，分析了Co、Ni以及緩沖層Cu的厚度、[Co/Ni]周期數(shù)等因素對(duì)垂直各向異性的影響問(wèn)題。我們發(fā)現(xiàn)，多層膜各層中Co/Ni的厚度為0.25/0.59(nm)時(shí)可以獲得優(yōu)異的垂直各向異性；增加緩沖層Cu的厚度可有效改善[Co/Ni]n的垂直各向異性，但過(guò)厚不利于自旋閥的磁電阻信號(hào)提高；增加[Co/Ni]的重復(fù)周期數(shù)，可以提高材料矯頑力，但當(dāng)周期數(shù)超過(guò)8后，垂直各向異性將減弱。我們以[Co/Ni]垂直各向異性多層膜作為自由層和

3、參考層，制備出贗自旋閥和FeMn釘扎型自旋閥，獲得約7.7％的GMR信號(hào)。
　　我們研究了贗自旋閥和FeMn釘扎型自旋閥的熱穩(wěn)定性。我們發(fā)現(xiàn)贗自旋閥在200℃的較低溫度下退火時(shí)GMR信號(hào)即明顯下降，源于自由層和參考層之間的矯頑力差消失所導(dǎo)致；相比而言，F(xiàn)eMn釘扎型自旋閥的熱穩(wěn)定性卻得到明顯改善，直到300℃以上退火時(shí)信號(hào)才會(huì)明顯降低。
　　我們討論了交換偏置作用對(duì)于器件熱穩(wěn)定性的影響機(jī)理。在垂直各向異性(Co/Ni)N材料