Co/Cu多层膜层间耦合作用的调节

论文摘要

多层膜的层间耦合作用在巨磁电阻效应的自旋电子学器件中有着广泛应用,已经成为国际研究的热点。在GMR和TMR的物理、材料和技术应用中,铁磁层和反铁磁层间的耦合作用起着至关重要的作用。本文研究了[Co/Cu]多层膜体系的耦合作用和磁性能及其影响因素。采用了磁控溅射的方法制备了Fe（50（?））/[Co/Cu]30多层膜,多层膜在层间耦合作用振荡的第二峰时的磁电阻能达到15%,退火处理后可以达到18%。没有Fe缓冲层时的磁电阻比有Fe缓冲层时的磁电阻要小,缓冲层影响薄膜的生长和织构,从而影响多层膜的层间耦合作用。为了提高多层膜的磁灵敏度,在Fe（50（?））/[Co/Cu]30多层膜的隔离层（Cu）中掺入磁性元素Co,引入与相邻Co层之间反铁磁的RKKY作用相竞争的直接的铁磁耦合作用,降低了相邻Co层间的交换耦合作用。层间耦合作用强度由掺入8at%Co时的0.05erg/cm2降到掺入30at%Co时的0.025erg/cm2,饱和磁场有所降低,从而提高了多层膜对外磁场变化的灵敏度。对一组Fe（50（?））/[Co/Co(30at%)Cu（70at%）]30样品在300℃进行两个小时退火处理,测量XRD结果显示,多层膜织构得到优化,层间反铁磁耦合作用变弱。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 引言
• 第一章 文献综述
• 1.1 巨磁电阻的类型
• 1.2 多层膜的巨磁电阻
• 1.3 多层膜的研究发展及应用进展
• 参考文献
• 第二章 样品的制备和分析测试原理
• 2.1 薄膜样品的制备
• 2.1.1 磁控溅射原理
• 2.1.2 薄膜样品的制备
• 2.2 薄膜的分析测试原理
• 2.2.1 磁性能测量
• 2.2.2 磁电阻效应的四探针法测量
• 2.2.3 薄膜厚度的测量
• 2.2.4 基片洗涤方法
• 2.2.5 本实验采用的实验设备
• 参考文献
• 第三章 对Co/Cu 多层膜体系的研究
• 3.1 薄膜微结构对Co/Cu 多层膜磁电阻和层间耦合作用的影响
• 3.1.1 引言
• 3.1.2 实验过程
• 3.1.3 实验结果与分析
• 3.1.4 小结
• 30多层膜的隔离层中掺入Co 对层间耦合作用的影响'>3.2 [Co/Cu]₃₀多层膜的隔离层中掺入Co 对层间耦合作用的影响
• 3.2.1 引言
• 3.2.2 实验设计与方法
• 3.2.3 成份确定
• 3.2.4 样品制备
• 3.2.5 实验结果和讨论
• 3.2.6 小结
• 总结
• 参考文献
• 硕士期间发表论文
• 致谢