不同底层对Co/Pt多层膜反常霍尔效应影响的研究

稀有金属, 2016, 40(1): 32-37. doi: 10.13373/j.cnki.cjrm.2016.01.006

不同底层对Co/Pt多层膜反常霍尔效应影响的研究

俱海浪 ^1, , 李宝河 ^2, , 陈晓白 ^3, , 刘帅 ^4, , 于广华 ^5,

1.北京科技大学材料物理与化学系,北京100083;北京工商大学理学院,北京100048

2.北京工商大学理学院,北京,100048

3.北京工商大学理学院,北京,100048

4.北京科技大学材料物理与化学系,北京,100083

5.北京科技大学材料物理与化学系,北京,100083

基金项目: 北京市教委教学名师项目(PXM2013_014213_000013)资助国家自然科学基金项目(11174020)

关键词： Co/Pt多层膜 , 反常霍尔效应 , 磁输运 , 自旋电子学

Extraordinary Hall Effect in Co/Pt Multilayers with Different Underlayer

Keywords： Co/Pt multilayers , anomalous Hall effect , magneto-transport , spintronic

采用直流磁控溅射法在玻璃基片上制备了Au,Cu,Pt和Ta底层的Co/Pt多层膜样品,对周期层中Co和Pt进行了调制,获得了各底层的最佳多层膜结构,研究了各底层对Co/Pt多层膜的反常霍尔效应的影响.经研究发现,当底层厚度均为3 nm、周期层中Pt厚度为1.5 nm,多层膜中Co层的厚度均为0.4 nm时,样品霍尔回线的矩形度最好,对应样品具有更好的垂直磁各向异性(PMA).在相同厚度条件下,Au和Cu作为Co/Pt多层膜的底层在保持样品的垂直磁各向异性方面的作用远不如Pt和Ta底层,而且样品的霍尔电阻比Pt和Ta做底层时要小很多.在研究的4种不同金属底层多层膜中,Pt底层可以使多层膜周期层以更薄的Pt厚度获得垂直磁各向异性,从而使得Co/Pt多层膜的磁矩垂直于膜面,但由于Pt层对样品的分流作用过大,导致样品的霍尔电阻有所降低;而Ta作为底层的Co/Pt多层膜既可以周期层以较薄的Pt保持样品的垂直磁各向异性,又可使得样品具有大得多的霍尔电阻,可研究其与互补金属氧化物半导体(CMOS)的集成.

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