欧阳可青
,
任天令
,
刘华瑞
,
曲炳郡
,
刘理天
,
李伟
功能材料与器件学报
doi:10.3969/j.issn.1007-4252.2005.02.004
采用高真空直流磁控溅射的方法,在玻璃衬底上制备了结构为Ta/buffer layer/IrMn/CoFe/Cu/CoFe/NiFe/Ta的IrMn底钉扎自旋阀.研究了NiFe和Cu作为缓冲层对自旋阀磁性能的影响,并对缓冲层厚度进行了参数优化,当缓冲层厚度为2nm时自旋阀各项性能达到最佳.研究了退火制度对底钉扎自旋阀性能的影响,得到了3000Oe强磁场下200℃保温1h为最佳处理条件.通过结构的改善和工艺的优化,得到的底钉扎自旋阀的磁电阻率8.51%,矫顽场为0.5Oe,交换偏置场超过800Oe.最后对自旋阀的底钉扎和顶钉扎结构进行了比较.
关键词:
自旋阀
,
底钉扎
,
巨磁电阻
,
退火效应
祁先进
,
王寅岗
,
周广宏
,
李子全
功能材料
通过高真空直流磁控溅射的方法制备了结构为//Ta(5nm)/Co75 Fe25(5nm)/Cu(2.5nm)/Co75Fe25(5nm)/Ir20 Mn80(12nm)/Ta(8nm)的顶钉扎自旋阀结构多层膜,研究了磁场循环次数、反向饱和场等待时间和磁场变化率对自旋阀结构多层膜磁化反转过程的影响.结果表明,磁场循环次数和反向饱和场等待时间对自由层的磁化反转过程没有影响,而在被钉扎层中出现了练习效应和时间效应;磁场变化率对被钉扎层和自由层的前、后支反转场的影响变化趋势相似,但反铁磁层对被钉扎层的反转有一定的影响.
关键词:
自旋阀
,
交换偏置场
,
磁化反转
,
热激活
,
稳定性
祁先进
,
王寅岗
,
周广宏
,
李子全
材料工程
doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2010.07.015
采用高真空直流磁控溅射的方法制备了结构为//Ta(5nm)/Co75Fe25(5nm)/Cu(2.5nm)/Co75Fe25(5nm)/ Ir20Mn80(12nm)/Ta(8nm)的顶钉扎自旋阀多层膜,通过X射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM) 和振动样品磁强计(VSM)研究了退火对自旋阀的结构及磁性能的影响.结果表明:退火使得IrMn(111)织构减弱,表面/界面粗糙度在低温退火后增大,而较高温度退火后减小;退火后交换偏置场和被钉扎层矫顽力减小,而自由层矫顽力增加;退火后自旋阀多层膜交换偏置场随样品在反向饱和场下停留时间的增加而不发生变化.
关键词:
退火
,
织构
,
界面粗糙度
,
自旋阀
,
交换偏置场
白茹
,
钱正洪
,
李健平
,
孙宇澄
,
朱华辰
,
李领伟
,
李源
,
霍德璇
,
彭英姿
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2013.12666
反铁磁钉扎层和铁磁被钉扎层之间的交换耦合作用是高性能自旋阀材料研究中的一个关键因素.本工作研究了CrPtMn顶钉扎自旋阀材料中的交换耦合场(Hex)与薄膜沉积条件以及退火处理之间的关系.研究表明:沉积后的自旋阀材料中的Hex大小与CrPtMn钉扎层的溅射工作气压关系不大,Hex约为7.96×103 A/m.然而,经过240℃退火2h处理后,Hex呈现出与CrPtMn沉积时的溅射工作气压相关的特性,随着溅射工作气压的增加而增大.材料退火后的交换耦合场Hex的温度特性良好,室温下约为2.39×104 A/m.Hex随着测试温度的升高而逐渐减小,交换耦合场消失时的失效温度(blocking temperature)为315℃.
关键词:
交换耦合作用
,
自旋阀
,
沉积气压
,
测试温度
曲炳郡
,
任天令
,
刘华瑞
,
刘理天
,
李志坚
,
库万军
功能材料与器件学报
doi:10.3969/j.issn.1007-4252.2004.03.014
对巨磁电阻自旋阀磁场传感器制作中的关键技术之一:自旋阀薄膜的反应离子刻蚀(RIE)工艺,进行了试验研究.自旋阀结构为:Ta(3.5nm)/Cu(0.7nm)/NiFe(4.5nm)/CoFe(1nm)/Cu(3nm)/CoFe(2nm)/Ru(0.7nm)/CoFe(2nm)/MnIr(8nm)/Ta(4nm),刻蚀气体为氢氯碳氟化合物(HCFC:Hydro-chloro-fluoro-carbon),气体流量为10.5sccm,RF功率为180W,时间为27min.结果表明:RIE技术可以加工出理想的巨磁电阻自旋阀薄膜图形,且加工过程对自旋阀的磁性能影响不大,这些结果对于巨磁电阻自旋阀型集成磁传感器的批量制作具有积极意义.
关键词:
巨磁电阻
,
RIE
,
自旋阀
刘华瑞
,
任天令
,
曲炳郡
,
刘理天
,
库万军
,
李伟
,
杨芝茵
功能材料与器件学报
doi:10.3969/j.issn.1007-4252.2003.04.009
通过高真空直流磁控溅射的方法,在玻璃和硅上淀积了结构为Ta/NiFe/CoFe/Cu/CoFe/IrMn/Ta的IrMn顶钉扎自旋阀薄膜.通过结构的改善和工艺条件的优化,自旋阀的磁电阻率达到9.12%,矫顽力为1.04×(103/4π)A/m.研究了Ta缓冲层厚度(小于6nm)对晶格结构和自旋阀性能的影响.结果表明,Ta为3nm时自旋阀磁电阻率最大,而矫顽力随着Ta厚度增大而减小.利用CoFe/Cu/CoFe SAF结构替换掉与IrMn相邻的CoFe被钉扎层,使交换偏置场从原来没有SAF的180×(103/4π)A/m上升到600×(103/4π)A/m左右,且交换偏置场随着SAF结构中两层CoFe的厚度差减小而增大.研究了RIE对自旋阀性能的影响,发现2min的RIE能使矫顽力减小33%,而磁电阻率几乎不受影响.
关键词:
自旋阀
,
巨磁电阻
,
矫顽力
刘华瑞
,
任天令
,
曲炳郡
,
刘理天
,
库万军
,
李伟
金属功能材料
doi:10.3969/j.issn.1005-8192.2003.06.005
通过直流磁控溅射法在硅/二氧化硅基底上沉积了Ta膜,Ta/NiFe双层膜和IrMn顶钉扎自旋阀薄膜,研究了Ta、Ta/NiFe膜的晶格结构和表面情况,及自旋阀的磁性能,结果表明,自旋阀的磁电阻率、矫顽力和交换场等性能与Ta缓冲层厚度有密切的关系,在Ta缓冲层为3nm时自旋阀的磁电阻率(9.24%)和交换场(255×(103/4π)A/m)达到最大值,而矫顽力(2.43×(103/4π)A/m)比较小.
关键词:
巨磁电阻
,
自旋阀
,
Ta缓冲层
李健平
,
钱正洪
,
孙宇澄
,
白茹
,
刘建林
,
朱建国
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2014.13327
用磁控溅射法制备了被钉扎层为反铁磁(SAF)结构(CoFe/Ru/CoFe)的IrMn基顶钉扎自旋阀材料,分别采用HRTEM、AFM、XPS对材料的结构和成分进行表征.首先,制备的自旋阀材料分别在200℃、245℃、255℃、265℃的真空条件(＜10-5Pa)下退火4h,发现经265℃退火,自旋阀材料会发生明显的层间扩散,从而引起磁电阻率的降低.在选择合适退火温度(245℃)的基础上,研究了退火磁场对自旋阀材料磁电阻率的影响.在245℃的真空环境下,沿着材料的钉扎方向分别施加大小为80、160、240、400、560 kA/m的磁场退火4h.实验发现经过80和160 kA/m的磁场退火后,材料的磁电阻率由退火前的8.80％分别下降到5.87％和6.31％;经240 kA/m的磁场退火后材料的磁电阻率变为7.91％;经400 kA/m的磁场退火后磁电阻率增大到9.89％;经560 kA/m的磁场退火后磁电阻率进一步增大到10.79％,比退火前增加了22.6％.
关键词:
SAF
,
自旋阀
,
磁场退火
