Co基合金薄膜的制备及其磁性调控的研究
发布时间：2021-06-07 05:24
选用具有高自旋极化率材料作为垂直磁性隧道结（P-MTJ）时可以获得高的隧穿磁电阻（TMR）,高磁晶各向异性材料用作磁记录媒介时可以提高存储单元的热稳定性从而避免因记录单元尺寸减小而引起的超顺磁效应。本论文以典型Heeusler型自旋零带隙半导体（SGS）材料CoFeMnSi和具有高磁晶各向异性Co基（Co-Zr、Co-Hf系）无稀土硬磁材料为研究对象,使用磁控溅射法在Si衬底上制备了结构为Ta/Pd铁磁层/MgO/Pd多层膜,通过改变铁磁层厚度、MgO厚度、退火温度以及界面结构详细探讨了三种体系的垂直磁各向异性（PMA）。研究了氢气对具有PMA效应的CoFeMnSi薄膜磁膜磁性的影响,同时通过C、N掺杂调控了Co-Zr、Co-Hf薄膜的硬磁性能.具体内容如下:首先通过调控镀膜工艺，探究了 CoFeMnSi层厚度、MgO层厚度、退火温度以及Pd/CoFeMnSi 和 CoFeMnSi/MgO 界面对 CoFeMnSi薄 PMA的影响。结果表明:Ta/Pd/CoFeMnSi（2.3 nm）/MgO（1.3 nm）/Pd结构经300℃退火后体系肯有最强的PMA效应，其回线矩形度为0.95,K...
【文章来源】：西安理工大学陕西省
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
硬盘存储密度的发展历程
图 1-2 磁记录工作原理(a)水平磁记录，(b)垂直磁记录[11].1-2. Schematic diagrams illustrating the working principle of two different magnetic recording m(a) Longitudinal and (b) Perpendicular recording在垂直磁记录中，当数据存储密度不断增加，记录介质体积逐渐减小时，随着磁性尺寸的不断减小仍会面临因热扰动引起的超顺磁效应的制约。由奈尔(Néel)定律[12]可稳定性因子 = (其中 V 为磁体晶粒尺寸， 为材料的磁晶各向异性常数， 代表玻尔兹曼常数，温度。当记录单元尺寸降低到一定程度时，磁畴将受到环境热能 的扰动使记录信稳定，这使得存储密度难以进一步提升。但选用具有高磁晶各向异性的磁性材料可以小尺寸颗粒的热稳定性，从而降低因存储单元体积减小而引起的超顺磁效应[13-14]。因于高磁晶各向异性材料的研究受到了学者们的广泛关注。垂直磁各向异性材料在硬盘领域提高数据存储密度时，其在下一代非易失性缓存和的理想器件——磁性随机存储器(MRAM)中也起到至关重要的作用。磁性随机存储器于磁电阻效应进行信息记录的，磁电阻效应的核心结构为磁隧道结(MTJs)[15]，MT
= 粒尺寸， 为材料的磁晶各向异性常数， 代尺寸降低到一定程度时，磁畴将受到环境热能密度难以进一步提升。但选用具有高磁晶各向异定性，从而降低因存储单元体积减小而引起的超材料的研究受到了学者们的广泛关注。材料在硬盘领域提高数据存储密度时，其在下一性随机存储器(MRAM)中也起到至关重要的作信息记录的，磁电阻效应的核心结构为磁隧道MR)的基本单元，目前 MRAM 器件的开发均是着两个矫顽力大小不同的磁性层，其中参考层为顽力较小的磁性层为自由层。当外磁场的变化范着自由层的磁化方向的变化而变化。如图 1-3 所表现为低电阻态；当两个铁磁性电极的磁化方
【参考文献】：
期刊论文
[1]新型磁性隧道结材料及其隧穿磁电阻效应[J]. 韩秀峰,刘厚方,张佳,师大伟,刘东屏,丰家峰,魏红祥,王守国,詹文山. 中国材料进展. 2013(06)
博士论文
[1]高密度磁记录介质用Fe（Co）Pt纳米结构的制备与研究[D]. 邓晨华.山西师范大学 2016
[2]能量辅助磁记录中材料和器件的微磁学模拟研究[D]. 张梦伟.清华大学 2015
[3]Co基合金垂直磁各向异性薄膜的研究[D]. 尹少骞.北京科技大学 2015
[4]CoFeB基垂直磁化膜的反常霍尔效应研究[D]. 吴少兵.华中科技大学 2013
硕士论文
[1]Pd/Heulser合金(Co2FeAl0.5Si0.5,Co2MnSi)/MgO薄膜垂直磁各向异性的研究[D]. 付花睿.西安理工大学 2016
[2]FePt和FePt-Si-N磁记录薄膜的制备、结构与性能[D]. 刘静.华南理工大学 2013
[3]基于L10FePt的垂直磁记录薄膜的制备及性能研究[D]. 张立.上海师范大学 2013
[4]基于TMR效应的磁随机存储器存储单元制备工艺研究[D]. 邱伟.华中科技大学 2012
[5]基于过渡金属材料储氢的机理研究[D]. 肖红.湘潭大学 2010
本文编号：3215957
【文章来源】：西安理工大学陕西省
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
硬盘存储密度的发展历程
图 1-2 磁记录工作原理(a)水平磁记录，(b)垂直磁记录[11].1-2. Schematic diagrams illustrating the working principle of two different magnetic recording m(a) Longitudinal and (b) Perpendicular recording在垂直磁记录中，当数据存储密度不断增加，记录介质体积逐渐减小时，随着磁性尺寸的不断减小仍会面临因热扰动引起的超顺磁效应的制约。由奈尔(Néel)定律[12]可稳定性因子 = (其中 V 为磁体晶粒尺寸， 为材料的磁晶各向异性常数， 代表玻尔兹曼常数，温度。当记录单元尺寸降低到一定程度时，磁畴将受到环境热能 的扰动使记录信稳定，这使得存储密度难以进一步提升。但选用具有高磁晶各向异性的磁性材料可以小尺寸颗粒的热稳定性，从而降低因存储单元体积减小而引起的超顺磁效应[13-14]。因于高磁晶各向异性材料的研究受到了学者们的广泛关注。垂直磁各向异性材料在硬盘领域提高数据存储密度时，其在下一代非易失性缓存和的理想器件——磁性随机存储器(MRAM)中也起到至关重要的作用。磁性随机存储器于磁电阻效应进行信息记录的，磁电阻效应的核心结构为磁隧道结(MTJs)[15]，MT
= 粒尺寸， 为材料的磁晶各向异性常数， 代尺寸降低到一定程度时，磁畴将受到环境热能密度难以进一步提升。但选用具有高磁晶各向异定性，从而降低因存储单元体积减小而引起的超材料的研究受到了学者们的广泛关注。材料在硬盘领域提高数据存储密度时，其在下一性随机存储器(MRAM)中也起到至关重要的作信息记录的，磁电阻效应的核心结构为磁隧道MR)的基本单元，目前 MRAM 器件的开发均是着两个矫顽力大小不同的磁性层，其中参考层为顽力较小的磁性层为自由层。当外磁场的变化范着自由层的磁化方向的变化而变化。如图 1-3 所表现为低电阻态；当两个铁磁性电极的磁化方
【参考文献】：
期刊论文
[1]新型磁性隧道结材料及其隧穿磁电阻效应[J]. 韩秀峰,刘厚方,张佳,师大伟,刘东屏,丰家峰,魏红祥,王守国,詹文山. 中国材料进展. 2013(06)
博士论文
[1]高密度磁记录介质用Fe（Co）Pt纳米结构的制备与研究[D]. 邓晨华.山西师范大学 2016
[2]能量辅助磁记录中材料和器件的微磁学模拟研究[D]. 张梦伟.清华大学 2015
[3]Co基合金垂直磁各向异性薄膜的研究[D]. 尹少骞.北京科技大学 2015
[4]CoFeB基垂直磁化膜的反常霍尔效应研究[D]. 吴少兵.华中科技大学 2013
硕士论文
[1]Pd/Heulser合金(Co2FeAl0.5Si0.5,Co2MnSi)/MgO薄膜垂直磁各向异性的研究[D]. 付花睿.西安理工大学 2016
[2]FePt和FePt-Si-N磁记录薄膜的制备、结构与性能[D]. 刘静.华南理工大学 2013
[3]基于L10FePt的垂直磁记录薄膜的制备及性能研究[D]. 张立.上海师范大学 2013
[4]基于TMR效应的磁随机存储器存储单元制备工艺研究[D]. 邱伟.华中科技大学 2012
[5]基于过渡金属材料储氢的机理研究[D]. 肖红.湘潭大学 2010
本文编号：3215957
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