自旋电子器件用磁性超薄膜的制备和研究

发布时间：2021-07-14 14:20

　　具有垂直各向异性的磁性薄膜在磁性随机存储器（MRAM）、赛道存储、自旋逻辑等器件中具有重要的应用价值,从而引起了广泛的关注。在目前常见的自旋电子器件中,Co Fe B薄膜和Co/Ni多层膜由于具有较大的垂直各向异性（PMA）、低的阻尼常数等,成为自旋电子器件所需的理想磁性薄膜材料。目前最新技术要求自旋电子器件中的薄膜厚度大约在纳米量级,这就对磁性薄膜的制备提出了更高的要求,这涉及到材料学中的一些基本问题,因此从材料学的角度研究磁性超薄膜的制备过程,讨论制备条件对其微结构和磁性的影响就显得尤为重要。本文围绕如何获得具有良好垂直各向异性的Co Fe B薄膜和Co/Ni多层膜,研究了Co Fe B薄膜中磁性层的厚度、衬底层的种类及生长方式和薄膜沉积顺序对Co Fe B薄膜垂直各向异性的影响;对Co/Ni多层膜研究了衬底层对多层膜垂直各向异性的影响,以及多层膜的磁性层厚度和周期数对Co/Ni多层膜磁性和磁畴结构的影响,并对磁性层厚度和周期数变化影响多层膜磁畴结构的物理机制进行了讨论。最终得到以下结论:1.在Ta/Co Fe B/Mg O结构中,当磁性层Co Fe B厚度介于1.0 nm

【文章来源】：兰州大学甘肃省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

GMR效应示意图

学硕士学位论文 自旋电子器件用磁性超薄膜的制备重要作用。再者通常使用 AMR（各向异性磁阻效应）制备的磁传感场的大小、方向和变化，而 GMR 传感器的磁电阻率变化大，能够对进行检查[8]，并且体积小，能耗少，可以在恶劣环境下正常工作。隧穿磁阻效应是指在铁磁层（FM）/绝缘层（I）/铁磁层（FM）或铁磁层层（I）/铁磁层（FM）/反铁磁层（AFM）的磁性隧道结（MTJ 如图中由于绝缘层比较薄（1nm）,铁磁层的电子会在外加电压下穿透绝缘此时铁磁层的磁化状态处于平行状态，电子可以轻易的穿过隧道结，为低电阻。相反的，当磁化状态为反平行时，电子很难穿过隧道结为高电阻，同时自由铁磁层的磁化状态可以通过磁场或者自旋转移矩（控。可以看出隧穿磁阻效应是与薄膜的磁有序状态或说磁矩排列相关

MRAM结构

【参考文献】：
期刊论文
[1]多晶薄膜表面粗化与生长方式转变[J]. 杨吉军,徐可为.  物理学报. 2007(02)

硕士论文
[1]Ta\CoFeB\MgO多层膜中垂直各向异性的研究[D]. 郝良.兰州大学 2015



本文编号：3284311