Co/IrMn交换偏置体系的磁各向异性及磁畴结构研究
发布时间：2022-09-17 12:14
随着信息产业的高速发展,大量的信息需要被保存管理,这对信息存储技术提出了更高的要求。新一代磁存储器件凭借其存储密度高、存取速度快、功耗低并且微小型化等优势在众多存储器中脱颖而出。研究者发现铁磁（FM）/反铁磁（AFM）薄膜的交换偏置效应在新一代磁存储器件中发挥着重要作用,但涉及FM/AFM界面相互作用的诸多问题仍缺乏深入研究,如交换偏置体系中存在单轴各向异性与单向各向异性非共线的问题、不对称磁化翻转现象等,这些问题的存在会降低存储器的存取速度、存储的稳定性等。因此,研究这些问题对于理解交换偏置效应的机理以及构建高效稳定的磁存储器件具有重要意义。此外,伴随着以磁性材料为研究基础的自旋电子学的快速发展,调控磁性超薄膜中的磁畴对于畴壁动力学的基础研究以及在未来低功耗器件中的应用来说也极为重要。基于以上问题,本论文围绕Co/IrMn交换偏置体系展开研究,利用振动样品磁强计、电子自旋共振仪、磁光克尔显微镜等测试方法,对薄膜的非共线各向异性、交换偏置场及磁畴结构进行了系统研究,并获得以下结果:（1）在Co/IrMn面内交换偏置薄膜体系中,通过改变Co层厚度,实现了对薄膜的单轴各向异性和单向各向异性...
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
中文摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 磁存储技术的发展历史
1.2 交换偏置效应及应用
1.2.1 交换偏置效应
1.2.2 存在交换偏置效应的材料体系
1.2.3 交换偏置效应的应用
1.3 交换偏置效应的研究进展
1.4 本文的研究目的与研究内容
第二章 样品的制备及性能表征
2.1 样品的制备
2.1.1 磁控溅射系统
2.1.2 高温磁场热处理系统
2.2 样品的性能表征
2.2.1 X射线衍射仪(XRD)
2.2.2 振动样品磁强计(VSM)
2.2.3 电子自旋共振仪(ESR)
2.2.4 原子力显微镜(AFM)
2.2.5 磁光克尔显微镜(MOKM)
第三章 Co/IrMn双层膜的非共线磁各向异性研究
3.1 样品的制备
3.2 薄膜的结构与形貌表征
3.3 薄膜的静态磁性研究
3.4 Co层厚度对非共线各向异性角度的影响
3.5 不对称磁化翻转过程研究
3.6 本章小结
第四章 Pt/Co/IrMn体系的交换偏置场及磁畴结构研究
4.1 IrMn层厚度对薄膜的交换偏置场和畴结构的影响
4.1.1 样品制备
4.1.2 薄膜的静态磁性研究
4.1.3 薄膜的磁畴结构研究
4.1.4 脉冲磁场驱动薄膜的畴壁运动
4.2 磁场热处理温度对薄膜的静态磁性和畴结构的影响
4.2.1 退火温度对交换偏置场的影响
4.2.2 退火温度对磁畴结构的影响
4.3 Co层厚度对薄膜的静态磁性和畴结构的影响
4.3.1 薄膜的静态磁性研究
4.3.2 薄膜的磁畴结构
4.4 (Pt/Co)n/IrMn多层膜的交换偏置场及畴结构研究
4.4.1 周期数对薄膜的交换偏置场的影响
4.4.2 周期数对薄膜磁畴结构的影响
4.4.3 温度对薄膜磁性的影响
4.5 本章总结
第五章 总结与展望
5.1 总结
5.2 展望
参考文献
在学期间研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]原子力显微镜原理及磁畴测量[J]. 李崇香,池济宏,冯浩,牛振风,茹明博,陈春梅,楚春双,姜风伟. 河北北方学院学报(自然科学版). 2015(04)
[2]热处理对微型磁致伸缩材料传感器磁性能的影响[J]. 胡佳佳,叶雪梅,胡静. 常州大学学报(自然科学版). 2015(02)
[3]热处理工艺对Fe-79%Ni软磁合金磁性能的影响[J]. 刘天佐,曹静,夏天东,赵文军. 磁性材料及器件. 2006(01)
[4]原子力显微镜的基本原理及其方法学研究[J]. 朱杰,孙润广. 生命科学仪器. 2005(01)
[5]真空与磁场热处理改善FeCo合金的软磁性能[J]. 毕晓昉,张善庆,朱芳镇,徐惠彬. 北京航空航天大学学报. 2004(10)
[6]巨磁电阻效应[J]. 聂向富,马丽梅,郭革新,孙会元,唐贵德. 河北科技大学学报. 2003(02)
[7]原子力显微镜及其应用[J]. 刘小虹,颜肖慈,罗明道,李伟. 自然杂志. 2002(01)
博士论文
[1]射频反应磁控溅射制备高频用Fe-N薄膜结构与磁性的研究[D]. 李晓宇.兰州大学 2014
硕士论文
[1]界面效应对Fe基软磁薄膜高频性能及垂直各向异性的调控[D]. 谢宏康.兰州大学 2019
[2]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：3679205
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
中文摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 磁存储技术的发展历史
1.2 交换偏置效应及应用
1.2.1 交换偏置效应
1.2.2 存在交换偏置效应的材料体系
1.2.3 交换偏置效应的应用
1.3 交换偏置效应的研究进展
1.4 本文的研究目的与研究内容
第二章 样品的制备及性能表征
2.1 样品的制备
2.1.1 磁控溅射系统
2.1.2 高温磁场热处理系统
2.2 样品的性能表征
2.2.1 X射线衍射仪(XRD)
2.2.2 振动样品磁强计(VSM)
2.2.3 电子自旋共振仪(ESR)
2.2.4 原子力显微镜(AFM)
2.2.5 磁光克尔显微镜(MOKM)
第三章 Co/IrMn双层膜的非共线磁各向异性研究
3.1 样品的制备
3.2 薄膜的结构与形貌表征
3.3 薄膜的静态磁性研究
3.4 Co层厚度对非共线各向异性角度的影响
3.5 不对称磁化翻转过程研究
3.6 本章小结
第四章 Pt/Co/IrMn体系的交换偏置场及磁畴结构研究
4.1 IrMn层厚度对薄膜的交换偏置场和畴结构的影响
4.1.1 样品制备
4.1.2 薄膜的静态磁性研究
4.1.3 薄膜的磁畴结构研究
4.1.4 脉冲磁场驱动薄膜的畴壁运动
4.2 磁场热处理温度对薄膜的静态磁性和畴结构的影响
4.2.1 退火温度对交换偏置场的影响
4.2.2 退火温度对磁畴结构的影响
4.3 Co层厚度对薄膜的静态磁性和畴结构的影响
4.3.1 薄膜的静态磁性研究
4.3.2 薄膜的磁畴结构
4.4 (Pt/Co)n/IrMn多层膜的交换偏置场及畴结构研究
4.4.1 周期数对薄膜的交换偏置场的影响
4.4.2 周期数对薄膜磁畴结构的影响
4.4.3 温度对薄膜磁性的影响
4.5 本章总结
第五章 总结与展望
5.1 总结
5.2 展望
参考文献
在学期间研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]原子力显微镜原理及磁畴测量[J]. 李崇香,池济宏,冯浩,牛振风,茹明博,陈春梅,楚春双,姜风伟. 河北北方学院学报(自然科学版). 2015(04)
[2]热处理对微型磁致伸缩材料传感器磁性能的影响[J]. 胡佳佳,叶雪梅,胡静. 常州大学学报(自然科学版). 2015(02)
[3]热处理工艺对Fe-79%Ni软磁合金磁性能的影响[J]. 刘天佐,曹静,夏天东,赵文军. 磁性材料及器件. 2006(01)
[4]原子力显微镜的基本原理及其方法学研究[J]. 朱杰,孙润广. 生命科学仪器. 2005(01)
[5]真空与磁场热处理改善FeCo合金的软磁性能[J]. 毕晓昉,张善庆,朱芳镇,徐惠彬. 北京航空航天大学学报. 2004(10)
[6]巨磁电阻效应[J]. 聂向富,马丽梅,郭革新,孙会元,唐贵德. 河北科技大学学报. 2003(02)
[7]原子力显微镜及其应用[J]. 刘小虹,颜肖慈,罗明道,李伟. 自然杂志. 2002(01)
博士论文
[1]射频反应磁控溅射制备高频用Fe-N薄膜结构与磁性的研究[D]. 李晓宇.兰州大学 2014
硕士论文
[1]界面效应对Fe基软磁薄膜高频性能及垂直各向异性的调控[D]. 谢宏康.兰州大学 2019
[2]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：3679205
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