重金属/Co 2 MnSi/氧化物多层膜垂直磁各向异性研究

发布时间：2025-02-15 10:03

　　近年来,电流诱导磁化翻转的磁随机存储器器件迅速占据了磁随机存储器研究的主导地位,研究重点之一就是如何有效降低诱导磁化翻转的临界极化电流。相关实验表明,采用高自旋极化的材料和具有垂直磁各向异性的磁结构均有利于降低诱导磁化翻转的临界极化电流。Co基Heusler合金因为具有大的自旋极化、阻尼小、居里温度高等特点,成为实现垂直磁各向异性的理想铁磁层代表,因此,本论文以具有典型的高自旋极化率的Co基Heusler合金Co₂MnSi（CMS）为铁磁层,采用JGP-560型磁控溅射系统,在玻璃基片上制备了重金属（Ta,Hf,Pd）/Co₂MnSi/氧化物（MgAl₂O₄,Al₂O₃）系列薄膜,系统探究了该系列薄膜的垂直磁各向异性（PMA）,具体实验内容如下:（1）实验研究了不同重金属层对CMS/MgAl₂O₄（MAO）结构PMA的影响。实验结果表明:以Ta,Hf充当重金属层,Ta/CMS（5 nm）/MAO（1 nm）,Hf/...

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【学位级别】：硕士

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中文摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 磁随机存储器(MRAM)的发展及现状
    1.2 Heusler合金材料
        1.2.1 半金属材料简介
        1.2.2 Co-Heusler合金材料
    1.3 垂直磁各向异性
        1.3.1 垂直磁各向异性概述
        1.3.2 常用的垂直磁各向异性材料
        1.3.3 界面诱导垂直磁各向异性的国内外研究进展
        1.3.4 有效磁各向异性能及其测定
    1.4 研究目的和主要研究内容
        1.4.1 研究目的
        1.4.2 主要研究内容
第二章 薄膜的制备及分析和表征方法
    2.1 薄膜材料的制备
        2.1.1 溅射镀膜
        2.1.2 磁控溅射镀膜
    2.2 磁控溅射系统简介
    2.3 薄膜制备过程
        2.3.1 衬底的清洗
        2.3.2 靶材的放置
        2.3.3 测定溅射速率
        2.3.4 镀膜过程
    2.4 薄膜检测方法
        2.4.1 X射线衍射(XRD)测试
        2.4.2 原子力显微镜(AFM)测试
        2.4.3 交变梯度磁强计(AGM)测试
第三章 不同重金属层对Co₂MnSi/MgAl₂O₄ 多层膜垂直磁各向异性的研究
    3.1 引言
    3.2 实验方法
    3.3 实验结果与讨论
        3.3.1 重金属层表面形貌测量的分析
        3.3.2 不同重金属层的CMS/MAO多层膜垂直磁各向异性的研究
        3.3.3 重金属Pd厚度对CMS/MAO多层膜垂直磁各向异性的影响
        3.3.4 HM/CMS界面诱导HM/CMS/MAO多层膜垂直磁各向异性的分析
    3.4 结论
第四章 Pd/Co₂MnSi/MgAl₂O₄ 多层膜垂直磁各向异性研究
    4.1 引言
    4.2 实验方法
    4.3 Pd/CMS/MAO多层膜的垂直磁各向异性(PMA)
        4.3.1 氧流量对Pd/CMS/MAO薄膜PMA的影响
        4.3.2 基底温度对Pd/CMS/MAO薄膜PMA的影响
        4.3.3 MAO厚度对Pd/CMS/MAO薄膜PMA的影响
        4.3.4 CMS厚度对Pd/CMS/MAO薄膜PMA的影响
    4.4 Co-Heusler合金Co₂MnSi的结构表征
    4.5 界面作用诱导Pd/CMS/MAO多层膜垂直磁各向异性的分析
    4.6 结论
第五章 Pd/Co₂MnSi/Al₂O₃ 多层膜垂直磁各向异性的研究
    5.1 引言
    5.2 实验方法
    5.3 实验结果与讨论
    5.4 结论
第六章 全文总结与展望
    6.1 论文工作总结
    6.2 今后工作的建议
参考文献
攻读硕士期间发表的文章
致谢



本文编号：4034135