Cu层厚度和制备条件对Fe40Co60/Cu/Ni自旋阀在不同应力下巨磁电阻的影响

论文摘要

本实验采用离子束溅射的方法,在氧化硅衬底上制备了结构为Ta /Fe40Co60 /Cu/Ni/Ta多层膜.研究了Cu层厚度对多层膜巨磁电阻的影响。实验发现,当Cu层厚度为2.6nm,制备态薄膜GMR值达到1.6%。测量了不同应力下的磁电阻值,发现通过调节Cu层的厚度可以提高Fe40Co60/Cu/Ni自旋阀磁电阻对应力的灵敏度。在各层厚度不变的情况下,在制备自旋阀的过程中加平行于膜面的外磁场,所制备的自旋阀GMR值达到2.4%。测量了不同应力下的磁电阻值,发现并解释了加外磁场制备的自旋阀磁电阻随应力变化的灵敏度有所升高的现象。在制备Fe40Co60层和Ni层过程中先后加相互垂直的外磁场可以使制备态薄膜的GMR值增加到2.3%。测量了不同应力下的磁电阻值,发现加相互垂直的外磁场制备的自旋阀磁电阻随应力变化的灵敏度比无外磁场情况下制备的自旋阀磁电阻随应力变化的灵敏度要高。用磁致伸缩系数较大的TbDyFe材料代替FeCo层制备的自旋阀,通过测量应力和磁电阻的关系发现所制备的自旋阀在不同的应力下磁电阻变化不太明显。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 引言
• 1.1 磁电阻效应
• 1.2 巨磁电阻效应
• 1.2.1 GMR效应的发现
• 1.2.2 多层膜的巨磁电阻效应
• 1.2.3 自旋阀结构的巨磁电阻
• 1.3 磁致伸缩和压磁效应
• 1.3.1 磁致伸缩
• 1.3.2 压磁效应
• 参考文献
• 第二章 实验内容与实验方法
• 2.1 样品制备
• 2.1.1 溅射镀膜原理
• 2.1.2 薄膜样品的沉积过程
• 2.1.3 薄膜制备工艺
• 2.2 基片的洗涤方法
• 2.2.1 玻璃基片的清洗
• 2.2.2 硅基片的清洗
• 2.3 薄膜形貌表征和成分的测量
• 2.3.1 扫描电子显微镜分析
• 2.3.2 X射线衍射分析
• 2.4 薄膜磁性的测量
• 2.4.1 薄膜样品磁滞回线的测量
• 2.4.2 磁电阻效应的四探针法测量
• 2.4.3 不同应力下样品的磁电阻测量
• 2.5 本实验采用的实验设备
• 参考文献
• 第三章 实验结果及分析
• 3.1 Cu隔离层的优化
• 40Co₆₀/Cu/Ni自旋阀磁电阻的影响'>3.1.1 在应力为0 时Cu隔离层的厚度对Fe₄₀Co₆₀/Cu/Ni自旋阀磁电阻的影响
• 40Co₆₀/Cu/Ni自旋阀磁电阻的影响'>3.1.2 不同应力下Cu隔离层的厚度对Fe₄₀Co₆₀/Cu/Ni自旋阀磁电阻的影响
• 3.2 不同制备条件对FeCo/Cu/Ni自旋阀磁电阻的影响
• 3.2.1 在制备FeCo/Cu/Ni自旋阀的过程中加平行与膜面的外磁场
• 40Co₆₀层分别加相互垂直的外磁场对自旋阀磁电阻的影响'>3.2.2 在制备自旋阀的过程中先后在Ni层和Fe₄₀Co₆₀层分别加相互垂直的外磁场对自旋阀磁电阻的影响
• 3.3 采用磁致伸缩系数为正的巨磁伸缩材料TbDyFe代替FeCo层制作自旋阀的研究
• 3.3.1 TbDyFe薄膜性能研究
• 3.3.2 采用磁致伸缩系数为正的巨磁伸缩材料TbDyFe代替FeCo层制作的自旋阀磁电阻和应力的关系
• 结论
• 参考文献
• 硕士期间发表文章
• 致谢