电子束蒸发法制备Co／Cu多层膜中巨磁电阻效应的研究

研究了超高真空电子束蒸发法制备的Ｃｏ／Ｃｕ多层膜中过渡层Ｃｒ、磁性金属Ｃｏ怪和非磁性金属Ｃｕ层厚度等对巨磁电阻效应的影响。     

CoFe/Cu多层膜巨磁阻效应的研究

采用直流磁控溅射制备了多层膜Ta/缓冲层/[Co95Fe5/Cu]×12/Co95Fe5/Ta。实验发现,多层膜的磁阻性能受到缓冲层材料、各子层厚度以及退火处理的影响。采用优化的多层膜结构:Ni65Fe15Co20缓冲层厚8 nm、CoFe层厚1.55 nm、Cu层厚2.4nm,沉积态薄膜GMR值达到7.6%;而在外加磁场79.6×103A/m下,250℃保温2 h退火处理后,多层膜的GMR值进一步提高到11.9%,磁滞从18.7×102A/m降低到796 A/m。     

Co/Cu纳米多层膜的制备及巨磁阻性能的研究

采用恒电位双电解槽法在硼酸镀液体系中,以单晶Si(111)为基底电沉积制备Co／Cu多层膜,确定了双槽法制备多层膜的工艺条件,为得到优良的多层膜巨磁阻材料,镀液体系中加入了自制的添加剂。并用扫描电镜(SEM)表征了多层膜的断面形貌,小角度X射线衍射(LXRD)谱图中出现了2个衍射峰,大角度X射线衍射(MXRD)谱图中强衍射峰的两侧出现了卫星峰,表明多层膜具有超晶格结构。用物性测量系统(PPMS)测试了Co／Cu多层膜的巨磁阻(GMR)性能,GMR值达到52．52％。     

熔甩Cu—Co合金薄带的结构,磁性及巨磁阻

研究了熔甩法制备的ＣｏｘＣｕ１－ｘ（０〈ｘ〈０．２０）颗粒合金的结构、磁性以及输运性质，通过Ｘ射线衍射（ＸＲＤ），差动热分析（ＤＣＳ）以及磁性测量，发现造成Ｃｏ－Ｃｕ合金磁性及输运性质变化的Ｃｏ相分离过程，当０〈ｘ〈０．１５时，在４５０℃退火火３０ｍｉｎ的ＣｏＣｕ合金中Ｃｏ颗粒的直径为３．５－４．５ｎｍ。并呈现最大的巨磁阻效应，磁性随析出Ｃｏ颗粒浓度及尺寸的变化与双通道模型的预示一致，粒子界面引起     

超硬多层薄膜的研究现状及展望

超硬多层薄膜的性能随调制周期的变化而发生变化,在某一范围出现超模、超硬等异常效应.由于其潜在的实际应用价值及理论意义,超硬多层薄膜成为近年来人们研究的热点.综述了近年来国内外学者对超硬多层薄膜的研究结果,介绍了其超硬多层薄膜类型、主要性能特点以及制备工艺,并对未来的发展趋势进行了展望.     

溅射Co／Cu多层膜的磁性与退火热处理

研究了溅射Ｃｏ／Ｃｕ多层 磁性及退火处理对薄膜磁性的影响。薄膜的易磁化方向平行于膜面，溅射态和退火态的多层膜在膜面内是各向同性的。     

TiN／NbN纳米多层薄膜的交变应力场和超硬效应

为了研究纳米多层薄膜的超硬效应，采用反应溅射法制备从1.4nm至27nm不同调制周期的一系列TiN/NbN纳米多层膜。高分辨电子显微镜参薄膜的调制结构和界面生长方式的观察发现，TiN/NbN膜具有很好的调制结构，并呈现以面心立方晶体结构穿过调制界面外延生长的多晶超晶格结构特征。显微硬度测量表明，TiN/NbN纳米多层膜存在随调制周期变化的超硬效应。薄膜在调制周期为8.3nm时达到HK39.0 Gpa的最高硬度。分析认为，两种不同晶格常数的晶体外延生长形成的交变应力场，对材料有强化作用，这是TiN/NbN纳米多层膜产生超硬效应的主要原因。     

FeSiB／Cu／FeSiB多层膜巨磁阻抗效应研究

用磁控溅射法在玻璃基片上制备了FeSiB/Cu/FeSiB多层膜,在100kHz-40MHz范围内研究了FeSiB/Cu/FeSiB多层膜中的巨磁阻抗效应特性。当磁场强度Ha施加在薄膜的长方向时,巨磁阻抗效应随磁场的增加而增加,在某一磁场下达到最大值,然后随磁场的增加而下降到负的巨磁阻抗效应。在频率为3.2MHz时,在磁场强度Ha=2400A/m时巨磁阻抗变化率达到最大值13．50％;在磁场强度Ha=9600A/m时,巨磁阻抗变化率为－9．20％。巨磁阻抗效应的最大值及负的巨磁阻抗效应与多层膜中磁各向异性轴的取向及发散有关。另外,当磁场施加在薄膜的短方向时,薄膜表现出负的巨磁阻抗效应,在频率为3．2MHz,磁场强度Ha=9600A/m时,巨磁阻抗变化率可达－12．50％。     

不同制备条件下的Co／Cu多层膜巨磁电阻及铁磁共振研究

用溅射方法制备了几批Ｃｏ／Ｃｕ多层膜和夹层膜样品,通过测试发现：Ｃｏ／Ｃｕ多层膜样品的巨磁电阻与制备条件有关。在较高本底真空和较低工作气压条件下制备的样品具有较大的巨磁电阻,其铁磁共振测试的结果和Ｈｅｉｎｒｉｃｈ的夹层膜的理论计算结果的相吻合。     

NiFe／Cu多层膜的热处理研究

针对用磁控溅射方法制备的ＮｉＦｅ／Ｃｕ多层膜进行了热处理研究，经退火后，ＮｉＦｅ／Ｃｕ多层膜的磁电阻有了显著的变化，在２５０℃的最佳退火下，最大磁电阻变化率为５．２％。     

Fe为过渡层的Co/Cu/Co三明治巨磁电阻效应的研究

用超高真空电子束蒸发方法成功制备了以不同厚度Fe为过渡层的Co/Cu/Co三明治巨磁电阻样品,与以Cr为过渡层的Co/Cu/Co三明治巨磁电阻样品比较,样品的矫顽力大大减小,因而样品的磁灵敏度有了较大地提高。当Fe过渡层的厚度为7nm时样品的磁电阻值最大。另外,温度更强烈地影响以Fe为过渡层样品的磁电阻值,在77K下样品的磁电阻曲线表现出明显的不对称性,它来源于低温下fcc Fe过渡层的反铁磁性转变。     

Co/Cu多层膜层间耦合作用的调节

利用在Fe（5nm）/[Co/Cu]30多层膜的隔离层（Cu）中掺入磁性元素Co，引入与相邻Co层之间反铁磁的RKKY作用相竞争的直接的铁磁耦合作用，降低了相邻Co层间的交换耦合作用。在Cu层中掺入不同原子数比例的磁性元素时，饱和磁场有所降低，从而提高了多层膜对外磁场变化的灵敏度。     

具有覆盖层的Co/Cu/Co三明治的巨磁电阻效应研究

研究了覆盖层为铁磁性的Fe和非铁磁性的Ti、Cu的Co/Cu/Co三明治在室温和低温下的巨磁电阻效应。实验结果表明,室温下有覆盖层时,Co/Cu/Co三明治的巨磁电阻效应值没有明显变化,但以Fe为覆盖层的样品的矫顽力和饱和场明显减小,而Ti、Cu覆盖层对三明治样品的矫顽力和饱和场无太大的影响。温度降低时,覆盖层使Co/Cu/Co三明治的巨磁电阻值显著增加,表明样品的巨磁电阻效应与覆盖层及其与上层Co所形成的界面密切相关。     

Co／Cu／Co三明治膜的巨磁电阻效应研究

采用超高真空电子束蒸发方法在硅单晶衬底上制备了Ｃｏ／Ｃｕ／Ｃｏ三明治膜,研究了衬底晶向、过渡工层材料和生长室温度对三明治膜中巨磁电阻效应的影响;结合原子力显微镜表面形貌观察,探讨了三明治膜表面（界面）组糙度与其巨磁电阻效应的内在关系;还分析了三明治膜经高温热退火后巨磁电阻效应退化的物理机制。     

纳米巨磁电阻材料的电化学制备及其应用

巨磁电阻材料大多采用物理法制备．与溅射法、分子束外延等方法相比,电化学法具有设备简单、成本低廉、低温操作、过程可控等优势,是制备巨磁电阻材料的良好途径．为此,针对国内外巨磁电阻材料的研究状况,结合多年来本研究室在该领域的研究工作,介绍了一维纳米多层线、二维纳米金属多层膜、自旋阀和颗粒膜等巨磁电阻材料的电化学制备方法、表征及磁电阻性能．简述了巨磁电阻材料在超高灵敏度微型传感器、巨磁电阻磁盘、读出磁头、磁随机存储器和磁电子器件等方面的应用,并对发展前景和研究方向进行了展望．[编者按]     

Si作过渡层的Co/Cu/Co三明治膜中高灵敏度巨磁电阻效应和平面内磁各向异性

用高真空电子束蒸发方法制备了以半导体材料Ｓｉ 为过渡层的Ｃｏ／Ｃｕ／Ｃｏ三明治膜并研究了其巨磁电阻效应。当Ｓｉ 过渡层厚度达到０．９ｎｍ 时,三明治膜中开始出现较强的平面内磁各向异性。在Ｓｉ１．５ｎｍ／Ｃｏ ５ｎｍ／Ｃｕ ３ｎｍ／Ｃｏ ５ｎｍ结构中,在其易轴上得到了５ ．５％ 的巨磁电阻值和０．９ ％／Ｏｅ 的高磁场灵敏度。研究了过渡层Ｓｉ／Ｃｏ 界面之间的相互扩散,发现在过渡层Ｓｉ 与Ｃｏ 层间形成了ＣｏＳｉ 化合物。这个硅化物界面层诱导了三明治膜的平面内磁各向异性,从而导致了易轴上高灵敏度巨磁电阻效应。     

利用射频磁控溅射制作高性能铁磁性薄膜的研究

讨论了用射频（ＲＦ）磁控溅射制作铁磁性薄膜工艺，合适的工艺参数能够获得较低的矫顽力Ｈｃ＝６Ｏｅ。用Ｘ射线光电子能谱（ＸＰＳ）和原子力显微镜（ＡＦＭ）研究膜表面情况及氧化深度。     

AgCo颗粒膜的制备工艺及巨磁电阻效应

采用磁控射频溅射法制备了ＡｇＣｏ颗粒膜；研究了薄膜成份及制备工艺对薄巨膜电阻效应的关系。在低Ｃｏ含量时，薄膜磁电阻变化率随着Ｃｏ含量的增加和退火温度物升高而变大。     

Cu Diffusion in Co/Cu/TiN Films for Cu Metallization

Some information on how to use in-situ determined diffusion coefficient of Cu to make barrier layer of Cu metallization in ultra large scale integrations （ULSIs） was provided. Diffusion coefficients of Cu in Co at low temperature were determined to analyze Cu migration to Co surface layer. The diffusion depths were analyzed using X-ray photoelectron spectroscopy （XPS） depth profile to investigate the diffusion effect of Cu in Co at different temperatures. The possible pretreatment temperature and time of barrier layer can be predicted according to the diffusion coefficients of Cu in Co.