自旋电子学及其器件

1988年Fert与Grunberg科研小组彼此独立地在铁/铬多层膜纳米结构中发现了高达50％的磁电阻效应,从此自旋电子学诞生了.目前,自旋电子学已经发展出磁读头、磁电隔高耦合器、磁随机存储器(MRAM)、微波探测器等器件,年产值近1000亿美元.同时,通过与其它学科的结合,半导体自旋电子学、有机自旋电子学等均成为物理研究的前沿.因此,大量中外院士与专家认为自旋电子学及器件很有可能成为世界第四次产业革命的导火索.     

硬磁/反铁磁交换耦合对反铁磁FeMn稳定性影响研究

采用磁控溅射方法在SiO2基体上制备了FePt/FeMn/NiFe/Ta多层膜样品,通过FeMn/NiFe双层膜交换偏置的变化研究了硬磁FePt不同磁化状态对反铁磁层FeMn的影响。实验表明,磁化了的L10相FePt能使FeMn在较薄的情况下(4.5nm)对NiFe产生比较强的交换偏置;而未被磁化的FePt对FeMn/NiFe交换偏置影响并不明显。认为更薄的反铁磁层对另外的铁磁层产生交换偏置是由于硬磁与反铁磁的界面交换耦合作用能增强反铁磁的稳定性。     

Mn成分对CoFe/Pt_(50)(Cr_(100-x)Mn_x)_(50)体系交换偏置的影响

采用直流磁控溅射的方法制备了CoFe/Pt-CrMn交换偏置体系,反铁磁的Pt-CrMn是利用[Pt/CrMn]n多层膜并经过300℃、2h的退火获得。通过调整Mn的成分,系统地研究了体系交换偏置场的变化。获得了钉扎性能良好的L10相反铁磁钉扎材料Pt-CrMn,即CoFe/Pt50(Cr88Mn12)50钉扎体系,其界面交换耦合能为0.22×10-7J/cm2,截止温度(blocking temperature)为480℃。     

FeCo基软磁薄膜的研究与应用进展

Fe Co基软磁薄膜以高饱和磁化强度、高截止频率为特点,在高频领域获得广泛研究与应用。概括介绍了各类Fe Co基软磁薄膜的国内外研究进展,包括非晶薄膜、纳米晶薄膜、纳米颗粒膜、图形化薄膜、多层薄膜。对Fe Co基软磁薄膜的三类重要应用:MEMS微电感、吸波材料、磁记录进行了分类综述。最后展望了Fe Co基软磁薄膜的发展趋势和前景。     

退火温度对FeCoTiO纳米颗粒膜软磁性能的影响

采用射频磁控溅射法制备FeCoTiO纳米颗粒膜,在不同温度下进行退火处理,研究退火温度对其磁性能的影响.结果表明,随着退火温度的升高,在低于200℃时薄膜受应力变化机制影响较大,体现为矫顽力Hc、各向异性场Hk、截止频率fr降低,磁导率实部μ′增大;在高于200℃时以晶粒长大机制为主,体现为Hc、Hk、fr增高,μ′减小.综合考虑FeCoTiO纳米颗粒膜磁性能在各退火温度下的表现,在制备集成磁膜微电感的过程中,确定250℃是聚酰亚胺的最佳高温胶联化温度.     

铁氧体薄膜器件的光刻多次涂胶工艺

提出了铁氧体薄膜器件光刻多次涂胶新工艺,研究了涂覆次数对光刻胶的表面粗糙度、均匀性和厚度的影响。同时结合培烘试验,对一种实际电路基片进行了验证。试验结果表明:随着光刻胶涂覆次数的增加,光刻胶厚度逐渐增大,增加幅度逐渐减小,涂覆光刻胶的表面粗糙度有明显改善,均匀性也逐渐提高。当烘焙温度为50℃、烘焙时间为25min,光刻胶与基底的附着力、感光性和耐腐蚀性均能满足铁氧体器件薄膜电路制作工艺的要求。利用多次涂胶法可有效去除电路手工修补工艺,从而提高铁氧体薄膜器件的电路图形加工质量及效率。     

亚微米级铁磁条的磁场分布

基于等效磁荷模型,导出了仅在一个方向均匀完全磁化的矩形亚微米磁条在外部空间磁场分布的解析表达式.通过对单个磁条的空间磁场的数值分析,得出了不同宽度、不同厚度的磁条磁场的二维分布,总结了磁条外部空间磁场的分布规律,确定出最合适的铁磁层的宽度和厚度及隔离层的厚度范围.得出了磁化后的铁磁层FM1的磁场在相邻铁磁层FM2处的分布情况.这对研究磁性三明治结构(铁磁层FM1/ 隔离层NM/ 铁磁层FM2)中磁性层之间的耦合有一定的参考价值.     

交换偏置增强反铁磁FeMn薄膜稳定性研究

采用磁控溅射方法制备了基片/Ta/NiFe(Ⅰ)/FeMn(Ⅰ)/NiFe(Ⅰ)/FeMn(Ⅰ)/Ta系列样品。实验发现,如果只是NiFe/FeMn交换偏置双层膜,在FeMn厚度大于3.5nm时才产生交换偏置。由于与NiFe之间的交换作用,即使2nm厚的FeMn(Ⅰ)也可以对NiFe(Ⅰ)产生交换偏置。结果表明,可以通过铁磁/反铁磁的交换耦合作用来增强反铁磁FeMn的稳定性。     

矩形铁氧体衬底抗蚀剂的旋涂特性

采用半导体工艺的旋转涂胶法,在矩形铁氧体衬底上旋涂抗蚀剂,研究了其涂覆特性,给出了抗蚀剂的厚度与旋涂转速和旋涂时间的关系曲线及均匀性.随着旋涂转速的提高,抗蚀剂的厚度逐渐减薄；当旋涂转速大于2500r/min时,抗蚀剂厚度差小于5％.同时,随着旋涂时间的延长,抗蚀剂厚度也会减小,并最终趋向一个恒定值；当旋涂时间长于20...