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NiFe多层膜材料在磁性材料领域占有着非常重要的地位,它的磁电阻具有方向性,在地磁导航等领域内具有较为广阔的应用前景;同时具有较小的饱和磁场值和较高的磁场灵敏度,在传感器,磁头的生产中应用广泛。本文主要研究的是NiFe多层膜电阻特性与表征,以人们实际需求为基础,研究提高NiFe多层薄膜AMR值和磁性能的方法。实验过程中制备如下系列薄膜:(1)Ta(3nm)/NiO(2nm)/NiFe(I)/NiO(2nm)/NiFe(20nm)/NiO(2nm)/NiFe(I)/NiO(2nm)/Ta(4nm)、Ta(3nm)/NiO(T)/NiFe(1nm)/NiO(2nm)/NiFe(20nm)/NiO(2nm)/NiFe(1nm)/NiO(T)/Ta(4nm),研究氧化插层中NiFe的插入对NiFe多层薄膜AMR的影响;NiO(T)层厚度对NiFe多层薄膜AMR的影响;(2)制备以下系列薄膜:Cu(7nm)/Ni81Fe19(10nm)/Cu(x)/Ni81Fe19(10nm)/NiO(25nm)/Cu(4nm)、Ta(7nm)/Ni81Fe19(10nm)/Ta(y)/Ni81Fe19(10nm)/NiO(25nm)/Ta(4nm)、(Ni81Fe19)80.7Nb19.3(2nm)/Ni81Fe19(10nm)/Nb(z)/Ni81Fe19(10nm)/NiO(25nm)/Nb(3nm),研究不同隔离层材料及其厚度对NiFe自旋阀材料各向异性磁电阻的影响。利用非共线四探针法测量薄膜AMR值,用LDJ9500型振动样品磁强计测量磁滞回线。实验过程及结论如下:(1)在高温条件下,NiO插层中加入少量NiFe对NiFe多层薄膜AMR有较大的影响。对于Ta(3nm)/NiO(2nm)/NiFe(I)/NiO(2nm)/NiFe(20nm)/NiO(2nm)/NiFe(I)/NiO(2nm)/Ta(4nm)系列薄膜,随NiFe(I)层厚度的增加,薄膜样品AMR值先增加后减少,NiFe(I)层厚度为1nm时NiFe多层薄膜AMR值达到最大,为4.32%。比不加氧化插层时提高了72%。固定NiFe(I)层厚度为1nm,不同NiO层厚度对NiFe多层薄膜AMR也有较大的影响。对于Ta(3nm)/NiO(T)/NiFe(1nm)/NiO(2nm)/NiFe(20nm)/NiO(2nm)/NiFe(1nm)/NiO(T)/Ta(4nm)系列薄膜,随NiO(T)层厚度的增加,NiFe多层薄膜的AMR值先变大后减小,当x=4nm时,AMR值达到最大值4.94%。比上述NiFe(I)层厚度系列实验增加了14%。(2)在自旋阀结构中隔离层的厚度和不同的非磁性金属材料对NiFe多层薄膜AMR有明显影响。对于Cu(7nm)/Ni81Fe19(10nm)/Cu(x)/Ni81Fe19(10nm)/NiO(25nm)/Cu(4nm)、Ta(7nm)/Ni81Fe19(10nm)/Ta(y)/Ni81Fe19(10nm)/NiO(25nm)/Ta(4nm)、(Ni81Fe19)80.7Nb19.3(2nm)/Ni81Fe19(10nm)/Nb(z)/Ni81Fe19(10nm)/NiO(25nm)/Nb(3nm)系列薄膜研究得出,AMR值对于隔离层厚度具有很强的依赖性,基片温度为450℃的条件下,在上述不同的隔离层厚度系列中对应着不同的最大AMR值和灵敏度,在自旋阀结构中以Cu为隔离层厚度在1nm时其AMR最大达到2.8%,灵敏度为1.1×10-3%·m·A-1;Ta为隔离层时厚度在2nm时其AMR最大达到2.6%,灵敏度为2.3×10-3%·m·A-1,Nb为隔离层时厚度在1.5nm时其AMR最大达到3.2%,其灵敏度达4.9×10-3%·m·A-1。本文研究表明,氧化插层中NiFe的插入以及自旋阀结构中隔离层的厚度和不同的非磁性金属材料对NiFe多层薄膜AMR值和磁性能都有很大影响。