• Главная
  • rss-лента сайта solo-project.com


Экспериментальное исследование свойств вентильных материалов

Экспериментальное исследование свойств вентильных материалов
При экспериментальном исследовании магниторезистивных свойств тонкопленочных вентильных материалов при разных температурах термической обработки выявлено, что относительное магнетосопротивление многослойных образцов Та(50 HM)/NiFe(20 нм)/ CoFe(30 нм)/Сu(23 HM)/CoFe(50 HM)FeMn(90 нм)/Та(50 нм) достигает 7,5 % при высокой термостабильности магнитных и магниторезистивных свойств. Такой результат получен после термического отжига этого многослойного образца. Осаждение тонкопленочных слоев производилось на кремниевые подложки магнетронным способом в магнитном поле при разных давлениях в камере и скорости осаждения.

При осаждении пермаллоевого слоя NiFe небольшой толщины, на который напылялся следующий слой NiO и затем формировалась структура со спин-вентильным переходом, относительное магнетосопротивление возрастает до 10,7%. Многослойный тонкопленочный образец NiFe (4 HM)/NiO (40 нм)/Со (2 нм)/Сu(т)/Со( 1,2 нм)/ CoNbZr (20 нм)/Та (5 нм) осаждался на кристаллографическую поверхность (100) кремниевой подложки. Магнитные и немагнитные слои напылялись магнетронным способом при разных напряжениях, мощности и давлении в камере. Кроме того, осаждались многослойные образцы с пермаллоевым слоем и без него при разной толщине медного слоя т. При увеличении т от 2 до 10 нм относительное магнетосопротивление ∆р/р многослойных образцов без пермаллоевого слоя достигает максимума, равного примерно 8 %, для т = 2,5 нм. Максимум экспериментальной зависимости ∆р/р =f(τ), равный 10,7%, для многослойных образцов с той же структурой, но с пермаллоевым слоем, соответствует толщине медного слоя около 1,5 нм. При возрастании х от 1,5 до 10 нм величина ∆р/р монотонно уменьшается от 10,7 до 2%. По-видимому, атомы осаждаемого пермаллоевого слоя выполняют роль затравки при формировании следующего слоя NiO, что способствует возрастанию относительного магнетосопротивления многослойных образцов.

В результате формирования многослойной структуры Со/IrМn на предварительно осажденный слой меди толщиной 0,75 нм относительное магнетосопротивление ∆р/р многослойного тонкопленочного образца достигает примерно 4,8 %, что в 1,8 раза больше Ар/р для того же образца без слоя меди. Тонкопленочные многослойные образцы Та(6,5 HM)/Cu(τ)/CoFe (5 нм)/Сu (2,5 HM)/CoFe(3 нм)/ IrMn(15 нм)/Та (4 нм) осаждались ионно-лучевым способом при начальном давлении в камере 2,6*10-6 Па. Осаждение слоев производилось в атмосфере аргона при давлении 5,4*10-3 Па. Тонкопленочные слои напылялись на кристаллографическую поверхность (100) монокристаллической кремниевой подложки. В качестве материалов мишени использовались Та(99,9%), Cu(99,9%), Co(90%)Fe(10%) и Ir(25%) Мn(75%).

Толщина медной прослойки х варьировалась в пределах 0,2-3 нм. Максимальная величина относительного магнетосопротивления для многослойных образцов CoFe/IrMn соответствует толщине медной прослойки, равной 0,75 нм. С увеличением толщины магнитных слоев от 0,2 до 3 нм коэрцитивная сила этих образцов монотонно уменьшилась примерно с 140 до 2 Э.

В медной прослойке толщиной 0,75 нм наблюдалась структура в виде небольших островков высотой 4-5 нм и диаметром 50 нм. С увеличением толщины медной прослойки плотность островков возрастала и ее структура становилась более однородной. По-видимому, островковая структура медной прослойки влияет на магнитные свойства и вносит вклад в спин-вентильный эффект, которым определяется магнетосопротивление многослойного материала с магнитными слоями CoFe.

Относительное магнетосопротивление ∆р/р рассматриваемых многослойных образцов CoFe/IrMn существенно зависит от толщины τ магнитных слоев CoFe. Так, при увеличении τ от 3 до 5 нм относительное магнетосопротивление уменьшалось почти по линейному закону от 4,8 до 4%.

Технологии и фундаментальные знания

Технология - совокупность методов обработки, изготовления, изменения состояния, свойств, формы сырья или полуфабрикатов...

читать далее

Начало развития твердотельной электроники

Толчком для развития твердотельной электроники послужили долгое время необъяснимые физические загадки, называемые...

читать далее

В последнее время широко используется силицидная технология, включающая операцию осаждения тонкого слоя титана...

читать далее