NiFe多層膜磁電阻特性與表征.pdf

1、NiFe多層膜材料在磁性材料領(lǐng)域占有著非常重要的地位，它的磁電阻具有方向性，在地磁導(dǎo)航等領(lǐng)域內(nèi)具有較為廣闊的應(yīng)用前景；同時具有較小的飽和磁場值和較高的磁場靈敏度，在傳感器，磁頭的生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛。
　　本文主要研究的是NiFe多層膜電阻特性與表征，以人們實際需求為基礎(chǔ)，研究提高NiFe多層薄膜AMR值和磁性能的方法。實驗過程中制備如下系列薄膜：（1）Ta(3nm)/NiO(2nm)/NiFe(I)/NiO(2nm)/NiFe(20n

2、m)/NiO(2nm)/NiFe(I)/N iO(2nm)/Ta(4 nm)、Ta(3nm)/NiO(T)/NiFe(1nm)/NiO(2nm)/NiFe(20nm)/NiO(2nm)/NiFe(1nm)/NiO(T)/Ta(4nm)，研究氧化插層中NiFe的插入對NiFe多層薄膜AMR的影響；NiO（T）層厚度對NiFe多層薄膜AMR的影響；
　?。?）制備以下系列薄膜：Cu(7nm)/Ni81Fe19(10nm)/Cu(x)/

3、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(25 nm)/Nb(3nm)，研究不同隔離層材料及其厚度對NiFe自旋閥材料各向異性磁電阻的影響。
　　利用非共

4、線四探針法測量薄膜AMR值，用LDJ9500型振動樣品磁強計測量磁滯回線。實驗過程及結(jié)論如下:
　?。?）在高溫條件下，NiO插層中加入少量NiFe對NiFe多層薄膜AMR有較大的影響。對于Ta(3nm)/NiO(2nm)/NiFe(I)/NiO(2nm)/NiFe(20nm)/NiO(2nm)/NiFe(I)/NiO(2nm)/Ta(4nm)系列薄膜，隨NiFe(I)層厚度的增加，薄膜樣品AMR值先增加后減少，NiFe(I)層厚

5、度為1nm時NiFe多層薄膜AMR值達到最大，為4.32％。比不加氧化插層時提高了72%。固定NiFe(I)層厚度為1nm，不同NiO層厚度對NiFe多層薄膜AMR也有較大的影響。對于 Ta(3nm)/NiO(T)/NiFe(1nm)/NiO(2nm)/NiFe(20nm)/NiO(2nm)/NiFe(1nm)/NiO(T)/Ta(4nm)系列薄膜，隨NiO（T）層厚度的增加，NiFe多層薄膜的AMR值先變大后減小，當x=4nm時，AM

6、R值達到最大值4.94%。比上述NiFe(I)層厚度系列實驗增加了14%。
　　（2）在自旋閥結(jié)構(gòu)中隔離層的厚度和不同的非磁性金屬材料對NiFe多層薄膜AMR有明顯影響。對于Cu（7nm）/Ni81Fe19（10nm）/Cu（x）/Ni81Fe19（10nm）/NiO（25nm）/Cu(4nm)、Ta（7nm）/Ni81Fe19（10nm）/Ta（y）/Ni81Fe19（10nm）/NiO（25nm）/Ta(4nm)、(Ni81F

7、e19)80.7Nb19.3（2nm）/Ni81Fe19（10nm）/Nb（z）/Ni81Fe19（10nm）/NiO（25nm）/Nb(3nm)系列薄膜研究得出，AMR值對于隔離層厚度具有很強的依賴性，基片溫度為450℃的條件下，在上述不同的隔離層厚度系列中對應(yīng)著不同的最大AMR值和靈敏度，在自旋閥結(jié)構(gòu)中以Cu為隔離層厚度在1nm時其AMR最大達到2.8%，靈敏度為1.1×10-3%·m·A-1；Ta為隔離層時厚度在2nm時其AMR最