稀土RE-Co-Cu多層膜的制備和巨磁阻性能研究.pdf

1、本文采用FJL560B4型超高真空多靶磁控濺射設(shè)備分別制備了[Co0.55nm/Cut]30、[(PrxCo100-x)0.55nm/Cu1.2nm]30、[(DyxCo100-x)0.55nm/Cu1.2nm]30、[(GdxCo100-x)0.55nm/Cu1.2nm]30非連續(xù)多層膜，利用X射線衍射、傳統(tǒng)四探針?lè)椒ā⒄駝?dòng)樣品磁強(qiáng)計(jì)(VSM)研究了薄膜沉積態(tài)及退火態(tài)的結(jié)構(gòu)、GMR性能和磁性能，討論了稀土元素P r、Dy、Gd的摻雜對(duì)

2、薄膜結(jié)構(gòu)、GMR性能以及磁性能的影響，主要結(jié)果如下：
　　X射線衍射表明：在Cr緩沖層上生長(zhǎng)的 Co/Cu非連續(xù)多層膜具有很強(qiáng)的CoCu(111)峰，在含有稀土Pr的薄膜樣品中CoC u(111)峰出現(xiàn)了分裂，當(dāng)Pr含量為2.0 at.％時(shí)CoCu(111)峰完全分裂為兩個(gè)獨(dú)立的Co峰和Cu峰，說(shuō)明稀土Pr能促進(jìn)Co、Cu的相分離；而在含有稀土Dy、Gd的薄膜樣品都出現(xiàn)了CoCu(200)峰，說(shuō)明稀土元素Dy和Gd都能削弱薄膜沉積

3、過(guò)程中的擇優(yōu)取向。退火處理使得CoCu(111)峰變高，峰位變窄，說(shuō)明退火處理可以提高薄膜的結(jié)晶性。
　　GMR性能測(cè)試表明：由于稀土Pr、Dy、Gd的添加會(huì)使層間交換耦合距離增大，削弱了層間交換耦合作用，使得自旋相關(guān)的散射降低；另外，大半徑的稀土原子鑲嵌在Co層里，會(huì)使得薄膜界面變的粗糙，同時(shí)由于相分離的作用，也會(huì)使得界面變得粗糙；稀土Gd的摻雜可以抑制薄膜的晶化，使薄膜內(nèi)部缺陷增加，使得沉積態(tài)薄膜的GMR效應(yīng)降低?？偟膩?lái)說(shuō)，含

4、有稀土Pr、Dy、Gd的沉積態(tài)薄膜樣品GMR值隨著稀土含量的增加呈線性下降的趨勢(shì)。
　　對(duì)于無(wú)稀土摻雜的薄膜樣品，經(jīng)退火處理后GM R效應(yīng)出現(xiàn)了先增大后減小的趨勢(shì)，在350℃時(shí)達(dá)到最大，而對(duì)于稀土Pr、Dy、Gd含量較高的薄膜樣品，其最佳退火溫度向高溫偏移。對(duì)于稀土Dy含量為1.7 a t.%的薄膜樣品，經(jīng)450℃退火處理后其低場(chǎng)下的靈敏度大幅提高，在50 mT的外磁場(chǎng)下GMR值為-2.4%。
　　磁性能測(cè)試表明：具有超薄C