CoFe-AlOx-CoFe磁性隧道結(jié)結(jié)構(gòu)多層膜的熱穩(wěn)定性研究.pdf

1、基于多層膜巨磁電阻材料的磁阻傳感器的可靠性和使用壽命受材料熱穩(wěn)定性的制約。國(guó)內(nèi)外眾多學(xué)者針對(duì)磁電阻多層膜及其中的交換偏置雙層膜的熱穩(wěn)定性開展了卓有成效的研究工作。本文采用磁控濺射法制備了結(jié)構(gòu)為/Seed Ta/Ir20Mn80/Co75Fe25/AlOx/Co75Fe25/CapTa/的隧道結(jié)多層膜，通過VSM、TEM和原子顯微鏡等測(cè)試分析手段研究了退火對(duì)隧道結(jié)結(jié)構(gòu)多層膜的磁化反轉(zhuǎn)過程的影響，并研究了隧道結(jié)的熱弛豫現(xiàn)象，其中著重分析了影

2、響其熱穩(wěn)定性的主要因素及機(jī)理。
　　 研究結(jié)果表明，退火前后的磁隧道結(jié)樣品的被釘扎層都具有明顯的練習(xí)效應(yīng)，該現(xiàn)象產(chǎn)生的主要原因是AFM 層自旋結(jié)構(gòu)的重新排列。磁場(chǎng)變化率越大，被釘扎層的矯頑力就越高。隨著磁場(chǎng)變化率的增大，被釘扎層的磁化反轉(zhuǎn)的機(jī)理從疇壁移動(dòng)主導(dǎo)轉(zhuǎn)變?yōu)榉聪虼女牭男魏酥鲗?dǎo)。退火提高了多層膜AFM 層的單軸各向異性，使得樣品交換偏置場(chǎng)增加。隨著在負(fù)飽和場(chǎng)中等待時(shí)間的增加，在退火前后樣品的被釘扎層中均出現(xiàn)了熱弛豫現(xiàn)象，產(chǎn)生

3、該現(xiàn)象的原因是AFM 磁矩越過一定能壘的熱激活反轉(zhuǎn)。退火后，樣品中晶粒略微長(zhǎng)大，缺陷減少，磁化反轉(zhuǎn)能壘提高，弛豫時(shí)間τD 變長(zhǎng)，熱穩(wěn)定性提高。交換偏置場(chǎng)Hex和被釘扎層的矯頑力Hcp隨測(cè)量溫度升高而單調(diào)減??；自由層的矯頑力先隨測(cè)量溫度升高而增大，達(dá)到373 K 以后，隨測(cè)量溫度升高而迅速減小。
　　 在多個(gè)溫度下進(jìn)行負(fù)飽和場(chǎng)等待時(shí)，被釘扎層的交換偏置場(chǎng)均單調(diào)減小，并且隨溫度升高而加速減小。溫度變化引起的熱穩(wěn)定性的變化可以認(rèn)為是能