一种垂直负矫顽力人工磁耦合结构材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种由亚铁磁稀土‑过渡合金薄膜I、非磁性间隔层和亚铁磁稀土‑过渡合金薄膜II依次生长而成的人工磁耦合结构材料及其制备方法，亚铁磁稀土‑过渡合金薄膜II是和薄膜I同样的稀土‑过渡合金材料，通过相同的磁控溅射过程控制不同的沉积厚度制得。亚铁磁稀土‑过渡合金薄膜I厚度为20‑30nm，是富稀土相，易磁化方向垂直膜面；亚铁磁稀土‑过渡合金薄膜II厚度为3‑6nm，是富过渡相，易磁化方向为面内或者倾斜接近膜面。利用层间交换耦合作用，可实现人工结构材料的垂直负矫顽力，制备工艺简单，材料性能稳定，可以作为一种新型的磁电、磁传感器件及信息存储材料。

An artificial magnetic coupling structure material for vertical negative coercive force and its preparation method

The invention discloses an artificial magnetic coupling structure material and a preparation method thereof by the ferrimagnetic transition of rare earth I alloy film, nonmagnetic spacer and ferrimagnetic rare-earth transition of II alloy film are grown, ferrimagnetic transition of rare earth alloy films is II and film I the same transition of rare earth alloy materials different deposition thickness prepared by magnetron sputtering process control the same. Ferrimagnetic transition of rare earth I alloy film thickness of 20 30nm is, rare earth rich phases, the easy magnetization direction perpendicular to the film surface; rare earth transition ferrimagnetic II alloy film thickness of 3 6nm rich transition phase and the easy magnetization direction in plane tilt or close to the membrane surface. The vertical negative coercivity of artificial structural materials can be achieved by interlayer exchange coupling. The preparation process is simple and the material performance is stable. It can be used as a new type of magnetoelectric, magnetic sensor and information storage material.

【技术实现步骤摘要】
一种垂直负矫顽力人工磁耦合结构材料及其制备方法
本专利技术属于交换耦合磁性多层薄膜及其制备方法，可应用于磁电与磁传感器件以及信息存储材料领域，涉及一种垂直磁电器件薄膜材料及其制备方法。
技术介绍
当前随着新兴磁自旋电子学的快速发展，具有垂直磁各向异性、高稳定性的亚铁磁稀土-过渡合金薄膜材料在高密度、低功耗的磁存储与磁传感器件领域得到广泛应用。磁存储与磁传感器件要求亚铁磁稀土-过渡族合金薄膜具有非常不同的垂直矫顽力，满足不同的功能要求。因此寻找具有大变化范围甚至负垂直矫顽力的稀土-过渡族合金薄膜的制备方法，在当前磁电信息存储及磁传感器领域具有重要意义，并有可能产生巨大的经济效应。利用层间交换耦合效应在磁多层膜系中有可能实现负矫顽力。J-M.L.Beaujour[J-M.L.Beaujouretal,Appl.Phys.Lett.78,964(2001)]等在面内易轴的单晶DyFe2/YFe2多层膜体系中报道了低温(20K)负矫顽力现象。X.X.Liu[X.X.Liuetal,IEEETrans.Magn.45(10),4100(2009)]等在Ni/TbFeCo/Ni三层结构中报道了室本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种垂直负矫顽力人工磁耦合结构材料，其特征在于：包括依次层叠的亚铁磁稀土‑过渡合金薄膜I、非磁性间隔层和亚铁磁稀土‑过渡合金薄膜II；所述亚铁磁稀土‑过渡合金薄膜I和亚铁磁稀土‑过渡合金薄膜II是XFeCo合金薄膜，其中X是稀土元素Tb、Dy或Gd；所述亚铁磁稀土‑过渡合金薄膜I厚度为20‑30nm，其稀土元素X的子晶格磁矩占优，易磁化方向垂直膜面；所述非磁性间隔层的厚度为1‑4nm；所述亚铁磁稀土‑过渡合金薄膜II的厚度为3‑6nm，其过渡元素的子晶格磁矩占优，易磁化方向为面内或者倾斜接近膜面。

【技术特征摘要】
1.一种垂直负矫顽力人工磁耦合结构材料，其特征在于：包括依次层叠的亚铁磁稀土-过渡合金薄膜I、非磁性间隔层和亚铁磁稀土-过渡合金薄膜II；所述亚铁磁稀土-过渡合金薄膜I和亚铁磁稀土-过渡合金薄膜II是XFeCo合金薄膜，其中X是稀土元素Tb、Dy或Gd；所述亚铁磁稀土-过渡合金薄膜I厚度为20-30nm，其稀土元素X的子晶格磁矩占优，易磁化方向垂直膜面；所述非磁性间隔层的厚度为1-4nm；所述亚铁磁稀土-过渡合金薄膜II的厚度为3-6nm，其过渡元素的子晶格磁矩占优，易磁化方向为面内或者倾斜接近膜面。2.根据权利要求1所述的垂直负矫顽力人工磁耦合结构材料，其特征在于：所述TbFeCo合金薄膜的Tb元素成分不低于25％，DyFeCo合金薄膜的Dy元素成分不低于26％，GdFeCo合金薄膜的Gd元素成分不低于26％。3.根据权利要求1所述的垂直负矫顽力人工磁耦合结构材料，其特征在于：所述间隔层是Cu、Ru、Ta、Pd、Pt、SiN、AlN或MgO。4.一种权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：王可，董硕，王亚宏，徐展，
申请(专利权)人：华侨大学，
类型：发明
国别省市：福建,35