具有无磁场辅助磁化翻转效应的单层薄膜及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种具有无磁场辅助磁化翻转效应的单层薄膜及其制备方法，步骤S1：在衬底基片上制备厚度可控的楔形铁磁合金单层，铁磁合金包括铁磁元素和非磁元素，楔形铁磁合金单层的厚度不均一且沿薄膜面内方向单调变化；步骤S3：采用高温快速退火对楔形铁磁合金单层的各个微区域进行有序化处理；步骤S5：通过离子辐照对有序化处理后的楔形铁磁合金单层的连续区域进行辐照处理，得到铁磁合金单层薄膜。本发明专利技术制备的铁磁合金单层薄膜在无磁场辅助下实现磁化翻转，以此作为信息磁存储材料，实现单个存储单元的磁矩操作。

【技术实现步骤摘要】
具有无磁场辅助磁化翻转效应的单层薄膜及其制备方法
本专利技术属于磁存储信息领域，尤其涉及一种具有无磁场辅助磁化翻转效应的铁磁合金单层薄膜及其制备方法。
技术介绍
信息磁存储的核心技术是利用外部技术手段（例如力、电、光、声、磁）实现磁化状态的切换。对于信息磁存储材料及芯片而言，如何操控材料中的磁矩方向是实现信息存储的基础。其中，磁场对磁性材料中磁化状态的操控由来已久。随着微纳加工技术的提高，信息磁存储单元的尺寸逐步减小到纳米量级，而如何将磁场微型化植入到纳米器件中则成为当前制约微纳存储器件发展的一大技术瓶颈。早期，利用微纳加工形成的写入线中电流产生奥斯特磁场，从而实现单个存储单元的磁矩操控。但是，随着单位面积上的存储单元数目不断增加，磁场微型化成为了限制存储器件发展的技术难题。因此，人们在寻求改善磁场植入技术的同时，也在探索在材料设计上实现非磁技术手段调控磁化状态的方法。针对这一问题，提出了一种利用SOT（spin-orbittorque，自旋轨道矩）实现薄膜中的磁矩翻转的方法。通常情况下，其是在重金属层中通入一个电流的同时，在垂本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有无磁场辅助磁化翻转效应的单层薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤S1：在衬底基片上制备厚度可控的楔形铁磁合金单层，所述铁磁合金包括铁磁元素和非磁元素，所述楔形铁磁合金单层的厚度不均一且沿薄膜面内方向单调变化；/n步骤S3：采用高温快速退火对所述楔形铁磁合金单层的各个微区域进行有序化处理；/n步骤S5：通过离子辐照对有序化处理后的所述楔形铁磁合金单层的连续区域进行辐照处理，得到铁磁合金单层薄膜。/n

【技术特征摘要】
1.一种具有无磁场辅助磁化翻转效应的单层薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1：在衬底基片上制备厚度可控的楔形铁磁合金单层，所述铁磁合金包括铁磁元素和非磁元素，所述楔形铁磁合金单层的厚度不均一且沿薄膜面内方向单调变化；
步骤S3：采用高温快速退火对所述楔形铁磁合金单层的各个微区域进行有序化处理；
步骤S5：通过离子辐照对有序化处理后的所述楔形铁磁合金单层的连续区域进行辐照处理，得到铁磁合金单层薄膜。


2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述铁磁元素和所述非磁元素的原子比为32：68~68：32；
所述楔形铁磁合金单层的厚度范围为2.5nm-30nm，所述薄膜面内方向单调变化的厚度差为0.1nm/mm-3nm/mm。


3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中所述厚度可控的楔形铁磁合金单层通过磁控溅射镀膜方法并利用磁控溅射系统配合位置可调的楔形挡板附件制备，所述磁控溅射镀膜方法采用直流溅射工艺，溅射功率为30W-120W。


4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S3包括：
步骤S31：将所述楔形铁磁合金单层划分成多个微区域；
步骤S32：利用单色激光器产生激光束流，所述激光束流照射在某一所述微区域的部分区域；
步骤S33：控制所述激光束流连续移动对某一所述微区域进行加热退火；
步骤S34：采用不同照射能量和时间...

【专利技术属性】
技术研发人员：张静言，王守国，窦鹏伟，吕浩昌，郑新奇，申见昕，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：北京;11