具有钉扎的铁磁/反铁磁多层膜材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种具有钉扎的铁磁／反铁磁多层膜材料及其制备方法，该材料采用真空沉积镀膜法和再退火的工艺，制备出包括在基片上依次设置缓冲层、铁磁层和一反铁磁层，或者在缓冲层设置反铁磁层再设置铁磁层和一保护层。该钉扎体系引入Ｌ１↓［０］有序相反铁磁（Ｃｒ↓［１－ｘ］Ｍｎ↓［ｘ］）↓［０．５＋δ］Ｐｔ↓［０．５－δ］（０．３≤ｘ≤０．６；｜δ｜＜０．０６）作为钉扎材料。该材料相对于已有的反铁磁材料（比如ＦｅＭｎ、ＩｒＭｎ、ＮｉＭｎ和ＰｔＭｎ等）制成的铁磁／反铁磁体系，具有非常好的热稳定性，大的交换偏置场以及优越的抗腐蚀性，加之成分范围广，是另一种非常理想的反铁磁钉扎材料。其制备方法简单，适于工业化生产。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种磁电子学器件的具有钉扎的铁磁/反铁磁多层膜特别是涉及一种可直接应用于以自旋阀、磁性隧道结为核心的磁头和磁性随机存储器(MRAM)，或还可应用于垂直磁记录介质的底部软磁层的具有钉扎的铁磁/反铁磁多层膜材料及制备方法。
技术介绍
具有钉扎的铁磁/反铁磁多层膜是自旋阀和磁性隧道结的核心组成部分之一，其主要功能是通过反铁磁层对铁磁层的钉扎作用，使该铁磁层的磁矩方向不随外磁场变化，作为磁性的参考层(文献Phys.Rev.B 43，1297(1991)和IEEECircuits Devices Mag.18，17(2002))，而通过非磁金属或绝缘势垒层与之隔离的另一铁磁层在外磁场作用下，其磁矩方向可任意翻转，从而实现巨磁电阻效应或隧穿磁电阻效应；在垂直磁记录介质中，对底部软磁层通过反铁磁钉扎可减小磁噪声。从实际应用的角度，钉扎作用对反铁磁要求是较大的耦合强度，较高的截止温度，较薄的厚度，良好的抗腐蚀性。用于实际的反铁磁材料包括Fe2O3、NiO和CoxNi1-xO等氧化物以及Mn系的反铁磁材料，如FeMn，IrMn，NiMn和PtMn等(文献J.Magn.Magn.Mat本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有钉扎的铁磁／反铁磁多层膜材料，包括一基片和基片上设置一缓冲层，其特征在于：还包括一铁磁层，所述的铁磁层设置在缓冲层上；和一反铁磁层，该反铁磁层设置在铁磁层上；所述的反铁磁层为（Ｃｒ↓［１－ｘ］Ｍｎ↓［ｘ］）↓［０．５＋δ］Ｐ ｔ↓［０．５－δ］，其中０．３≤ｘ≤０．６；｜δ｜＜０．０６。

【技术特征摘要】
1.一种具有钉扎的铁磁/反铁磁多层膜材料，包括一基片和基片上设置一缓冲层，其特征在于还包括一铁磁层，所述的铁磁层设置在缓冲层上；和一反铁磁层，该反铁磁层设置在铁磁层上；所述的反铁磁层为(Cr1-xMnx)0.5+δPt0.5-δ，其中0.3≤x≤0.6；|δ|＜0.06。2.一种具有钉扎的铁磁/反铁磁多层膜材料，包括一基片和基片上设置的一缓冲层，其特征在于还包括一反铁磁层，所述的反铁磁层设置在缓冲层上；和一铁磁层，该铁磁层设置在反铁磁层上；以及一保护层设置在铁磁层上；所述的反铁磁层为(Cr1-xMnx)0.5+δPt0.5-δ，其中0.3≤x≤0.6；|δ|＜0.06；所述的保护层选自过渡金属Ta、Pt、Cu或Au，或合金NiFeCr，或氧化物MgO。3.根据权利要求1或2所述的具有钉扎的铁磁/反铁磁多层膜材料，其特征在于所述的基片的材料选自硅、玻璃或其它化学性能稳定且表面平整的物质的任一种。4.根据权利要求1或2所述的具有钉扎的铁磁/反铁磁多层膜材料，其特征在于所述的缓冲层选自过渡金属Ta、Pt、Cr或Au，或合金NiFeCr，或氧化物MgO；其中缓冲层厚度为1nm-20nm。5.根据权利要求1或2所述的具有钉扎的铁磁/反铁磁多层膜材料，其特征在于所述的铁磁层选自Ni、Co、Fe或它们组成的二元或三元合金；其中厚度为1nm-100nm。6.根据权利要求1或2所述的具有钉扎的铁磁/反铁磁多层膜材料，其特征在于所述的反铁磁层的总厚度约为6nm-100nm。7.根据权利要求2所述的具有钉扎的铁磁/反铁磁多层膜材料，其特征在于所述的保护层厚度为1nm-100nm。8....

【专利技术属性】
技术研发人员：倪经，蔡建旺，
申请(专利权)人：中国科学院物理研究所，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]