一种具有垂直交换偏置效应的柔性薄膜结构及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种具有垂直交换偏置效应的柔性薄膜结构及其制备方法和应用，属于自旋电子与柔性集成技术领域。一种具有垂直交换偏置效应的柔性薄膜结构，自下至上依次包括聚酰亚胺柔性基底、楔形缓冲层、楔形种子层、铁磁层、反铁磁层和保护层；其中，所述聚酰亚胺柔性基底、铁磁层、反铁磁层和保护层均为平坦结构层。本发明专利技术通过在聚酰亚胺柔性基底与磁性层之间同时采用楔形缓冲层和楔形种子层，将聚酰亚胺柔性基底的厚度设定为10～15μm，采用上述结构改善了薄膜应力性能，能够完全兼容器件的CMOS(Complementary Metal‑Oxide‑Semiconductor，互补金属氧化物半导体)加工工艺，可实现柔性器件微型化和批量化生产，显著降低了可穿戴设备中柔性电子器件制备工艺的复杂性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于自旋电子与柔性集成，特别是涉及一种具有垂直交换偏置效应的柔性薄膜结构及其制备方法和应用。

技术介绍

1、柔性电子元器件因其独特的可调谐性、兼容性及质量轻等特点，广泛应用于柔性显示、柔性传感器及智能可穿戴设备。实现磁性薄膜器件的柔性化的前提是掌握柔性磁性薄膜的制备技术。与在刚性衬底上制备磁性薄膜不同，在柔性衬底上生长磁性薄膜不仅需要考虑两者之间的界面状态，还需要充分认识薄膜所受的应力状态，主要因为柔性衬底带来的应力/应变会引起磁性薄膜磁各向异性、微观磁畴、磁有序态和电输运等发生变化，进而影响器件性能。为了获得性能稳定的柔性磁存储器和磁传感器，需要避免器件受到应力/应变影响，通过优化器件制备工艺和改进器件结构设计可以使器件在形变过程中保持性能稳定。

2、交换偏置源于铁磁/反铁磁双层膜体系的界面交换耦合作用，具体表明为铁磁层的磁滞回线偏离磁场轴的零点，其偏离量被称为交换偏置场，同时还伴随着矫顽力的增强。交换偏置效应在磁记录读头、磁性传感器和磁性随机存储器等方面具有良好的应用前景。

3、交换偏置在自旋电子领域具有重要地位，制备本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种具有垂直交换偏置效应的柔性薄膜结构，其特征在于，自下至上依次包括聚酰亚胺柔性基底、楔形缓冲层、楔形种子层、铁磁层、反铁磁层和保护层；其中，所述聚酰亚胺柔性基底、铁磁层、反铁磁层和保护层均为平坦结构层。

2.根据权利要求1所述的具有垂直交换偏置效应的柔性薄膜结构，其特征在于，所述聚酰亚胺柔性基底的厚度为10～15μm；和/或，

3.一种权利要求1或2所述的具有垂直交换偏置效应的柔性薄膜结构的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：在二氧化硅基片上制备聚酰亚胺柔性基底，通过直流磁控溅射，采用斜靶溅射在所述聚酰亚胺柔性基底上生长楔形缓冲层；通过直流磁控溅射，采用斜靶...

【技术特征摘要】

1.一种具有垂直交换偏置效应的柔性薄膜结构，其特征在于，自下至上依次包括聚酰亚胺柔性基底、楔形缓冲层、楔形种子层、铁磁层、反铁磁层和保护层；其中，所述聚酰亚胺柔性基底、铁磁层、反铁磁层和保护层均为平坦结构层。

2.根据权利要求1所述的具有垂直交换偏置效应的柔性薄膜结构，其特征在于，所述聚酰亚胺柔性基底的厚度为10～15μm；和/或，

3.一种权利要求1或2所述的具有垂直交换偏置效应的柔性薄膜结构的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：在二氧化硅基片上制备聚酰亚胺柔性基底，通过直流磁控溅射，采用斜靶溅射在所述聚酰亚胺柔性基底上生长楔形缓冲层；通过直流磁控溅射，采用斜靶溅射在所述楔形缓冲层上生长楔形种子层；通过直流磁控溅射，在所述楔形种子层上生长铁磁层；通过直流磁控溅射，在所述铁磁层上生长反铁磁层；通过直流磁控溅射，在所述反铁磁层上生长保护层，制备得到磁性薄膜；将所述磁性薄膜加磁场进行热处理，从二氧化硅基片上剥离聚酰亚胺柔性基底，制备得到所述具有垂直交换偏置效应的柔性薄膜结构。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：何开宙，何永成，员朝鑫，谢明玲，刘斌，王向谦，高晓平，
申请(专利权)人：甘肃省科学院传感技术研究所，
类型：发明
国别省市：