選用具有高自旋極化率材料作為垂直磁性隧道結(jié)（P-MTJ）時可以獲得高的隧穿磁電阻（TMR）,高磁晶各向異性材料用作磁記錄媒介時可以提高存儲單元的熱穩(wěn)定性從而避免因記錄單元尺寸減小而引起的超順磁效應(yīng)。本論文以典型Heeusler型自旋零帶隙半導(dǎo)體（SGS）材料CoFeMnSi和具有高磁晶各向異性Co基（Co-Zr、Co-Hf系）無稀土硬磁材料為研究對象,使用磁控濺射法在Si襯底上制備了結(jié)構(gòu)為Ta/Pd鐵磁層/MgO/Pd多層膜,通過改變鐵磁層厚度、MgO厚度、退火溫度以及界面結(jié)構(gòu)詳細(xì)探討了三種體系的垂直磁各向異性（PMA）。研究了氫氣對具有PMA效應(yīng)的CoFeMnSi薄膜磁膜磁性的影響,同時通過C、N摻雜調(diào)控了Co-Zr、Co-Hf薄膜的硬磁性能.具體內(nèi)容如下:首先通過調(diào)控鍍膜工藝，探究了 CoFeMnSi層厚度、MgO層厚度、退火溫度以及Pd/CoFeMnSi 和 CoFeMnSi/MgO 界面對 CoFeMnSi薄 PMA的影響。結(jié)果表明:Ta/Pd/CoFeMnSi（2.3 nm）/MgO（1.3 nm）/Pd結(jié)構(gòu)經(jīng)300℃退火后體系肯有最強的PMA效應(yīng)，其回線矩形度為0.95,K... 

【文章來源】：西安理工大學(xué)陜西省

【文章頁數(shù)】：63 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

硬盤存儲密度的發(fā)展歷程

圖 1-2 磁記錄工作原理(a)水平磁記錄，(b)垂直磁記錄[11].1-2. Schematic diagrams illustrating the working principle of two different magnetic recording m(a) Longitudinal and (b) Perpendicular recording在垂直磁記錄中，當(dāng)數(shù)據(jù)存儲密度不斷增加，記錄介質(zhì)體積逐漸減小時，隨著磁性尺寸的不斷減小仍會面臨因熱擾動引起的超順磁效應(yīng)的制約。由奈爾(Néel)定律[12]可穩(wěn)定性因子 = (其中 V 為磁體晶粒尺寸， 為材料的磁晶各向異性常數(shù)， 代表玻爾茲曼常數(shù)，溫度。當(dāng)記錄單元尺寸降低到一定程度時，磁疇將受到環(huán)境熱能 的擾動使記錄信穩(wěn)定，這使得存儲密度難以進一步提升。但選用具有高磁晶各向異性的磁性材料可以小尺寸顆粒的熱穩(wěn)定性，從而降低因存儲單元體積減小而引起的超順磁效應(yīng)[13-14]。因于高磁晶各向異性材料的研究受到了學(xué)者們的廣泛關(guān)注。垂直磁各向異性材料在硬盤領(lǐng)域提高數(shù)據(jù)存儲密度時，其在下一代非易失性緩存和的理想器件——磁性隨機存儲器(MRAM)中也起到至關(guān)重要的作用。磁性隨機存儲器于磁電阻效應(yīng)進行信息記錄的，磁電阻效應(yīng)的核心結(jié)構(gòu)為磁隧道結(jié)(MTJs)[15]，MT

= 粒尺寸， 為材料的磁晶各向異性常數(shù)， 代尺寸降低到一定程度時，磁疇將受到環(huán)境熱能密度難以進一步提升。但選用具有高磁晶各向異定性，從而降低因存儲單元體積減小而引起的超材料的研究受到了學(xué)者們的廣泛關(guān)注。材料在硬盤領(lǐng)域提高數(shù)據(jù)存儲密度時，其在下一性隨機存儲器(MRAM)中也起到至關(guān)重要的作信息記錄的，磁電阻效應(yīng)的核心結(jié)構(gòu)為磁隧道MR)的基本單元，目前 MRAM 器件的開發(fā)均是著兩個矯頑力大小不同的磁性層，其中參考層為頑力較小的磁性層為自由層。當(dāng)外磁場的變化范著自由層的磁化方向的變化而變化。如圖 1-3 所表現(xiàn)為低電阻態(tài)；當(dāng)兩個鐵磁性電極的磁化方

【參考文獻】：
期刊論文
[1]新型磁性隧道結(jié)材料及其隧穿磁電阻效應(yīng)[J]. 韓秀峰,劉厚方,張佳,師大偉,劉東屏,豐家峰,魏紅祥,王守國,詹文山.  中國材料進展. 2013(06)

博士論文
[1]高密度磁記錄介質(zhì)用Fe（Co）Pt納米結(jié)構(gòu)的制備與研究[D]. 鄧晨華.山西師范大學(xué) 2016
[2]能量輔助磁記錄中材料和器件的微磁學(xué)模擬研究[D]. 張夢偉.清華大學(xué) 2015
[3]Co基合金垂直磁各向異性薄膜的研究[D]. 尹少騫.北京科技大學(xué) 2015
[4]CoFeB基垂直磁化膜的反常霍爾效應(yīng)研究[D]. 吳少兵.華中科技大學(xué) 2013

碩士論文
[1]Pd/Heulser合金(Co2FeAl0.5Si0.5,Co2MnSi)/MgO薄膜垂直磁各向異性的研究[D]. 付花睿.西安理工大學(xué) 2016
[2]FePt和FePt-Si-N磁記錄薄膜的制備、結(jié)構(gòu)與性能[D]. 劉靜.華南理工大學(xué) 2013
[3]基于L10FePt的垂直磁記錄薄膜的制備及性能研究[D]. 張立.上海師范大學(xué) 2013
[4]基于TMR效應(yīng)的磁隨機存儲器存儲單元制備工藝研究[D]. 邱偉.華中科技大學(xué) 2012
[5]基于過渡金屬材料儲氫的機理研究[D]. 肖紅.湘潭大學(xué) 2010



本文編號：3215957