CoSiB/Pd多层膜垂直各向异性及热稳定性的研究

作者：卢学鹏; 俱海浪; 刘帅; 息剑峰; 李宝河^*

来源：稀有金属, 2018, 42(10): 1054-1059.

DOI：10.13373/j.cnki.cjrm.xy18010046

• CoSiB/Pd多层膜
• 反常霍尔效应
• 垂直磁各向异性
• 有效各向异性常数

采用磁控溅射方法在玻璃基片上制备了以Pd为底层的CoSiB/Pd多层膜样品,利用反常霍尔效应研究了多层膜垂直磁各向异性(perpendicular magnetic anisotropy,PMA)及薄膜的热稳定性。实验中改变了样品周期层中各层的厚度和周期数,结果表明这些变化对反常霍尔效应有着重要的影响。本实验通过对这些参数的调节获得了最佳多层膜样品结构Pd(3)/[CoSiB(0. 5)/Pd(0. 8)]2,周期层中CoSiB和Pd的最佳厚度分别为0. 5和0. 8 nm,最佳周期数为2。根据最佳样品的磁滞回线,计算得出该样品的有效各向异性常数Keff为9. 0×104J·m-3,说明样品具有良好的PMA性能。之后又对Pd(3)/[CoSiB(0. 5)/Pd(0. 8)]2进行了热稳定性分析,由于适当的退火有利于提高样品的结晶度,结果发现样品在200℃退火1 h之后的Keff提高到了9. 6×104J·m-3,样品的PMA性能得到了进一步的提高。而退火温度超过300℃时,由于高温破坏了多层膜界面,导致其PMA明显变差。该样品的总厚度为5. 6 nm,完全满足制备垂直磁结构材料的厚度要求。这些特点使其有利于作为自由层应用到磁隧道结构中。

• 单位
  北京工商大学