Ti(t)/Co(54nm)/Ti(t)纳米薄膜的制备和磁特性

应用对靶磁控溅射法在玻璃基底上制备了Ti(t)/Co(54nm)/Ti(t)(t=5,10,15,20,25nm)纳米薄膜,研究了非磁性Ti层厚度对样品磁特性的影响.实验结果显示,Ti(5nm)/Co(54nm)/Ti(5nm)样品的垂直膜面矫顽力高达159kA·m-1.研究表明,如此高的矫顽力主要源于样品晶粒的磁晶各向异性.另外,非磁性Ti原子的扩散在一定程度上减小了磁性颗粒间的交换相互作用,导致出现大的矫顽力.     

沉积厚度对L10-FePt薄膜(001)织构和磁性的影响

采用直流磁控溅射方法在表面氧化的Si(001)基片上制备不同厚度的FePt薄膜, 并利用原子力显微镜(AFM)、 X射线衍射(XRD)和振动样品磁强计(VSM)表征样品的形貌、结构和磁性. 结果表明: 将薄膜样品在H₂气氛中经600 ℃退火1 h, 得到了L1₀-FePt薄膜; 薄膜具有(001)织构或明显的(001)取向生长, 随着沉积厚度
的增加, FePt的晶粒尺寸变大, 样品的有序化程度增大, (001)取向生长呈减弱的趋势; 样品均具有明显的垂直磁各向异性, 随着薄膜厚度的增加, 平行膜面矫顽力增大, 垂直膜面矫顽力先增大后减小, 当沉积厚度为10 nm时, 样品的垂直磁各向异性最佳.     

不同衬底温度下Tb/Fe/Dy纳米多层膜超磁致伸缩性能研究

采用多靶磁控溅射仪在室温和衬底温度为300 ℃的条件下制备Tb/Fe/Dy纳米多层膜,研究其磁性能和超磁致伸缩性能.结果表明该纳米多层膜较TbDyFe单层膜有更明显的垂直磁各向异性和更大的矫顽力.尽管纳米多层膜样品具有垂直各向异性,但仍具有超磁致伸缩性能.特别是衬底温度为300 ℃的纳米多层膜样品,具有Laves相结构的TbDyFe纳米晶体析出,使得低磁场下磁致伸缩性能有了显著的提高.     

纳米薄层Pt—Ru表面合金电极对一氧化碳的电催化氧化

本文通过循环伏安法在玻炭基底上沉积得到纳米薄层Pt－Ru表面合金电极（nm-Pt-Ru／GC）和Pt电极（nm－Pt／GC）．并测定这二种电极对一氧化碳的电催化氧化．结果表明：nm－Pt－Ru／GC电极对一氧化碳的电氧化比nm－Pt／GC电极具有更高的电催化活性．     

具有纳米氧化层自旋阀薄膜的XPS研究

采用X射线光电子能谱(XPS)研究了带有两种纳米氧化层(NOL)Ta/Ni80Fe20/Ir19Mn81/Co90Fe10∥NOL1∥Co90Fe10/Cu/Co90Fe10∥NOL2/Ta的镜面反射自旋阀薄膜的化学结构. 研究结果表明:CoFe/NOL1和NOL2/Ta界面处发生了热力学有利的化学反应. CoFe磁性敏感层仍保持金属特性,部分氧化的CoFe和Ta发生界面反应,使得Ta覆盖层被氧化成Ta2O5,形成NOL2. 由于仍存在部分金属CoFe,NOL1为不连续的氧化层,使得与IrMn层仍存在直接的交换耦合作用. 在退火过程中,IrMn层中的Mn原子扩散到NOL1中;然而,由于NOL1和扩散的Mn原子发生界面反应,生成Mn的氧化物,从而阻止Mn原子的进一步扩散,使其偏聚在NOL1中.     

纳米磁性多层膜电磁介观特性

利用多靶离子束真空溅射技术制备平面结构为“铁磁金属／非磁性绝缘体／铁磁金属”的纳米多层膜样品．在室温下研究了样品的电磁输运特性．测量了样品的磁致电阻、垂直和平行样品膜面方向的电磁输运特性．研究结果显示了纳米金属磁性多层膜材料的微结构空间位置相关性和电磁输运过程奇异的非定域特性．     

外磁场和电流共同驱动的磁纳米柱中磁矩动力学

针对自由层与自旋极化层均为垂直磁各向异性材料的磁纳米柱结构,基于Landau-Lifshitz-Gilbert-Slonczewski(LLGS)方程,利用微磁学模拟方法,研究了外磁场和电流导致的自旋转矩效应所驱动的自由层磁矩翻转特性.模拟结果显示磁矩翻转曲线中出现了多个"凸起"的非正常翻转状态;且凸起区域出现的位置与外加磁场大小、纳米柱尺寸和垂直磁各向异性相关,而与极化层磁矩的倾角大小无关.在自旋极化层的磁矩倾角给定时,凸起区域出现的磁矩状态有亚稳态、振荡态、稳定态3种.给出建立了它们随磁场和极化层倾角变化的参数相图.     

FexPt100-x取向薄膜的结构与磁性

用电子束沉积法在加热到100℃的MgO（001）基板上生长了50nm厚的FexPt100-x取向薄膜,原子比成分范围为x=[10,85].在500℃进行保温2h的原位热处理后,分析样品的结构及沿面内和垂直于薄膜方向施加磁场的磁性行为.结果表明,随着x的增加,易磁化轴的方向在沿平行于膜面方向和垂直于膜面方向之间反复变化,取决于内秉的磁晶各向异性与外秉的形状各向异性之间的竞争.当x=60时,由于薄膜发生不完全的A1→L10相转变,形成了A1软磁相与L10硬磁相的复合体,样品沿平行和垂直于膜面方向磁化的矫顽力都达到5kOe（1Oe=79.5775Am-1）以上.沿膜面方向磁化时,矫顽力高于软磁相的磁晶各向异性场,并且正负向磁化的剩余磁化强度明显不相等.采用三磁畴软磁相模型,结合硬磁/软磁交换耦合作用,对此进行了解释.这种硬磁/软磁复合材料适合于用来制作磁力显微镜的各向同性高矫顽力探针.     

Co/Pb多层膜的磁垂直各向异性与磁光克尔效应

我们用射频磁控溅射方法制备了一系列Ｃｏ／Ｐｂ多层膜样品，转矩仪测量结果表明，当Ｐｂ层厚度小于２纳米时，磁垂直各向异性场Ｈｕ随Ｐｂ层厚度的减小而增加。在磁光极克尔效应的测量中，发现在短波方向有磁光增强现象，并对磁光增强的可能机制进行了研究     

常温直流对靶溅射制备高TCR氧化钒薄膜

常温下用直流对靶磁控溅射的方法在玻璃基片上制备出了高电阻温度系数（TCR）氧化钒薄膜．通过设计正交试验，系统分析了Ar和O2的标准体积比、溅射功率、工作压强和热处理时间对氧化钒薄膜TCR的影响．对最佳工艺条件下制得的薄膜进行电阻温度特性测试，TCR达到-3．3％／K，室温方块电阻为28．5kΩ，个别样品的TCR达到-40%／K以上．扫描电子显微镜（SEM）和原子力显微镜（AFM）的形貌分析显示，这种制备方法结合适当的退火可以制备出氧化钒多晶薄膜，晶粒尺寸在纳米数量级．X射线光电子能谱（XPS）分析发现，高TCR薄膜样品中钒的总体价态接近＋4价．所有结果表明，制得的氧化钒薄膜电性能满足红外探测器的要求，且该工艺能与CMOS工艺兼容．     

成分对CoCr薄膜磁畴影响的研究

对Cr含量为0-23 at％的不同成分系列的CoCr合金薄膜磁畴的研究表明,随着Cr成分增多时其磁各向异性和相关的磁畴结构都敏感地变化。当Cr含量少于17at％时,面内磁化强度为主,并有多种结构形式。超过Cr含量11.2 at％后,少量的垂直磁化强度点畴出现,并随Cr含量增多而增多。Cr含量在17-23 at％的范围内可获得垂直磁各向异性为主的CoCr膜,也可能得到用于高密度垂直磁记录的优良薄膜磁性能。显微照片显示了点畴的尺寸比膜表面的晶粒的或膜断面的晶柱的尺寸都大些。因此,可以得出结论,即其一个自发磁化强度点畴是由一束晶柱或长成的晶粒组成,并都处在单畴状态。     

非晶Tb-Gd-Co合金薄膜特性研究

磁光存储材料的研充,最重要的是探求实用化磁光介质薄膜材料和制备工艺.非晶稀土-过渡金属(以下缩写为RE-TM)材料,适于使用制作磁光盘已崭露头角,由三元合金Gd-Fe-Co或Tb-Fe-Co膜做成的磁光盘样机已经问世.在以(Tb,Gd)_x-(Fe,Co)_(1-x)为基础的合金薄膜系列里,Tb-Gd-Co比Gd-Fe-Co有更大的矫顽力,这对提高存储密度是有利的.此外,Tb-Gd-Co材料还可以提供稍大的克尔(Kerr)旋转角θ_k和宽温特性.近年来,人们很重视非晶Tb-Gd-Co膜的研究,Togami首先报道Tb-Gd-Co膜,随后,Luborsky等人从实验肯定Tb-Gd-Co膜用作磁光介质的稳定性.为使Tb-Gd-Co材料达到实用化,本文研究了溅射参数对非晶Tb-Gd-Co合金薄膜特性的影响,获得了比较好的     

Tuning the magnetic anisotropy in LSMO manganite films through non-magnetic nanoparticles

We report the observation of anomalous magnetic anisotropy driven by nonmagnetic ZrO2 nanoparticles in epitaxial La2/3Sr1/3MnO (LSMO) films grown on LaAlO3 (LAO) substrates. The compressive epitaxial strain imposed by the lattice mismatch of substrate and film is tuned by the density of ZrO2 nanoparticles embedded in the film matrix and affects the magnetic anisotropy as well as the magnetotransport properties. Epitaxial 54 nm thick LSMO thin films with different concentrations of ZrO2 nanoparticles demonstrate anisotropic hysteresis loops concomitant with anisotropic magnetotresistance behavior. The biaxial epitaxial strain, induced by the substrate/film lattice parameter mismatch is partially relaxed by increasing the density of precipitates and they serve as a tuning parameter for the strain state. We interpret our results by a strain-induced interplay of impurity scattering, weak localization and magnetic domain structure.     

Dependence of domain wall structures on repetition n in [Pt(0.5 nm)/Co(0.4 nm)]n/NiO(1.1 nm)/[Co(0.4 nm)/Pt(0.5 nm)]n multilayers

The magnetic force microscopy and a sample vibrating magnetometer have been used to investigate the domain structure in two antiferromagnetically coupled Co/Pt multilayers. In the antiferromagnetic coupled [Pt(0.5 nm)/Co(0.4 nm)]_n /NiO(1.1 nm)/[Co(0.4 nm)/Pt(0.5 nm)]_n multilayers with perpendicular anisotropy, the antiferromagnetic interlayer coupling strength increases linearly with the repetition number n in Co/Pt multilayers. In demagnetized states, relatively shifted domain walls in the two Co/Pt multilayers are observed, with net ferromagnetic stripes formed between them for the repetition number n less than 5, and the stripe width decreases with the increase of n. The occurrence of these features can be attributed to the competition between the interlayer coupling and magnetostatic energies.     

Ni／Cr多层膜的磁各向异性

利用振动样品磁强计和铁磁共振仪研究了Ｎｉ／Ｃｒ多摹 磁各向异性。     

La2/3Pb1/3MnO3外延膜的结构及磁电特性研究

通过射频磁控溅射法在单晶LaAlO3(100)衬底上成功的沉积了膜厚为300 nm的La2/3Pb1/3MnO3外延膜。利用X射线衍射仪、原子力和超导量子干涉仪、直流四探针法对其结构、磁电特性进行了系统的研究。结果表明,薄膜为赝立方钙钛矿结构,沿(100)方向择优生长,具有良好的单晶外延结构。居里温度TC=345 K,在居里温度附近,发生铁磁-顺磁转变。此材料呈现出一种典型的自旋玻璃特性,是由于应力造成的。对于顺磁态、自旋玻璃态及铁磁态时其磁矩分布给予了合理的解释。在1 T磁场下,其磁电阻极大值为23.4%。     

[Ag／CoPt]n／Ag薄膜的结构和磁性

采用磁控溅射方法在玻璃基片上制备了[Ag／CoPt]n／Ag薄膜,并在600℃退火30min．结果表明,Ag掺杂厚度（x）对CoPt薄膜的结构和磁性影响很大．当Ag层厚度为0．5nm时,薄膜的垂直取向程度最高,其垂直矫顽力高达8．68×10^5A·m^-1而平行矫顽力仅为0．54×10^5A·m^-1．适当厚度的Ag不仅有利于薄膜的垂直取向,而且能降低晶粒间的交换耦合作用．     

Perpendicular switching of a single ferromagnetic layer induced by in-plane current injection

Modern computing technology is based on writing, storing and retrieving information encoded as magnetic bits. Although the giant magnetoresistance effect has improved the electrical read out of memory elements, magnetic writing remains the object of major research efforts. Despite several reports of methods to reverse the polarity of nanosized magnets by means of local electric fields and currents, the simple reversal of a high-coercivity, single-layer ferromagnet remains a challenge. Materials with large coercivity and perpendicular magnetic anisotropy represent the mainstay of data storage media, owing to their ability to retain a stable magnetization state over long periods of time and their amenability to miniaturization. However, the same anisotropy properties that make a material attractive for storage also make it hard to write to. Here we demonstrate switching of a perpendicularly magnetized cobalt dot driven by in-plane current injection at room temperature. Our device is composed of a thin cobalt layer with strong perpendicular anisotropy and Rashba interaction induced by asymmetric platinum and AlOx interface layers. The effective switching field is orthogonal to the direction of the magnetization and to the Rashba field. The symmetry of the switching field is consistent with the spin accumulation induced by the Rashba interaction and the spin-dependent mobility observed in non-magnetic semiconductors, as well as with the torque induced by the spin Hall effect in the platinum layer. Our measurements indicate that the switching efficiency increases with the magnetic anisotropy of the cobalt layer and the oxidation of the aluminium layer, which is uppermost, suggesting that the Rashba interaction has a key role in the reversal mechanism. To prove the potential of in-plane current switching for spintronic applications, we construct a reprogrammable magnetic switch that can be integrated into non-volatile memory and logic architectures. This device is simple, scalable and compatible with present-day magnetic recording technology.     

Fe层厚度对Fe／Mo多层膜巨磁电阻的影响

详细研究了用溅射法制备的Ｆｅ／Ｍｏ多层膜系统的结构，磁性及磁电阻效应。发现当保护Ｍｏ层厚度为０．８ｎｍ、Ｆｅ层厚度ｄＦｅ由２．２ｎ，减到０．４ｎｍ时，ＧＭＲ在ｄＦｅ〈１．４ｎｍ有一迅速增加，并在ｄＦｅ＝０．９ｎｍ时达极大值，然后下降，矫顽力显示出类似的行为。