CoFe-AlOx-CoFe磁性隧道結結構多層膜的熱穩(wěn)定性研究.pdf

1、基于多層膜巨磁電阻材料的磁阻傳感器的可靠性和使用壽命受材料熱穩(wěn)定性的制約。國內外眾多學者針對磁電阻多層膜及其中的交換偏置雙層膜的熱穩(wěn)定性開展了卓有成效的研究工作。本文采用磁控濺射法制備了結構為/Seed Ta/Ir20Mn80/Co75Fe25/AlOx/Co75Fe25/CapTa/的隧道結多層膜，通過VSM、TEM和原子顯微鏡等測試分析手段研究了退火對隧道結結構多層膜的磁化反轉過程的影響，并研究了隧道結的熱弛豫現(xiàn)象，其中著重分析了影

2、響其熱穩(wěn)定性的主要因素及機理。
　　 研究結果表明，退火前后的磁隧道結樣品的被釘扎層都具有明顯的練習效應，該現(xiàn)象產生的主要原因是AFM 層自旋結構的重新排列。磁場變化率越大，被釘扎層的矯頑力就越高。隨著磁場變化率的增大，被釘扎層的磁化反轉的機理從疇壁移動主導轉變?yōu)榉聪虼女牭男魏酥鲗?。退火提高了多層膜AFM 層的單軸各向異性，使得樣品交換偏置場增加。隨著在負飽和場中等待時間的增加，在退火前后樣品的被釘扎層中均出現(xiàn)了熱弛豫現(xiàn)象，產生

3、該現(xiàn)象的原因是AFM 磁矩越過一定能壘的熱激活反轉。退火后，樣品中晶粒略微長大，缺陷減少，磁化反轉能壘提高，弛豫時間τD 變長，熱穩(wěn)定性提高。交換偏置場Hex和被釘扎層的矯頑力Hcp隨測量溫度升高而單調減??；自由層的矯頑力先隨測量溫度升高而增大，達到373 K 以后，隨測量溫度升高而迅速減小。
　　 在多個溫度下進行負飽和場等待時，被釘扎層的交換偏置場均單調減小，并且隨溫度升高而加速減小。溫度變化引起的熱穩(wěn)定性的變化可以認為是能