Магнитные и магниторезистивные свойства поликристаллических Co/Cu/Co пленок, полученных магнетронным распылением

• Автор: Корнилов, Андрей Викторович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Уссурийск
• Количество страниц: 143 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Гигантский магниторезистивный эффект многослойных

пленок

1.2. Буферные слои в многослойных пленках

1.3. Изотермический отжиг в слоистых структурах

ГЛАВА 2. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА

2.1. Магнетронный метод получения пленок

2.2. Методика измерения магнетосопротивления

2.3. Определение толщины слоев мультислойных пленок
2.4. Измерение магнитных параметров пленок
2.5. Методы исследования структуры и фазового состава
пленок с помощью электронного микроскопа
2.5.1. Метод электронной микродифракции
2.5.2. Лоренцева электронная микроскопия
ГЛАВА 3. ГИГАНТСКОЕ МАГНЕТОСОПРОТИВЛЕНИЕ ТРЕХСЛОЙНЫХ ПЛЕНОК Со/СиСо
3.1. Зависимость гигантского магнетосопротивления от толщины немагнитной прослойки
3.2. Изотермический отжиг Со/Си/Со пленок
3.2.1. Зависимость гигантского магниторезистивного эффекта от температуры отжига
3.2.2. Влияние отжига на магниторезистивные петли и поле насыщения

3.3. Влияние остаточных газов на ГМР эффект
3.4. Влияние технологических условий на свойства Со/Си/Со
пленок
3.4.1. Магнитные и магниторезистивные петли
гистерезиса осажденных пленок
3.4.2. Магнитные и магниторезистивные петли
гистерезиса отожженных пленок
3.5. Влияние толщины буферного слоя на величину
магнетосопротивления
3.6. Магниторезистивный эффект многослойных пленок
[Со/Си]п
3.7. Выводы
ГЛАВА 4. УГЛОВАЯ ЗАВИСИМОСТЬ ГИГАНТСКОГО
МАГНИТОРЕЗИСТИВНОГО ЭФФЕКТА В Со/Си/Со ПЛЕНКАХ.
4.1. Зависимость формы петель магниторезистивного гистерезиса от ориентации внешнего магнитного поля и плоскости пленки
4.2. Определение магнитных параметров Со/Си/Со пленок
4.2.1. Определение критических полей
4.2.2. Определение поля насыщения и намагниченности насыщения
4.2.3. Определение угла выхода вектора намагниченности
из плоскости пленки
4.3. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ
В последние годы возрос интерес исследователей, инженеров, технологов к слоистым структурам, состоящим из различных полупроводниковых (полупроводниковых сверхрешеток) или магнитных (магнитных мультислоев) материалов. Практическая значимость этих материалов для электроники и оптоэлектроники связана с быстродействием, снижением энергетических потерь и небольшими размерами компонент устройств на этих структурах.
Для фундаментальной науки подобные структуры представляют интерес как совершенно новые типы искусственных материалов с необычными физическими свойствами. Большое значение имеет и то, что современные технологии позволяют получать тонкопленочные структуры с заданными физическими свойствами, путем конструирования этих материалов на атомном уровне. Интерес к слоистым структурам стимулирует развитие современных технологий, в первую очередь молекулярно-лучевой эпитаксии (МЛЭ) и эпитаксии из металлоорганических соединений, и методов контроля состава и структуры поверхности на атомном уровне; например, таких как сканирующая туннельная микроскопия (СТМ), электронная оже -спектроскопия (ЭОС), дифракция быстрых электронов (ДОБЭ) и т. д.
Особенностью магнитных мультислоев, которая включила последние в число наиболее интересных материалов, является взаимосвязь их электрических и магнитных свойств. Так, в многослойных магнитных структурах наблюдается гигантское изменение сопротивления под действием магнитного поля.
Энергонезависимость, неограниченный срок службы, радиационная стойкость, широкий температурный диапазон, высокая чувствительность к магнитным полям, присущие элементам с гигантским магниторезистивным

(прямоугольность петли гистерезиса) для образца А - Ir/Is = 0.61, включая влияние намагниченности буферного слоя Fe (без влияния намагниченности буферного слоя Fe Ir/Is = 0.41), для образца Б - Ir/Is = 0.73, включая влияние намагниченности покрывающего слоя Fe (без влияния намагниченности покрывающего слоя Fe Ir/Is = 0.55), для образца С - Ir/Is = 0.72. Высокое отношение yis указывает на то, что выравнивание векторов намагниченности Ni-Fe-Co слоев не достаточно ангипараллельно в малых магнитных полях. Использование данных буферных слоев не привело и к существенному уменьшению поля насыщения. Для всех образцов с толщиной Си прослойки равной 1 нм, поля насыщения мультислоев были больше, чем 100 кА/м. Иная ситуация наблюдается в мультислоях с толщиной слоя Си равной 2.3 нм. Во втором антиферромагнитном максимуме при толщине медного слоя 2.3 нм буферные слои NiO/Fe, NiO и NiO/Hf приводят к слабой текстуре (100), слабой текстуре (111) и сильной текстуре (111), соответственно, а прямоугольность петли гистерезиса равна для образца А - 0.47, включая влияние намагниченности буферного слоя Fe (I/Is = 0.14 без влияния намагниченности буферного слоя Fe, для образца Б - Ir/Is = 0.29 без влияния намагниченности покрывающего слоя Fe и для образца С - 1ГД5 = 0.39. Однако, существенно снизились поля насыщения этих образцов. Для текстур (100) и (111) поля насыщения оказались равными 13.7 кА/м и 2 - 3 кА/м, соответственно. Поля насыщения мультислоев со слабой или сильной текстурой (111) приблизительно в 5 раз ниже, чем в мультислоях со слабой текстурой (100) в Ni-Fe-Co/Cu мультислоях во втором антиферромагнитном максимуме.
Кристидес С. с соавторами [59] исследовали влияние эффекта магнитостатических взаимодействий на ГМС и магнитные свойства образцов. Авторы исследовали образцы Б1(100)/(буфер)/[Со(1 нм)/Си(2.1 нм)]зо, которые были осаждены на подложку Si(100) и буферный слой Si02 толщиной 500 нм с атомарно совершенной поверхностью и находящейся в тепловом контакте с охлаждающей подложкой, на подложку Si(100) и