基于多层膜巨磁电阻材料的磁阻传感器的可靠性和使用寿命受材料热稳定性的制约。国内外众多学者针对磁电阻多层膜及其中的交换偏置双层膜的热稳定性开展了卓有成效的研究工作。本文采用磁控溅射法制备了结构为/Seed Ta/Ir20Mn80/Co75Fe25/AlOx/Co75Fe25/Cap Ta/的隧道结多层膜,通过VSM、TEM和原子显微镜等测试分析手段研究了退火对隧道结结构多层膜的磁化反转过程的影响,并研究了隧道结的热弛豫现象,其中着重分析了影响其热稳定性的主要因素及机理。研究结果表明,退火前后的磁隧道结样品的被钉扎层都具有明显的练习效应,该现象产生的主要原因是AFM层自旋结构的重新排列。磁场变化率越大,被钉扎层的矫顽力就越高。随着磁场变化率的增大,被钉扎层的磁化反转的机理从畴壁移动主导转变为反向磁畴的形核主导。退火提高了多层膜AFM层的单轴各向异性,使得样品交换偏置场增加。随着在负饱和场中等待时间的增加,在退火前后样品的被钉扎层中均出现了热弛豫现象,产生该现象的原因是AFM磁矩越过一定能垒的热激活反转。退火后,样品中晶粒略微长大,缺陷减少,磁化反转能垒提高,弛豫时间τD变长,热稳定性提高。交换偏置场Hex和被钉扎层的矫顽力Hcp随测量温度升高而单调减小;自由层的矫顽力先随测量温度升高而增大,达到373 K以后,随测量温度升高而迅速减小。在多个温度下进行负饱和场等待时,被钉扎层的交换偏置场均单调减小,并且随温度升高而加速减小。温度变化引起的热稳定性的变化可以认为是能垒分布的变化引起的反转机制的变化。