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本文探索了提高坡莫合金(Ni0.82Fe0.18)薄膜的各向异性磁电阻(AMR)和磁性能,以适应其应用于高灵敏度磁头和传感器的途径。采用一种新的材料(Ni0.82Fe0.18)1-xNbx作种子层,用直流多靶磁控溅射设备制备了系列坡莫合金薄膜样品:(Ni0.82Fe0.18)1-xNbx(dnm)/Ni0.82Fe0.18(tnm)/Ta(3nm)(Ta为保护层),并对其磁阻回线、磁滞回线及微结构进行了测试。以实验结果为依据,分析了Nb原子的百分含量x和种子层厚度d对薄膜AMR和磁性能的影响及产生这种影响的可能机制,并与传统的种子层材料Ta作了比较。通过实验和测试分析,我们得到如下结论: (1)样品的AMR明显地依赖于种子层中Nb原子的百分含量x,先随x的增加先增大后减小,在x=27.1%处,AMR随x的变化曲线中出现一峰值;样品的AMR随种子层的厚度d的增加也是先增大后减小,在临界厚度d为5.32nm时达到一个最大值;与以传统材料Ta为种子层的坡莫合金薄膜相比,在坡莫合金层厚度t为10-45nm的范围内,前者的AMR值比后者提高了近10%-46%,如此高的AMR值未见过报道。 (2)沿样品易轴方向的矫顽力Hc1比难轴方向的矫顽力Hc2大,两者随Nb原子的百分含量x的变化是一致的,饱和磁化强度Ms随x的增大先增大后减小,在x=27.1%处,Hc1和Hc2都比较小,而Ms则达到最大;种子层厚度d不能明显改变坡莫合金薄膜的磁性能;与以传统材料Ta为种子层的坡莫合金薄膜相比,以(Ni0.82Fe0.18)0.829Nb0.271为种子层的坡莫合金薄膜的矫顽力只有轻微减小,但是Msg 以w讪Fq。t)lkNk为种于层的坡莫合全薄膜的各向异性戳电阻及磁性能研究 却要大,mk坡莫合金层厂度!的增加而增加,在坡莫合金层厚度t为处, 以帆。Fq.l’kwl为种于层的坡莫合金簿膜的 MS比以传统材料 Ta为种子 层的Ms提高了近20./。 u)X射线衍射表明新的种子层材料帅.stFeo.:dl-xNbx使坡莫合金薄膜出现 了好的*)结构和大晶粒现象,极大的改善了坡莫合金薄膜的微结构,这表明薄 膜都有好的陀性能。根据铡机制,太晶粒增加了坡莫合金簿膜的叩,减小了其 电阻率po,从而导致AMR的增大。 此外,对薄膜磁性随原子层数的变化作了初步理论分析,表明磁化强度随薄膜 厚度的减小而减小。这与实验预示相一致。 本文研究表明,以则句"l-~x 18)1抓为种子层的坡莫合金薄膜有大的各向异性 磁电阻及好的磁性能,(。82Fcyls)14:Nb.是一种可能替代传统种于层材料Ta的新 的种子层材料。