[發明專利]可調控Co2

有效

• 申請號: 202110255553.1
• 申請日: 2021-03-09
• 公開（公告）號: CN113036034B
• 公開（公告）日: 2023-07-25
• 發明（設計）人: 李明華;陳宇;許銘揚;李闊;劉沛橋;張垚;于廣華
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: H10N50/85
• 分類號: H10N50/85;H10N50/80;H10N50/01
• 代理公司: 北京金智普華知識產權代理有限公司 11401
• 代理人: 朱艷華

1.一種可調控Co₂FeX合金垂直磁各向異性的磁性薄膜材料，該可調控Co₂FeX合金垂直磁各向異性的磁性薄膜材料包括：基底、緩沖層、磁性層、氧化物層和保護層，且所述基底、緩沖層、磁性層、氧化物層和保護層從下到上依次設置，其特征在于，所述磁性層的磁性材料為斷裂式的Co₂FeX/Zr/Co₂FeX，其中，X為Al、Si、Mn的一種或者多種，Zr占磁性層的質量比為0.001-50％；Zr和Co2FeX之間分別沉積或與上層Co2FeX共濺射。

2.根據權利要求1所述的磁性薄膜材料，其特征在于，所述氧化物層為金屬氧化物，所述緩沖層和保護層為單金屬層或復合金屬層。

3.根據權利要求2所述的磁性薄膜材料，其特征在于，所述單金屬層為金屬Ta、貴金屬或稀有金屬元素，復合金屬層為金屬Ta與貴金屬和稀有金屬元素，所述貴金屬為Pt或Pd，所述稀有金屬為Mo或Cr。

4.根據權利要求1所述的磁性薄膜材料，所述基底為硅片或玻璃片、MgO基底材料。

5.一種制備如權利要求1-4任意一項所述的磁性薄膜材料的方法，其特征在于，該方法具體包括以下步驟：

S1)選取基底材料，進行清洗；

S2)采用磁控濺射方法在經S1)處理后的基底材料上沉積緩沖層；S3)再在S2)得到緩沖層上沉積一定厚度的斷裂式磁性層，再沉積氧化物層；

S4)再采用磁控濺射方法將Ta或者其它金屬沉積在氧化物層上作為保護層；

所述其它金屬為貴金屬或稀有金屬元素，所述貴金屬為Pt或Pd，所述稀有金屬為Mo或Cr；

S5)將經過S4)制備的薄膜在真空退火爐中進行退火處理，最終得到可調控Co₂Fe_X合金垂直磁各向異性的磁性薄膜材料。

6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，所述S2)和S4)中的磁控濺射方法的具體工藝為：濺射室本底真空度為1.0×10-4～9.9×10-4Pa或者1.0×10-5～9.9×10-5Pa，濺射前通入鍍膜室99.99％純度氬氣0.5～1小時，維持在氣壓0.1～1.5Pa；濺射時99.99％純度的高純氬氣氣壓為0.2～2.7Pa；基片用循環去離子水冷卻，平行于基片平面方向加有5～60kA/m的磁場。

7.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，所述S5)中的退火工藝為：退火爐本底真空為1.0×10^-4～9.9×10^-4Pa或者1.0×10^-5～9.9×10^-5Pa、退火溫度為100-500℃，退火時間為1分鐘-120分鐘，退火時沿薄膜的易軸方向加5-100kA/m的磁場，并在磁場中隨爐冷卻。

8.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，所述緩沖層、氧化物層和保護層的沉積厚度均為：0.1～100.0nm。

9.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，所述磁性層的厚度為：1.0～200.0nm，所述磁性層結構為Co2FeX/Zr/Co2FeX，其中，Zr占磁性層的質量比為0.001-50％。

10.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，所述可調控Co₂Fe?X合金垂直磁各向異性的磁性薄膜材料的熱穩定性達到400℃。