[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

本發明屬于磁性薄膜領域，尤其涉及一種可調控Cosubgt;2/subgt;FeX合金垂直磁各向異性的磁性薄膜材料及方法：該磁性薄膜材料包括：基底、緩沖層、磁性層、氧化物層和保護層，磁性層的磁性材料為斷裂式的Cosubgt;2/subgt;FeX/Zr/Cosubgt;2/subgt;FeX，Zr占磁性層的量比為0.001?50％，X為Al、Si或Mn中的一種或者多種。本發明的有益效果是，該磁性薄膜材料是在以Ta或者其它金屬做為緩沖層和保護層，在緩沖層上沉積Cosubgt;2/subgt;FeX/Zr/Cosubgt;2/subgt;FeX，再沉積金屬氧化物層，利用對氧有較強親和力的Zr來調控Cosubgt;2/subgt;FeX中Co、Fe氧化物的比例，改善薄膜中輸運性能，同時提高薄膜的垂直磁各向異性，以滿足磁性隨機存儲器和磁傳感器的應用需求。

技術領域

本發明屬于磁性薄膜領域，涉及一種可調控Co₂FeX合金垂直磁各向異性的磁性薄膜材料及方法。

背景技術

赫斯勒合金具有高自旋極化率、低阻尼常數、高的居里溫度，滿足磁性隨機存儲器(MRAM)中低磁化翻轉電流的需求，有望成為下一代高密度垂直磁記錄器件MRAM的電極材料而廣泛受到關注。但該合金由于磁晶各項異性能很低，使得在赫斯勒合金/氧化物多層膜中獲得PMA變得很困難，所以提高赫斯勒合金體系的磁各向異性成了其應用的關鍵。具有較高垂直磁各向異性和好的熱穩定性的磁性材料是MRAM、磁傳感器應用的基礎，目前國際上還在不斷地挖掘磁性薄膜的潛力，提高其磁性能和熱穩定性等，以擴大其應用領域。

發明內容

本發明公開了一種可調控Co₂FeX合金垂直磁各向異性的磁性薄膜材料及方法，以解決現有技術的上述技術問題以及其他潛在問題中的任意問題。

為了解決上述問題，本發明的技術方案是：可調控Co₂FeX合金垂直磁各向異性的磁性薄膜材料，

本發明的技術方案是：一種可調控Co₂FeX合金垂直磁各向異性的磁性薄膜材料，該磁性薄膜材料包括基底、緩沖層、Co₂FeX(X為Al、Si、Mn的一種或者多種)/Zr/Co₂FeX(X為Al、Si、Mn的一種或者多種)/MO(MO為金屬氧化物如MgO、AlOx等)多層膜、保護層；

其中，所述緩沖層和保護層均由金屬Ta或其它金屬或者不同金屬元素的復合層構成，其它金屬可以為Pt、Pd、Mo、Cr等。

進一步，所述基底為硅片、玻璃片、MgO基底。本發明的另一目的是提供上述磁性薄膜材料的制備方法，該方法具體包括以下步驟：

步驟1：選取基底材料，進行清洗；

步驟2：采用共濺射方法將Ta或其它金屬沉積在經步驟1處理后的基底材料上作為緩沖層，

步驟3：在所述緩沖層上沉積Co₂FeX(X為Al、Si、Mn的一種或者多種)/Zr/Co₂FeX(X為Al、Si、Mn的一種或者多種)/MO(MO為金屬氧化物如MgO、AlOx)多層膜；

步驟4：采用磁控濺射方法將Ta或其它金屬沉積在上述多層膜上作為保護層；

步驟5：將上述制備的(0.1～100.0m)Ta或其它金屬/Co₂FeX(X為Al、Si、Mn的一種或者多種)/Zr/Co₂FeX(X為Al、Si、Mn的一種或者多種)/MO(MO為金屬氧化物如MgO、AlOx)/(0.1～100.0nm)Ta或其它金屬薄膜材料放入真空退火爐進行退火處理。