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垂直磁各向异性L10-Mn1.67Ga超薄膜分子束外延生长与磁性研究

肖嘉星 鲁军 朱礼军 赵建华

垂直磁各向异性L10-Mn1.67Ga超薄膜分子束外延生长与磁性研究

肖嘉星, 鲁军, 朱礼军, 赵建华
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  • 具有超强垂直磁各向异性的L10-MnxGa薄膜由于其与半导体材料结构及工艺的高度兼容性而受到广泛关注, 其超高垂直磁各向异性能和极低的磁阻尼因子预示着L10-MnxGa薄膜在高热稳定性自旋电子学器件中将发挥重要作用. 而L10-MnxGa超薄膜对于降低L10-MnxGa基垂直磁各向异性隧道结中的磁矩翻转临界电流密度有着重要的意义. 本文采用分子束外延的方法, 在半导体GaAs衬底上成功制备出了一系列不同厚度的L10-Mn1.67Ga薄膜, 厚度范围为1-5 nm. 生长过程中反射式高能电子衍射原位检测以及X射线衍射结果均表明了其良好的单晶相. 磁性测量结果表明, 厚度在1 nm以上的L10-Mn1.67Ga薄膜均可以保持垂直磁各向异性特征, 厚度为5 nm的L10-Mn1.67Ga薄膜的垂直磁各向异性能可达到14.7 Merg/cm3. 这些结果为基于L10-Mn1.67Ga的垂直磁各向异性隧道结在自旋转移扭矩驱动的磁随机存储器等低功耗器件的集成及应用提供了重要的实验支持.
      通信作者: 鲁军, lujun@semi.ac.cn;jhzhao@red.semi.ac.cn ; 赵建华, lujun@semi.ac.cn;jhzhao@red.semi.ac.cn
    • 基金项目: 国家高技术研究发展计划(批准号: 2014AA032904)、国家重点基础研究计划(批准号: 2015CB921500)和囯家自然科学基金重点项目(批准号: 61334006, 11304307)资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2016-01-23
  • 修回日期:  2016-03-01
  • 刊出日期:  2016-06-05

垂直磁各向异性L10-Mn1.67Ga超薄膜分子束外延生长与磁性研究

    基金项目: 

    国家高技术研究发展计划(批准号: 2014AA032904)、国家重点基础研究计划(批准号: 2015CB921500)和囯家自然科学基金重点项目(批准号: 61334006, 11304307)资助的课题.

摘要: 具有超强垂直磁各向异性的L10-MnxGa薄膜由于其与半导体材料结构及工艺的高度兼容性而受到广泛关注, 其超高垂直磁各向异性能和极低的磁阻尼因子预示着L10-MnxGa薄膜在高热稳定性自旋电子学器件中将发挥重要作用. 而L10-MnxGa超薄膜对于降低L10-MnxGa基垂直磁各向异性隧道结中的磁矩翻转临界电流密度有着重要的意义. 本文采用分子束外延的方法, 在半导体GaAs衬底上成功制备出了一系列不同厚度的L10-Mn1.67Ga薄膜, 厚度范围为1-5 nm. 生长过程中反射式高能电子衍射原位检测以及X射线衍射结果均表明了其良好的单晶相. 磁性测量结果表明, 厚度在1 nm以上的L10-Mn1.67Ga薄膜均可以保持垂直磁各向异性特征, 厚度为5 nm的L10-Mn1.67Ga薄膜的垂直磁各向异性能可达到14.7 Merg/cm3. 这些结果为基于L10-Mn1.67Ga的垂直磁各向异性隧道结在自旋转移扭矩驱动的磁随机存储器等低功耗器件的集成及应用提供了重要的实验支持.

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