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CoFeB/AlOx/Ta及AlOx/CoFeB/Ta结构中垂直易磁化效应的研究

陈希 刘厚方 韩秀峰 姬扬

CoFeB/AlOx/Ta及AlOx/CoFeB/Ta结构中垂直易磁化效应的研究

陈希, 刘厚方, 韩秀峰, 姬扬
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  • 本文详细研究了在不同氧化层和铁磁层厚度情况下, 底层CoFeB/AlOx/Ta结构和 顶层AlOx/CoFeB/Ta结构中的垂直磁各向异性. 在底层CoFeB/AlOx/Ta结构中观察到了垂直磁化的磁滞回线, 证明了其垂直易磁化效应的存在; 而在顶层AlOx/CoFeB/Ta结构中却没有观察到类似的磁滞回线. 对这种对称结构中的非对称现象进行了分析. 研究还发现不同的氧化层和铁磁层厚度均会影响层间界面相互作用的强度, 从而导致结构的垂直磁化曲线矫顽力大小发生改变. 这项研究将对基于AlOx氧化层垂直磁隧道结的研制具有重要的意义.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 91021022);国家重点基础研究发展计划(973计划)(批准号: 2009CB929301, 2010CB934400)和国家自然科学基金重点项目(批准号: 10934009)资助的课题.
    [1]

    Mangin S, Ravelosona D, Katine J A, Carey M J, Terris B D, Eric E F 2006 Nature Mater. 5 210

    [2]

    Meng H, Wang J P 2006 Appl. Phys. Lett. 88 172506

    [3]

    Kou S P, Lu R, Liang J Q 2003 Chin. Phys. Lett. 19 1525

    [4]

    Kim G, Sakuraba Y, Oogane M, Ando Y, Miyazaki T 2008 Appl. Phys. Lett. 92 172502

    [5]

    Ding Y, Judy J H, Wang J P 2005 J. Appl. Phys. 97 10J117

    [6]

    Nishimura N, Hirai T, Koganei A, Ikeda T, Okano K, Sekiguchi Y, Osada Y 2002 J. Appl. Phys. 91 5246

    [7]

    Mizunuma K, Ikeda S, Park J H, Yamamoto H, Gan H D, Miura K, Hasegawa H, Hayakawa J, Matsukura F, Ohno H 2009 Appl. Phys. Lett. 95 232516

    [8]

    Ikeda S, Miura K, Yamamoto H, Mizunuma K, Gan H D, Endo M, Kanai S, Hayakawa J, Matsukura F, Ohno H 2010 Nature Mater. 9 721

    [9]

    Wang W X, Yang Y, Naganuma H, Ando Y, Yu R C, Han X F 2011 Appl. Phys. Lett. 99 012502

    [10]

    Worledge D C, Hu G, Abraham D W, Sun J Z, Trouilloud P L, Nowak J, Brown S, Gaidis M C, O'Sullivan E J, Robertazzi R P 2011 Appl. Phys. Lett. 98 022501

    [11]

    Cheng C W, Feng W, Chern G, Lee C M, Wu T 2011 J. Appl. Phys. 110 033916

    [12]

    Chen Y T, Wu J W 2011 J. Alloy. Compd. 509 9246

    [13]

    Yamanouchi M, Koizumi R, Ikeda S, Sato H, Mizunuma K, Miura K, Gan H D, Matsukura F, Ohno H 2011 J. Appl. Phys. 109 07C712

    [14]

    Spoddig D, Köhler U, Haak M, Kneppe M, Schmitte T, Westphalen A, Theis-Bröhl K, Meckenstock R, You D, Pelzl J 2008 Superlattices Microstruct. 43 180

    [15]

    Hirose Y, Hitosugi T, Kasai J, Furubayashi Y, Nakajima K, Chikyow T, Konuma S, Shimada T, Hasegawa T 2010 Appl. Phys. Lett. 96 042503

    [16]

    Liu N, Wang H, Zhu T 2012 Acta Phys. Sin. 61 167594 (in Chinese) [刘娜, 王海, 朱涛 2012 物理学报 61 167594]

    [17]

    Ma Q L 2011 Ph. D. Dissertation (Beijing: Graduate University of Chinese Academy of Sciences) (in Chinese) [马勤礼 2011 博士学位论文(北京: 中国科学院研究生院)

    [18]

    Endo M, Kanai S, Ikeda S, Matsukura F, Ohno H 2010 Appl. Phys. Lett. 96 212503

  • [1]

    Mangin S, Ravelosona D, Katine J A, Carey M J, Terris B D, Eric E F 2006 Nature Mater. 5 210

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    Meng H, Wang J P 2006 Appl. Phys. Lett. 88 172506

    [3]

    Kou S P, Lu R, Liang J Q 2003 Chin. Phys. Lett. 19 1525

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    Chen Y T, Wu J W 2011 J. Alloy. Compd. 509 9246

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    [15]

    Hirose Y, Hitosugi T, Kasai J, Furubayashi Y, Nakajima K, Chikyow T, Konuma S, Shimada T, Hasegawa T 2010 Appl. Phys. Lett. 96 042503

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    Ma Q L 2011 Ph. D. Dissertation (Beijing: Graduate University of Chinese Academy of Sciences) (in Chinese) [马勤礼 2011 博士学位论文(北京: 中国科学院研究生院)

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    [3] 王日兴, 肖运昌, 赵婧莉. 垂直磁各向异性自旋阀结构中的铁磁共振. 物理学报, 2014, 63(21): 217601. doi: 10.7498/aps.63.217601
    [4] 俱海浪, 王洪信, 程鹏, 李宝河, 陈晓白, 刘帅, 于广华. 磁性多层膜CoFeB/Ni的垂直磁各向异性研究. 物理学报, 2016, 65(24): 247502. doi: 10.7498/aps.65.247502
    [5] 张 泽, 王 勇, 曾中明, 韩秀峰. 电子全息对磁隧道结势垒层的研究. 物理学报, 2006, 55(3): 1148-1152. doi: 10.7498/aps.55.1148
    [6] 闫静, 祁先进, 王寅岗. 退火对IrMn基磁隧道结多层膜热稳定性的影响. 物理学报, 2011, 60(8): 088106. doi: 10.7498/aps.60.088106
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    [8] 俱海浪, 向萍萍, 王伟, 李宝河. MgO/Pt界面对增强Co/Ni多层膜垂直磁各向异性及热稳定性的研究. 物理学报, 2015, 64(19): 197501. doi: 10.7498/aps.64.197501
    [9] 于涛, 刘毅, 朱正勇, 钟汇才, 朱开贵, 苟成玲. Mo覆盖层对MgO/CoFeB/Mo结构磁各向异性的影响. 物理学报, 2015, 64(24): 247504. doi: 10.7498/aps.64.247504
    [10] 李宝河, 冯春, 詹倩, 滕蛟, 李明华, 姜勇, 于广华. 利用FePt/Au多层膜结构制备垂直磁记录L10-FePt薄膜. 物理学报, 2009, 58(5): 3503-3508. doi: 10.7498/aps.58.3503
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出版历程
  • 收稿日期:  2013-03-15
  • 修回日期:  2013-04-25
  • 刊出日期:  2013-07-05

CoFeB/AlOx/Ta及AlOx/CoFeB/Ta结构中垂直易磁化效应的研究

  • 1. 中国科学院半导体研究所, 超晶格与微结构国家重点实验室, 北京 100083;
  • 2. 中国科学院物理研究所, 北京凝聚态物理国家实验室, 北京 100190
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号: 91021022)

    国家重点基础研究发展计划(973计划)(批准号: 2009CB929301, 2010CB934400)和国家自然科学基金重点项目(批准号: 10934009)资助的课题.

摘要: 本文详细研究了在不同氧化层和铁磁层厚度情况下, 底层CoFeB/AlOx/Ta结构和 顶层AlOx/CoFeB/Ta结构中的垂直磁各向异性. 在底层CoFeB/AlOx/Ta结构中观察到了垂直磁化的磁滞回线, 证明了其垂直易磁化效应的存在; 而在顶层AlOx/CoFeB/Ta结构中却没有观察到类似的磁滞回线. 对这种对称结构中的非对称现象进行了分析. 研究还发现不同的氧化层和铁磁层厚度均会影响层间界面相互作用的强度, 从而导致结构的垂直磁化曲线矫顽力大小发生改变. 这项研究将对基于AlOx氧化层垂直磁隧道结的研制具有重要的意义.

English Abstract

参考文献 (18)

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