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几种元素的界面插层对Ta/NiFe/Ta的各向异性磁电阻效应的影响
  • ISSN号:1000-3290
  • 期刊名称:《物理学报》
  • 时间:0
  • 分类:O64[理学—物理化学;理学—化学]
  • 作者机构:[1]北京凝聚态物理国家实验室,中国科学院物理研究所,北京100190
  • 相关基金:国家自然科学基金(批准号:10874216 50831002)资助的课题
中文摘要:

文章中,通过磁控溅射制备了界面处插入4d,5d元素薄层(包括Ru,Pd,Ag和Au)的Ta/NiFe/Ta多层膜,并对它们的磁输运和磁性以及微结构进行了测试和表征.结果显示,Pd和Pt一样界面效应显著,能有效地提高NiFe薄膜退火前后的AMR比值,并抑制磁性死层.表面能比较小、熔点相对低的插层材料Ag,Au在退火过程中容易通过晶界扩散,强烈破坏其AMR性能.对于熔点高、表面能比较大的插层材料如Ru,磁性死层同样得到了抑制,NiFe薄膜的温度稳定性也可以得到提高.结果表明界面插层从界面电子自旋-轨道散射、界面死层和界面原子扩散等方面深刻影响NiFe薄膜的AMR.

英文摘要:

Ta/NiFe/Ta trilayers are commonly used in various commercial sensors based on anisotropic magnetoresistive(AMR) effect.Technologically it is desirable to reduce NiFe film thickness to diminish the demagnetization effect for the smaller and smaller devices.However,the AMR ratio of thin NiFe film decreases rapidly with film thickness decreasing when the NiFe film is thinner than 20 nm.Our previous work revealed that the AMR ratio and the thermal stability of Ta/NiFe/Ta trilayers can be significantly improved through interfacial Pt addition due to the enhanced interfacial spin-orbit scattering and the suppressed magnetic dead layers.In this paper,4d and 5d elements including Ru,Pd,Ag and Au,are also introduced at the interfaces of Ta/NiFe/Ta films fabricated by DC magnetron sputtering.It is found that the insertion of interfacial Pd layers leads to an appreciable AMR enhancement in the as-sputtered state and after annealing.Insertion layers of Ag and Au with small surface energy and relatively low melting point suffer from thermal interdiffusion and seriously deteriorate the AMR of the annealed films,whereas Ru insertion layers exhibit improved thermal stability.The present results indicate that the AMR of Ta/NiFe/Ta films can be notably affected by the extremely thin interfacial insertion layers due to the changed interfacial spin-orbit scattering,magnetic dead layer and atomic interdiffusion.

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期刊信息
  • 《物理学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国物理学会 中国科学院物理研究所
  • 主编:欧阳钟灿
  • 地址:北京603信箱(中国科学院物理研究所)
  • 邮编:100190
  • 邮箱:apsoffice@iphy.ac.cn
  • 电话:010-82649026
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-3290
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1958/O4
  • 邮发代号:2-425
  • 获奖情况:
  • 1999年首届国家期刊奖,2000年中科院优秀期刊特等奖,2001年科技期刊最高方阵队双高期刊居中国期刊第12位
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:49876