磁性多层膜中磁耦合和磁矩取向的控制是建立在巨磁电阻等效应基础上的磁电阻器件得以实现的关键。近年来,在磁电阻器件的设计中,人们期望采用磁各向异性垂直于膜面的磁性多层膜以降低器件尺度、提高稳定性和可靠性。本项目利用磁控溅射法制备出易磁化轴垂直于膜面的磁性多层膜样品,系统研究了Co/Pt多层膜层间交换耦合的振荡效应及热行为研究,发现当Pt隔离层厚度大于某个临界值(24 ?)时,反铁磁层间耦合强度随Pt隔离层厚度的变化呈现周期性振荡,并发现温度导致的层间耦合从铁磁到反铁磁的转变。发现通过采用不同厚度的NiO覆盖层取代Pt保护层、调节Co/Pt多层膜的结构等途径,实现对Co层间磁耦合调控,单独控制各Co层的磁矩取向,同时发现随着温度的降低,耦合类型从反铁磁转变为铁磁耦合。发现通过调控CoO覆盖层的厚度,有效地控制Co/Pt多层膜中的Co层间耦合类型,同时发现上下两层Co层均存在交换偏置现象,截止温度与CoO厚度相关。此外,在研究过程中我们还发现反常霍尔电阻率和纵向电阻率以Co/Pt多层膜的周期数n为参数而振荡,拟合结果表明振荡行为是由Pt隔离层的极化和Co/Pt界面散射引起的。
英文主题词Giant Magnetoresistance;Interlayer exchange coupling; Antiferromagnetic insulating oxide; Extraordinary Hall effect; Exchange bias