中文摘要：

与传统面内磁化的MRAM存储单元相比，易轴垂直取向的巨磁电阻（GMR）材料由于其优异的热稳定性、较低的临界翻转电流以及对器件尺寸和形状没有限制等优点而在提高MRAM存储密度上具有绝对的优势。本项目针对垂直磁化自旋阀材料中的GMR效应和自旋转移矩效应的一些关键问题开展研究。项目执行期间主要取得以下结果1）制备了以高自旋极化率Co/Ni多层膜为磁性层的垂直磁化自旋阀，GMR信号优于7%，揭示了影响热稳定性的主要原因；2）设计了三种提高自由层和参考层磁化矢量翻转场差的钉扎层结构，获得了在0.2-10 kOe范围可调的翻转场差和优异的GMR信号稳定性；3) 研究了垂直磁化自旋阀MRAM阵列中，由自旋极化电流所引起的存储单元间的磁耦合和磁共振特性，揭示了单元间的散磁场效应对目标单元磁化翻转行为特性的影响； 4)设计了一种可有效降低临界翻转电流和提高翻转速度的优化自由层结构，并给出了详细的机理分析；5）探讨了垂直磁化隧道结器件中垂直自旋转矩项对提高磁化翻转速度的作用；6）研究了飞秒激光调控的自旋进动和弛豫过程，探讨了FePt/CoFe双层耦合膜的进动特点。在该项目资助下已发表19篇SCI论文。