坡莫合金畴壁磁电阻效应的研究

作     者：张荣跃 

作者单位：安徽大学 

学位级别：硕士

导师姓名：王磊

授予年度：2018年

学科分类：08[工学] 081201[工学-计算机系统结构] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

主      题：畴壁 畴壁磁电阻 磁电阻效应 微加工工艺 

摘      要：在科技发展日新月异的今天,基于磁畴壁器件的相关研究正逐渐引起人们的关注。与磁畴壁相关的新型器件已经在诸如新型存储器、磁传感器件等领域有了广阔的应用前景。然而,在畴壁机制相关的研究领域方面,人们基于畴壁运动对畴壁进行精确的定位仍然十分困难,对于畴壁磁电阻对磁电阻效应的影响也尚不明确,这些都对于与畴壁相关器件的设计十分重要。本文通过设计一种Co/Py横向异质结结构,对畴壁的位置进行了确认,并通过掺杂不同元素,分析了畴壁磁电阻的变化。第一章绪论部分主要介绍了磁存储器技术的当前进展以及这期间所遇到的相关问题,磁电阻效应的概述和分类,磁畴与畴壁的相关知识,并论述了在磁畴壁研究当中畴壁位置的定位问题以及畴壁磁电阻是增加了磁电阻效应(正向的畴壁磁电阻)还是减少了磁电阻效应(负向的畴壁磁电阻)。第二章主要介绍Co/Py横向异质结结构的制备工艺和测试方法。在实验中,我们主要采用了磁控溅射工艺、掩膜版技术、离子束刻蚀工艺等微加工相关技术,我们详细介绍了与此相关的仪器设备的工作原理与工作流程,并对其中的注意事项进行了总结。此外,我们在微加工技术的基础上对实验流程进行了一定的改进,使之更符合当前的实验条件。样品的磁滞回线和磁电阻曲线分别采用振动样品磁强计(VSM)和VSM附带的磁电阻选件完成测量,磁畴图像通过磁光克尔显微镜获得。第三章主要是对测量的数据结果进行分析。在我们设计的Co/Py横向异质结结构样品中,在外加磁场沿着易轴的方向上,样品的M-H曲线和磁光克尔显微镜图像都证明了在Co和Py的边界处Py层内存在畴壁,我们对其出现的可能原因进行了分析并提出了合理的猜想。在室温下,Co/Py横向异质结结构样品中,我们发现了负的Py的畴壁磁电阻。更重要的是,通过在Py层内部分别掺杂6.23%非磁性Cu和5%磁性Cr杂质(原子比),畴壁磁电阻从负向转向了正向。第四章中,我们对本实验中的设计思路和实验结果进行了总结,并对其之后可能的应用进行了展望。此外,我们还对未来可能出现的与畴壁相关的储存器件进行了概念的猜想。