引入纳米氧化层的CoFe/Pd双层膜结构中增强的垂直磁各向异性研究

制备了CoFe/Pd双层结构的界面处或CoFe层 内部引入纳米氧化层后的系列薄膜. 研究结果显示, 引入纳米氧化层后, 可以使薄膜的磁各向异性在退火后从面内转到垂直膜面方向. 并且对于在CoFe层内部引入纳米氧化层的这类样品, 其强烈的垂直磁性可以在相当宽的有效磁性层厚度范围内(1.2-2 nm)维持. 在保持垂直磁性的前提下, 这种特殊的双层膜结构中CoFe磁性层厚度比常规CoFe/Pd 多层膜中的CoFe层厚度至少多出1.4 nm. 本文的研究有助于制备出具有较高热稳定性的垂直磁性器件电极.     

N2分压对ZrN/WN纳米多层膜缺陷性质与力学性能的影响

利用射频磁控溅射系统在不同N₂分压的条件下，制备了一系列ZrN/WN纳米多层膜.借助慢正电子湮没技术分析了样品的缺陷性质，采用纳米压痕仪研究了多层膜的力学性能.结果发现：N₂分压为0.4Pa的多层膜具有最小的空位型缺陷浓度，其中心层和膜基结合层的平均S参数分别为0.4402和0.4641，而较低或较高的N₂分压都可能导致空位型缺陷浓度的增加.随着空位型缺陷浓度的减小，多层膜的硬度和临界载荷增大.对于空位型缺陷浓度最小的多层膜，其硬度和临界载荷达到最大值，分别为34.8GPa和100mN，说明较低的缺陷浓度有利于提高多层膜的力学性能. 关键词： ZrN/WN纳米多层膜 缺陷性质 力学性能 慢正电子湮没     

薄膜物理及其应用讲座第五讲Fe－Si／X（Si，Cu，Pd，Cr）多层膜的磁性研究

系统研究了由非晶态Ｆｅ－Ｓｉ合金与Ｓｉ，Ｃｕ，Ｐｄ和Ｃｒ四种不同类型的材料组合而成的磁性多层膜的二维磁性，界面的死层效应和极化效应，层间耦合作用。在Ｆｅ－Ｓｉ／Ｃｒ多层膜研究中，发现了饱和磁化强度随Ｃｒ层厚度的改变而出现振荡变化的现象，这是由于磁性层甲内场的变化，特别是顺磁分量发生振荡变化引起的。     

CoFeB/Pt多层膜的垂直磁各向异性研究

具有垂直磁各向异性的磁性纳米结构是自旋转移力矩器件的重要研究内容, 本文采用反常霍尔效应系统地研究了磁控溅射法制备的[CoFeB/Pt]_n多层膜的垂直磁各向异性. 当CoFeB的厚度小于0.6 nm时, 可以在[CoFeB/Pt]_n多层膜中观察到清晰的垂直磁各向异性, 其垂直磁各向异性强烈依赖于CoFeB和Pt层厚度及多层膜周期数. 当多层膜周期数n ≥ 5时, 出现零剩磁现象. 另外, [CoFeB/Pt]_n多层膜的矫顽力均小于2 kA·m^-1, 有望作为垂直自由层的重要侯选材料应用于垂直磁纳米结构中.     

薄膜物理及其应用讲座：第五讲 Fe—Si／X（Si,Cu,Pd,Cr）多层膜的磁性研究

系统研究了由非晶态Ｆｅ－Ｓｉ合金与Ｓｉ、Ｃｕ，、Ｐｄ和Ｃｒ四种不同类型的材料组合而成的磁性多层膜的二维磁性，界面的死层效应和极化效应，层间耦合作用，在Ｆｅ－Ｓｉ／Ｃｒ多层膜研究中，发现了饱和磁化强度随Ｃｒ层厚度的改变而出现振荡变化的现象，这是由于磁性层中内地场的变化，特别是顺磁分量发生振荡变化引起的。     

磁电子学讲座第三讲 磁性金属多层膜中的巨磁电阻效应

在许多磁性金属多层膜系统中都存在巨磁电阻效应，这些系统是由厚度为几个纳米的磁层与非磁层交替重叠而构成．出现巨磁电阻效应的必要条件是系统的磁化状态能被外加磁场所改变．该效应的物理原因是传导电子在界面处或磁层内的所谓自旋相关散射．层间耦合随隔离层厚度变化而振荡的现象，在隔离层为非磁过渡金属和贵金属的系统中普遍存在．自旋阀多层结构在信息存储技术中磁电阻“读出”头方面极具应用前景．     

FeCuCrVSiB多层膜巨磁阻抗效应的研究

研究了结构为 (FM/SiO₂)₃/Ag/(SiO₂/FM)₃ 多层膜的巨磁阻抗(GMI)效应（这里的F M≡FeCuCrVSiB）．多层膜采用射频溅射法沉积在单晶Si衬底上，沉积过程中，沿膜面长方 向施加约72kA/m的磁场，然后在不同的温度下对样品进行了退火处理．结果表明，该多层膜 样品即使在沉积态便具有相当好的软磁性能和GMI效应，在7MHz的频率下，最大纵向和横向 巨磁阻抗比分别为45%和44%．在230℃下经90min退火处理后的样品具有最佳的GMI效应，在85MHz的频率下，最大纵向和横向巨磁阻抗比分别达到251%和277%．与磁性层总厚度相同的FeCuCrVSiB/Ag/FeCuCrVSiB三层膜相比较，在这种多层结构中出现的GMI效应更强． 关键词： 多层膜 巨磁阻抗效应 趋肤效应 有效磁导率     

金属多层膜及超薄膜的研究进展——第三届国际多层膜会议简介

第三届金属多层膜、磁性超薄膜及超薄膜纳米结构国际研讨会于１９９８年６月１４日至１９日在加拿大温哥华市举行．这次会议由加拿大的西蒙弗雷索大学主办，不列颠哥伦比亚大学承办，会场设在不列颠哥伦比亚大学的会议中心．来自２３个国家的３００多位代表参加了本次大会...     

金属磁性多层膜的新颖特性──巨磁电阻效应

磁性和非磁性层交替重构成的金属磁性多层膜常具有巨磁电阻效应，其中每层膜约几个纳米厚。出现巨磁电阻效应的基本条件是：在外磁场下相邻磁层磁化强度取向发生对变化。巨磁电阻效应的物理起源是，其自旋与局域磁化强度平行和反平行的电子受到的散射不同，散射的不同既要嗵来自获射中收的特性，又可能源于两种自旋电子的能态密度的差异。由于信息存储技术中磁电阻“读出”磁头有巨大的应用前景，巨磁电阻效应引起了人们的极大兴趣。     

纳米材料中的巨磁电阻效应

纳米材料是指三维空间尺度中至少有一维处于纳米量级的材料，通常为１—１００ｎｍ，如纳米微粒，纳米线、管，纳米薄膜或其组合材料，近年来纳米材料中的巨磁电阻效应颇受人们青睐，本文将重点介绍颗粒膜，颗粒合金薄带，非连续多层膜，颗粒—薄膜混合型膜以及磁性隧道结的巨磁电阻效应。     

不连续Co/SiO2多层膜的结构及其输运性质的研究

用射频磁控溅射方法制备了系列Co/SiO2不连续磁性金属绝缘体多层膜（DMIM） .经研究发现：对［SiO2(2.4 nm)/Co(t)］20体系，在Co层厚度小于2.5 nm时，Co层由连续变为不连续；Co层不连续时，其导电机理为热激发的电子隧穿导电，lnR与T-1/2接近正比关系; 隧道磁电阻（TMR）在Co层厚度为1.4 nm时出现极大值-3%.DMIM 的性质 不仅与磁性金属层厚度密切相关，而且与绝缘层厚度有密切的关系.在固定Co层厚度为 1.9 nm的情况下，研究了TMR随SiO2层厚度的变化 关键词： 不连续磁性金属/绝缘体多层膜 隧道磁电阻效应     

FeCoBSiO2磁性纳米颗粒膜的微波电磁特性

采用交替沉积磁控溅射工艺制备了超薄多层的FeCoBSiO2磁性纳米颗粒膜.利用x射线衍射仪、扫描探针显微镜、透射电子显微镜分析了薄膜的微结构和形貌特征.采用振动样品磁强计、四探针法、微波矢量分析仪及谐振腔法测量薄膜试样的磁电性能和微波复磁导率.重点对SiO2介质相含量、薄膜微结构对电磁性能产生重要影响的机理做了分析和探讨.结果 表明：这类FeCoBSiO2磁性纳米颗粒膜具有良好的软磁性能和高频电磁性能，2GHz时的 磁导率μ′高于70，可以应用于高频微磁器件或微波吸收材料的设计. 关键词： 磁性纳米颗粒膜 高频特性 复磁导率 磁控溅射     

磁性斯格明子的多场调控研究

斯格明子(skyrmion)的概念最早是由英国的粒子物理学家Tony Skyrme提出,它被用来描述粒子的一个状态,是一种拓扑孤立子.磁性斯格明子是一种具有拓扑行为的新型磁结构,其空间尺寸为纳米量级,空间距离从纳米到微米量级可调;其存在温度涵盖从低温、室温到高温的宽温区;其材料体系不仅包括早期发现的低温区B20型中心对称破缺的铁磁体和螺旋磁有序的弱铁磁材料,也包括近期发现的室温及以上的中心对称六角结构磁性MnNiGa金属合金和磁性薄膜/多层膜体系.利用磁性斯格明子的拓扑磁结构可以实现类似于自旋阀或者磁性隧道结中的自旋转移矩效应,即外加电流可以驱动斯格明子,其临界电流密度比传统翻转磁性多层膜体系中磁矩的电流密度(一般为10~7A/cm~2)要低5个数量级,约为10~2A/cm~2,该临界值远低于硅基半导体技术中沟道电流密度的上限,在未来的磁信息技术中具有广泛的应用前景.本综述简单介绍了磁性斯格明子的发展历程,归纳总结了磁性斯格明子的材料体系,介绍了观察磁性斯格明子的实验手段,重点介绍了多场(磁场、电流、温度场)调控作用下中心对称MnNiGa合金和Pt/Co/Ta磁性多层膜体系中磁性斯格明子的产生、消失以及外场调控演变等动态行为.     

Nd-Fe-B/FeCo多层纳米复合膜的结构和磁性

制备了Nd₂₈Fe₆₆B₆/Fe₅₀Co₅₀多层纳米复合磁性薄膜，对溅射态和650℃退火处理15 min试样的相成分分析和微结构的观察显示，溅射态薄膜呈非晶态，经650℃退火处理15 min后，薄膜主要相成分为硬磁性Nd₂Fe₁₄B相和软磁性相FeCo(110)相.Nd₂Fe₁₄B相呈柱状，其易磁化c轴垂直于膜面，尺寸约10 nm.在硬磁性相和软磁性相之间存在少量富Nd相和非晶态，富Nd相大小约7 nm.磁性测量和分析表明，1)该系列薄膜退火态具有垂直于膜面的磁晶各向异性.2)对于固定厚度(10 nm)层Nd-Fe-B和不同厚度(t_FeCo=1—100 nm)层FeCo多层纳米复合膜,剩磁随软磁相FeCo 厚度的增加快速增加，而矫顽力则减小.当t_FeCo=5 nm时，最大磁能积达到200 kJ/m³. 3)硬磁相Nd-Fe-B层和软磁相FeCo层之间交换耦合导致剩磁和磁能积增强. 关键词： Nd-Fe-B/FeCo多层纳米复合膜 交换耦合 磁各向异性     

TiN/SiO2纳米多层膜的晶体生长与超硬效应

高硬度的含氧化物纳米多层膜在工具涂层上具有重要的应用价值.研究了TiN/SiO2_{2纳米多 层膜的晶体生长特征和超硬效应.一系列具有不同SiO22和TiN调制层厚的纳米多 层膜采用多 靶磁控溅射法制备；采用x射线衍射、x射线能量色散谱、高分辨电子显微镜和微力学探针表 征了多层膜的微结构和力学性能.结果表明，虽然以单层膜形式存在的TiN和SiO22分别形成 纳米晶和非晶结构，它们组成多层膜时会因晶体生长的互促效应而呈现共格外延生长的结构 特 关键词： 2纳米多层膜')" href="#">TiN/SiO22纳米多层膜 外延生长 非晶晶化 超硬效应}     

软X射线光学和周期性多层膜

本文介绍了软Ｘ射线的基本性质，它们和可见光及Ｘ射线的性质有很大的差异．这些性质决定了软Ｘ射线光学元件的特殊性．过去发展的软Ｘ射线光学元件不够理想，影响了软Ｘ射线光学的发展．近十年来发展的由轻、重元素组成的周期性多层膜使局面大为改观．多层膜的结构研究有助于指明提高多层膜质量的方向．     

磁性的宏观量子效应

许多电子磁矩隧穿能垒便出现磁性的宏观量子效应本文简述其实验现象及应用前景着重讨论了纳米颗粒，稀土正铁氧体单晶，单层和多层薄膜以及块状材料的研究结果。     

多层膜磁性微泡的非线性声振动特性

超顺磁性氧化铁纳米粒子与造影剂微泡结合形成磁性微泡,用于产生多模态造影剂,以增强医学超声和磁共振成像.将装载有纳米磁性颗粒的微泡包膜层看作由磁流体膜与磷脂膜组合而成的双层膜结构,同时考虑磁性纳米颗粒体积分数a对膜密度及黏度的影响,从气泡动力学基本理论出发,构建多层膜结构磁性微泡非线性动力学方程.数值分析了驱动声压和频率等声场参数、颗粒体积分数、膜层厚度以及表面张力等膜壳参数对微泡声动力学行为的影响.结果表明,当磁性颗粒体积分数较小且a≤0.1时,磁性微泡声响应特性与普通包膜微泡相似,微泡的声频响应与其初始尺寸和驱动压有关;当驱动声场频率f为磁性微泡共振频率f0的2倍(f=2f0)时,微泡振动失稳临界声压最低;磁性颗粒的存在抑制了泡的膨胀和收缩但抑制效果非常有限;磁性微泡外膜层材料的表面张力参数K及膜层厚度d也会影响微泡的振动,当表面张力参数及膜厚取值分别为0.2—0.4 N/m及50—150 nm时,可观察到气泡存在不稳定振动响应区.     

N2分压对ZrN/WN纳米多层膜缺陷性质与力学性能的影响

利用射频磁控溅射系统在不同N2分压的条件下,制备了一系列ZrN/WN纳米多层膜.借助慢正电子湮没技术分析了样品的缺陷性质,采用纳米压痕仪研究了多层膜的力学性能.结果发现:N2分压为0.4 Pa的多层膜具有最小的空位型缺陷浓度,其中心层和膜基结合层的平均S参数分别为0.4402和0.4641,而较低或较高的N2分压都可能导致空位型缺陷浓度的增加.随着空位型缺陷浓度的减小,多层膜的硬度和临界载荷增大.对于空位型缺陷浓度最小的多层膜,其硬度和临界载荷达到最大值,分别为34.8 GPa和100 mN,说明较低的缺陷浓度有利于提高多层膜的力学件能.     

Nd28Fe66B6/Fe50Co50双层纳米复合膜的结构和磁性

利用磁控溅射法制备了Nd₂₈Fe₆₆B₆/Fe_{50Co50 双层纳米复合磁性薄膜，研究了其结构和磁性.经873K退火处理15min 后，利用x射线衍射仪测定薄膜晶体结构，采用俄歇电子能谱仪估算薄膜厚度和超导量子干 涉仪测量其磁性.磁性测量表明，1)该系列薄膜具有垂直于膜面的磁各向异性.从起始磁化曲 线和小回线的形状特征可知，矫顽力机制主要是由畴壁钉扎控制.2)对于固定厚度（10nm） 层的硬磁相Nd-Fe-B和不同厚度（dFeCo=1—100nm）层软磁相FeCo双层纳米复合 膜,剩磁随软磁相FeCo 厚度的增加快速增加，而矫顽力则减少.当dFeCo=5nm 时 ，最大磁能积达到160×１０^３A/m.磁滞回线的单一硬磁相特征说明，硬磁相Nd -Fe-B层和软磁相FeCo层之间的相互作用使两相很好地耦合在一起.剩磁和磁能积的提高是由 于两相磁性交换耦合所致. 关键词： Nd-Fe-B/FeCo双层纳米复合膜 交换耦合 磁性增强}