NiFe-FeMn交換偏置多層膜的高頻性能研究.pdf

1、隨著信息技術(shù)的進(jìn)步，磁電子器件正朝著微型化，高速化，集成化的方向發(fā)展。傳統(tǒng)磁性材料已經(jīng)不能滿足日益發(fā)展的磁電子器件的使用要求，這就亟需我們開發(fā)出截止頻率和磁導(dǎo)率高，且可用頻帶寬的磁性材料。而具有各向異性的金屬磁性薄膜相比傳統(tǒng)的磁性材料，具有更高的飽和磁化強度，且能夠突破Snoek極限，同時獲得較大的磁導(dǎo)率與共振頻率，能夠滿足磁電子器件的發(fā)展需要。目前，金屬磁性薄膜已廣泛的應(yīng)用在微波器件中，但是其工作頻率還有待提高。利用鐵磁層(FM)與反

2、鐵磁層(AFM)間的交換偏置效應(yīng)能夠有效調(diào)控薄膜的高頻性能。
　　本文采用直流磁控濺射方法制備了系列NiFe/FeMn交換偏置多層膜，采用XRD、VSM、VNA等對薄膜的晶體結(jié)構(gòu)，靜態(tài)與動態(tài)磁性進(jìn)行了分析，結(jié)果表明薄膜結(jié)晶性良好，交換偏置效應(yīng)能極大的提高薄膜的高頻性能。我們發(fā)現(xiàn)在Ta/NiFe(15nm)/FeMn(t)/Ta交換偏置雙層膜中，反鐵磁層較薄時(tAF=3nm)時，雖然交換各向異性最小，但其高頻性能最好，共振頻率達(dá)到

3、了2.84GHz。針對這種反?，F(xiàn)象，我們使用了鐵磁/反鐵磁界面處的旋轉(zhuǎn)各向異性來進(jìn)行了解釋。通過對比動態(tài)與靜態(tài)各向異性場的差異得到了旋轉(zhuǎn)各向異性場，發(fā)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)各向異性隨著反鐵磁厚度增加，呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢，并且在反鐵磁層較薄時較大。
　　通過制備多周期的Ta/[NiFe(15nm)/FeMn(t)]n/Ta交換偏置多層膜，我們進(jìn)一步提高了NiFe/FeMn體系薄膜的高頻性能。當(dāng)tAF=4nm時，共振頻率最大可以提升到4.02GH