【摘 要】
：
自旋电子学是上世纪发展起来的一门新兴学科。自从隧道磁电阻效应被发现以来,以磁性隧道结（MTJ）为核心结构的磁性随机存储器（MRAM）受到了人们的关注,因为其具有良好的非易失性而被认为是传统存储器的完美替代品。在磁性隧道结的反铁磁性层/铁磁性层界面处,由于交换偏置作用,反铁磁性物质可将铁磁性物质钉扎住,这是成功制作磁性隧道结最关键的步骤。由于交换偏置效应和隧道磁电阻效应在磁性存储器和磁传感器上的广泛
论文部分内容阅读
自旋电子学是上世纪发展起来的一门新兴学科。自从隧道磁电阻效应被发现以来,以磁性隧道结（MTJ）为核心结构的磁性随机存储器（MRAM）受到了人们的关注,因为其具有良好的非易失性而被认为是传统存储器的完美替代品。在磁性隧道结的反铁磁性层/铁磁性层界面处,由于交换偏置作用,反铁磁性物质可将铁磁性物质钉扎住,这是成功制作磁性隧道结最关键的步骤。由于交换偏置效应和隧道磁电阻效应在磁性存储器和磁传感器上的广泛应用,所以近几十年一直是材料科学领域和自旋电子学领域的研究热点。本论文中,阐述了产生磁电阻效应和交换偏置效应的物理学理论,分别制备了以铁锰合金和铱锰合金为钉扎层的磁性多层薄膜,并对其磁性能进行探究,结果如下:（1）FeMn为钉扎层的磁性多层薄膜样品的制备及其特性研究使用射频高真空磁控溅射仪制备了堆垛结构为SiO2/Ta/Ni81Fe19/Fe50Mn50/Ta的薄膜样品。通过对薄膜进行磁学性能检测,（a）探究了反铁磁性层/铁磁性层界面处交换偏置效应与反铁磁层厚度的关系,当铁锰层的厚度在其临界厚度以上时,薄膜才具有钉扎性能,即反铁磁性层/铁磁性层界面处存在交换偏置效应;而在反铁磁层的临界厚度以上,薄膜的交换偏置场并不是随其厚度的增长而逐渐变大的,这种变化是震荡式的,即存在一个特定的厚度可以产生交换偏置场的最大值（12nm）;（b）探究了薄膜样品制备时热处理的温度对薄膜交换偏置场的影响,随着热处理温度的逐渐升高,薄膜样品的交换偏置场和矫顽力是逐渐下降的;当热处理温度逐渐上升到反铁磁材料的截止温度时,反铁磁性颗粒的各向异性降低,温度升高,反铁磁颗粒的自旋排列无序,反铁磁层不会影响铁磁层的自旋取向;（c）探究了冷却场大小对薄膜交换偏置场的影响,磁场中的冷却过程是铁磁性层磁化强度的方向决定交换偏置的方向,而不是冷却场的方向,对于大多数反铁磁性/铁磁性双层膜,当铁磁性层在冷却场中处于饱和时,冷却场的大小对交换偏置的影响很小甚至没有影响。（2）IrMn为钉扎层的磁性多层薄膜的热稳定性研究使用射频高真空磁控溅射仪制备了堆垛结构为Ta（10nm）/NiFe（5nm）/CoFe（3nm）/Al2O3（1.8nm）/CoFe（3nm）/IrMn（10nm）/NiFe（2nm）/Ta（5nm）/SiO2/Si的薄膜样品。通过进行在有无外加磁场中的热处理来评价其磁性特性如何变化,（a）发现在没有磁场的情况下,在300℃或更高温度下进行热处理后薄膜发生了磁性能的劣化,试着建立了简易模型对其出现磁性能变化的原因进行了解释,在没有磁场的情况下通过热处理使钉扎层自旋的方向分散从而使薄膜磁性能发生劣化;（b）提出了一种将薄膜样品变化后的磁性能恢复到其初始状态的方法,即在没有磁场的情况下在300℃-365℃进行热处理之后MTJ多层膜的磁性能可以通过在300℃的18k Gs的磁场中的热处理来恢复,并且通过实验对其进行了验证。
其他文献
休闲观光农业是以农业、农村、农民为基础融入观光旅游形式的新型生态旅游业,是将农业生产、旅游休闲相结合而成的新兴产业。休闲农业在保障一定量的农业生产需求的同时,还可以一定程度上改善当地生态环境质量,给人们营造一种观光、休闲、度假相结合的生活方式。自国外休闲观光农业兴起到发展到如今拥有一定规模已积攒相当多的经验,这些将为我国休闲观光农业发展提供许多经验指导。休闲观光农业以其独特价值与现实意义,已逐步成
在现代城市交通中,地铁作为一种高效的交通工具大大缓解了地面交通压力,但随着地铁线路的增多,其穿越复杂地质条件的情况也越来越多,地铁盾构机对地质条件十分敏感且成本较高,有效预测特定地质条件下地铁盾构机性能对于施工方法选择、进度安排以及工程预算尤为重要。由于地铁盾构机和地质条件之间的相互作用非常复杂,很难从理论上全面揭示其相关性,本文采用机器学习的研究方法,分别运用BP神经网络、混合算法神经网络、支持
近年来,电力系统电力电子化程度越来越高,新能源渗透率快速增长,电力需求在日益增加的同时越来越多样化,导致系统波动愈加频繁且剧烈,静态电压稳定性问题越来越突出。因此,有必要从源-网-荷不同层面研究电力系统发展新趋势对系统静态电压稳定性的影响。本文分别对源-网-荷建立新模型,从源侧、网侧、负荷侧三个层面研究新形势下电力系统静态电压稳定性。本文首先提出了一种基于改进ZIP负荷模型的电力系统静态电压稳定性
红细胞的形态可以作为医学上诸多疾病的判断依据,而传统的人工显微镜检测红细胞形态的方法存在视野小、效率低、操作复杂等缺点。数字全息成像技术利用计算机模拟光的衍射过程,实现被测物体的重建与再现,具备视野大、光路简单、成本低廉、成像效率和自动化程度高等优点,在红细胞检测方面有着良好的应用前景。然而数字全息成像技术相关算法的计算量庞大,需要采用异构并行计算系统进行加速以满足实时性。同时,尽管异构并行计算在
精度是评价机器人性能的重要指标之一。机器人在工作时受到外部载荷、惯性力等作用构件发生弹性变形,导致实际位姿偏离理论位姿,影响机器人末端精度。串联机器人因其工作空间大、关节灵活的特点被广泛应用,但相较于并联机器人,刚度较弱,易发生弹性变形,严重影响末端执行机构精度。因此需要对串联机器人弹性误差深入研究。针对串联机器人准静态下受外部载荷作用发生弹性变形影响末端精度的问题,本文以某特种试验的末端执行器串
粒子群优化算法（PSO）因其在解决最优化问题所表现出的简单易懂、收敛快以及强大的全局搜索能力而受到了广泛关注。然而,该算法在运行过程中容易陷入局部最优。人们在解决该问题时,通常会在现有算法的基础上增加新的策略,而新的策略在解决局部最优的同时极有可能会影响算法的收敛速度。因此,本文针对算法的缺陷,提出两种改进算法,其中一种算法侧重于研究种群的搜索空间大小,以便于提高算法的收敛速度。另一种算法则是在第
无线技术的快速发展使得低频频段异常拥挤,而毫米波能够提供丰富的可用频谱资源。随着毫米波理论技术的成熟、电路集成度的提高与成本的降低,毫米波技术越来越广泛地应用在毫米波通信、车载雷达等领域。本文围绕毫米波收发前端及关键器件的设计进行了一系列研究。主要内容包括:（1）基于0.13μm Si Ge Bi CMOS工艺设计了一组四款应用于Q波段毫米波近远程超高速通信标准（Q-LINKPAN）超外差收发机的
陆港是指位于内陆地区,以进出口集装箱货物为业务主体,通过公路、铁路运输服务实现与一个或多个海港连接,具备除船舶装卸外所有海港功能的物流枢纽。基于陆港在缓解海港拥堵、提升海港竞争力、以及为内陆地区开发便捷的出海通道方面有着不可替代的作用,我国对陆港的发展越来越重视,近些年来处于陆港建设的高潮期。合理选址是陆港建设过程中首要考虑的问题,因为合理的选址能更有效的发挥陆港作为提升区域经济和现代物流体系中关
稀土正铁氧体材料,如铁酸钇（YFeO3）,由于其独特的物理、化学性质越来越受到人们的关注。YFeO3材料在固体燃料电池、磁性器件、光催化等方面表现出了良好的应用前景,但尚未有在气敏传感领域应用的报道。金属氧化物半导体气敏传感器在高温测试中表现出了优异的气敏传感性能,然而其还存在着工作温度高、选择性差、响应速度慢等问题。因此,我们研究将YFeO3材料应用到气敏传感领域,并通过离子掺杂以及控制反应时间
二氧化碳（CO2）是主要的温室气体,同时又是廉价、丰富的C1资源。将CO2转化为高附加值化学品,对可持续发展具有重要的意义。在多种以CO2为原料的转化路径中,电化学催化还原CO2反应是一种具有重要应用前景的技术路线。铜基催化剂因其具有成本低、催化产物多样等特点,在电催化还原CO2方面备受关注。本论文采用电沉积法设计合成了一系列Cu（含有CuⅠ与Cu0）基催化剂,并将其应用于CO2电还原反应。主要研