【摘 要】
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随着信息技术的发展,电子系统向小型化、集成化、高频化发展。磁性材料的薄膜化是实现微磁电子器件的基础。目前磁性材料研究的主要是基于刚性衬底上的薄膜体系,其中存在承受机械应变较小且不能应用在弯曲表面上等问题。而柔性磁性薄膜以聚合物为衬底,具有可弯曲、抗冲击、质轻、低成本、低功耗等优点,因此在柔性衬底上制备磁性薄膜并研究其磁电特性,是发展柔性磁电子器件的重要基础。本文采用超高真空直流磁控溅射技术,在刚性
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随着信息技术的发展,电子系统向小型化、集成化、高频化发展。磁性材料的薄膜化是实现微磁电子器件的基础。目前磁性材料研究的主要是基于刚性衬底上的薄膜体系,其中存在承受机械应变较小且不能应用在弯曲表面上等问题。而柔性磁性薄膜以聚合物为衬底,具有可弯曲、抗冲击、质轻、低成本、低功耗等优点,因此在柔性衬底上制备磁性薄膜并研究其磁电特性,是发展柔性磁电子器件的重要基础。本文采用超高真空直流磁控溅射技术,在刚性衬底硅片（Si）和柔性衬底聚酰亚胺（PI）上制备了Ni81Fe19/Fe50Mn50双层膜和Ni81Fe19/Fe50Mn50/Ni81Fe19三层膜样品,用振动样品磁强计测量了样品的磁性。取得以下研究成果:1、通过对比Si和PI衬底上铁磁/反铁磁Ni81Fe19/Fe50Mn50双层膜的磁性,可以发现两种衬底对交换偏置场的影响相差无几,但柔性衬底上薄膜的矫顽力明显比刚性衬底上的增大了近1倍。该研究结果为制备高矫顽力的可拉伸、可弯折、抗冲击的柔性磁电子器件提供了依据。2、对于PI衬底上Ni81Fe19/Fe50Mn50双层膜,随着测量温度的升高,交换偏置场出现先减小后不变的情况,表明了测量温度对反铁磁的单轴各向异性的影响;冷却场对反铁磁层单轴各向异性和单向各向异性的影响,导致当冷却场增大时,交换偏置场与矫顽力都出现先增大后不变的现象。该研究结果对后期设计基于交换偏置的自旋电子学器件奠定了基础。3、通过对比PI衬底上Ni81Fe19/Fe50Mn50双层膜与Ni81Fe19/Fe50Mn50/Ni81Fe19三层膜的磁性,可以发现三层膜的交换偏置场和矫顽力都比双层膜的小,研究结果表明了对交换偏置场的主要贡献来自反铁磁体效应。该研究将有助于加深理解交换偏置的物理机制,并对基于交换偏置的自旋电子学器件设计有一定的积极促进作用。
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