【摘 要】
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电流驱动磁化翻转（CIMS）的磁性随机存储器（MRAM）被视为最具前景的存储技术之一,其核心存储单元为垂直磁各向异性磁性隧道结（PMTJ）。本文以PMTJ自由层备选材料Heusler合金Co2MnSi（CMS）与PMTJ参考层备选材料稀土过渡合金TbFeCo为研究对象,采用磁控溅射镀膜技术制备TbFeCo薄膜与Pt/CMS/Mg O薄膜,系统探讨了两种合金薄膜的PMA,具体工作如下:（一）通过改变
【基金项目】
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国家自然科学基金（No.51961004）； 江西省重点研发计划（No.20192BBEL50018）；
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电流驱动磁化翻转（CIMS）的磁性随机存储器（MRAM）被视为最具前景的存储技术之一,其核心存储单元为垂直磁各向异性磁性隧道结（PMTJ）。本文以PMTJ自由层备选材料Heusler合金Co2MnSi（CMS）与PMTJ参考层备选材料稀土过渡合金TbFeCo为研究对象,采用磁控溅射镀膜技术制备TbFeCo薄膜与Pt/CMS/Mg O薄膜,系统探讨了两种合金薄膜的PMA,具体工作如下:（一）通过改变溅射工艺参数,系统研究了溅射功率、溅射氩气压、氩气流速、TbFeCo层厚度对TbFeCo薄膜PMA的影响规律。发现随着溅射功率增加薄膜由富Fe Co相转变为富Tb相而溅射氩气压与氩气流速增大则使薄膜趋于向富Fe Co相转变,另外TbFeCo薄膜存在磁补偿厚度,薄膜厚度高于该厚度时表现为富Tb相,薄膜厚度低于该厚度时表现为富Fe Co相。因此可以通过改变溅射工艺对TbFeCo薄膜磁性（PMA、矫顽力、饱和磁化强度）进行方便有效调控。（二）通过研究退火效应与界面效应对Pt/CMS/Mg O薄膜垂直磁特性的影响。发现沉积态薄膜易磁化轴位于膜面内,饱和磁化强度较低为494.8±30.0emu/cm~3,适当温度退火后,CMS层厚度范围为2-3nm的薄膜获得PMA,其最大饱和磁化强度为1002.0±68.5emu/cm~3。具有0.8nm Mg O层和4nm Pt缓冲层的Pt/CMS/Mg O薄膜在较宽退火温度范围表现出超过1×10~6erg/cm~3的强PMA。CMS/Mg O界面对Pt/CMS/Mg O薄膜获得PMA至关重要且Mg O层越厚PMA薄膜的矫顽力越大。而Pt/CMS界面并非Pt/CMS/Mg O薄膜获得PMA所必需,但其可增强薄膜PMA、显著提高PMA薄膜的热稳定性且Pt缓冲层越厚PMA薄膜矫顽力越小。另外确定了（111）织构的Pt或Co Pt合金与薄膜PMA增强及PMA薄膜热稳定性提高有关。本文研究为设计下一代基于TbFeCo或CMS的自旋电子器件提供了一些有用的信息。
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