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本文通过对自旋转移矩磁性随机存储器的介绍,阐述了具有垂直各向异性的Co/Ni多层薄膜的应用前景及研究进展。并成功制备了具有垂直各向异性的[Co/Ni]N多层薄膜,通过改变薄膜体系中的各项参数(引导层种类,厚度,磁性层厚度,周期数等)以及对材料施行热退火处理,实现对材料磁性的调制,优化材料性能。 本文首先对多层结构薄膜中的Co,Ni单层厚度进行优化,在此基础上,发现周期数较低的样品由于界面数量有限,整体的垂直各向异性较低,随着周期数增加,样品的垂直各向异性得到增强,回线表现为快速翻转,当周期数N>10时,[Co/Ni]N呈现多畴结构,表现为“领带结”状垂直磁滞回线,剩磁比下降;不同种类的引导层提供的垂直各向异性不同,随着引导层厚度增大,样品的矫顽力增加;通过时间分辨的磁光克尔效应,得到了[Co/Ni]N多层薄膜的超快自旋动力学过程。 适当温度的热退火处理可以有效提高Cu/Co,Co/Ni间的界面效果,从而导致各向异性的提升,本文结果中显示出,具有较高垂直各向异性的材料往往具备较高的热稳定性。随着退火温度的进一步升高,Co,Ni,Cu,Ta等原子出现互溶,多层薄膜结构的界面效应减弱,同时由于进入磁性层的Cu,Ta等原子以及磁性层中由于颗粒尺寸增大而引入的缺陷在磁性层内形成“非磁钉扎点”,材料的饱和磁化强度和垂直各向异性降低,矫顽力升高。因此,在材料的实际应用设计中,引导层和保护层对材料热稳定性的影响应得到关注。