[NiFe-Cu-Co-Cu]n多層納米線巨磁電阻性能的研究.pdf

1、多層納米線是研究電流垂直于膜面巨磁電阻(CPP-GMR)效應(yīng)的重要結(jié)構(gòu),隨著制備技術(shù)的發(fā)展和性能研究的不斷深入,具有優(yōu)異CPP-GMR性能的多層線必將成為磁電子學(xué)器件領(lǐng)域新一輪變革的重要推動(dòng)力。
　　 論文以陽極氧化鋁(AAO)為模板,采用雙槽電沉積技術(shù)制備了NiFe／Cu／Co／Cu、NiFe／Cu、Co／Cu多層線陣列,利用掃描電鏡(SEM)、透射電鏡(TEM)和X射線衍射儀(XRD)對(duì)納米線進(jìn)行表征,通過振動(dòng)樣品磁強(qiáng)計(jì)(V

2、SM)和物理性能測(cè)試系統(tǒng)(PPMS)測(cè)試樣品的磁性能和巨磁電阻性能。
　　 研究表明,NiFe／Cu／Co／Cu多層納米線長(zhǎng)徑均一,分層明顯,選區(qū)電子衍射結(jié)果顯示,NiFe層為多晶態(tài),Co層為六方密排hcp(100)結(jié)構(gòu),各子層生長(zhǎng)速度為:NiFe層為1.167nm／s,Cu層為0.800nm／s,Co層為1.400nm／s。
　　 納米線直徑、熱處理及沉積周期對(duì)NiFe／Cu／Co／Cu多層線陣列的磁性能和巨磁電阻性能

3、均有很大的影響。隨著納米線直徑的增加,材料磁性能和巨磁電阻性能先增大后減小,直徑為80nm時(shí),各項(xiàng)性能達(dá)到最優(yōu)；在300℃及以下溫度熱處理可以使材料晶型擇優(yōu)生長(zhǎng),界面粗糙度減小,有利于提高材料的磁性能和巨磁電阻性能,高溫(400℃、500℃)熱處理易導(dǎo)致界面原子互混,不利于改善材料的各項(xiàng)性能；沉積周期為300的納米線陣列的磁性能和巨磁電阻最佳,周期繼續(xù)增加會(huì)出現(xiàn)層間位錯(cuò)、缺陷以及氣孔,同時(shí)造成雜質(zhì)的混入,材料的性能反而降低。
　　

4、 通過改變NiFe／Cu、Co／Cu多層線陣列的子層厚度測(cè)試材料的磁性能和巨磁電阻性能,對(duì)VF模型進(jìn)行驗(yàn)證,子層金屬厚度在自旋擴(kuò)散長(zhǎng)度(SDL)范圍內(nèi)時(shí),材料的GMR性能最優(yōu),其中NiFe層的最佳厚度為2～5nm,Co層的最佳厚度為10～15nm,Cu層的最佳厚度為7～50nm。
　　 此外,本文以NiFe／Cu／Co／Cu多層線為元件,設(shè)計(jì)了一種巨磁電阻位移傳感器,構(gòu)建了實(shí)驗(yàn)平臺(tái),確定了測(cè)試條件和手段,用于考察傳感器的性能。