Co、Al-,2-O-,3-納米薄膜表面形貌與生長(zhǎng)機(jī)制關(guān)系的研究.pdf

1、納米Co/Al2O3/Co 多層膜是一種超高密度存儲(chǔ)材料，體積小，具有隧道磁電阻效應(yīng)。利用其效應(yīng)可能發(fā)展出一種存儲(chǔ)器，將引起計(jì)算機(jī)內(nèi)存芯片的一場(chǎng)革命。 利用離子束濺射方法制備了厚度分別為1、2、3、5、10、50 和100nm 的Co 和Al2O3 薄膜樣品。通過原子力顯微鏡分析了在單晶Si（100）上生長(zhǎng)的Co、Al2O3 薄膜的表面形貌隨沉積時(shí)間的演化，研究了薄膜生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)過程。根據(jù)表面粗糙度隨沉積時(shí)間的變化，把薄膜生長(zhǎng)分為

2、不同的生長(zhǎng)階段。并用峰的密度證實(shí)了對(duì)納米薄膜生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)過程的分析。 X 射線衍射分析和掠入射衍射分析表明在單晶Si（100）上生長(zhǎng)Co 薄膜具有很強(qiáng)的擇尤取向，在2θ為40°-55°的范圍內(nèi)，觀察到Co（111）和（200）的漫射衍射帶。 同時(shí)有Co-Si 化合物的衍射峰出現(xiàn)。用同樣方法制備的Al2O3 納米薄膜也是非晶態(tài)的。 利用四探針法研究了Co 薄膜的電阻率和各向異性磁電阻率，發(fā)現(xiàn)隨著薄膜厚度的增加，薄膜的

3、電阻率逐漸下降，各向異性磁電阻率逐漸增加；當(dāng)薄膜厚度超過50nm后，厚度對(duì)這兩個(gè)參數(shù)的影響不大。 利用X 射線光電子能譜研究了薄膜的表面成分，隨著Co 薄膜厚度的增加，Si 的光電子峰逐漸減弱，最后消失，說明Co 薄膜的致密性變好，這與它的生長(zhǎng)機(jī)制有著密切的關(guān)系；對(duì)Al2O3 納米薄膜進(jìn)行了半定量分析，計(jì)算了Al2O3 薄膜的成分配比，Al︰O 約為1.96︰3，基本符合Al2O3 的標(biāo)準(zhǔn)成分配比。 最后研究了退火對(duì)Co