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离子注入NiFeCo/Ag非连续多层膜巨磁电阻效应的研究

李健  
【摘要】: 用射频磁控溅射及离子束改性技术制备了由接近零磁致伸缩三元合金NiFeCo和非磁性金属Ag组成的多层膜与非连续多层膜,研究了注入Co离子、退火温度和多层膜结构对NiFeCo/Ag非连续多层膜的表面形貌、巨磁电阻效应(GMR)和磁性的影响;用四探针法和振动样品磁强计分别测试了非连续多层膜的巨磁电阻效应和磁性能;用X射线衍射仪分析了非连续多层膜的相结构;用俄歇能谱仪分析了非连续多层膜的成份;用扫描电镜、原子力显微镜观测了非连续多层膜的表面形貌。研究结果表明: 用RFMS-4射频磁控溅射仪制备纳米多层膜技术稳定可靠,在优化工艺条件下能保证薄膜成分和溅射速率的稳定性。 [NiFeCo(10nm)/Ag(10nm)]_(20)非连续多层膜溅射态下的GMR效应几乎为零,注入Co离子后,未经退火即有2.5%的巨磁电阻效应。 制备出的[NiFeCo(x)/Ag(y)]20(x,y=5,10,15,20nm)系列非连续多层膜,未注入Co离子时,退火温度为360℃,结构为:[NiFeCo(10nm)/Ag(10nm)]_(20),室温下可获得的最大巨磁电阻效应为11%(饱和场为1KOe);在相同结构下,注入Co离子后,在360℃下退火,巨磁电阻效应可达12.4%。 退火对离子注入后的非连续多层膜GMR效应的影响比未注入离子的非连续多层膜GMR效应的影响显著。 退火和注入Co离子对NiFeCo/Ag非连续多层膜结构、表面形貌和GMR效应的影响比对NiFeCo/Ag颗粒膜的影响要显著得多。退火和注入Co离子后,NiFeCo/Ag非连续多层膜的最大GMR效应大于NiFeCo/Ag颗粒膜的最大GMR效应,而且饱和磁场也降低了九倍,为1KOe。


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