增加铁磁金属/氧化物双层膜的界面磁各向异性能的方法
专利汇可以提供增加铁磁金属/氧化物双层膜的界面磁各向异性能的方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种增加 铁 磁金属/ 氧 化物双层膜的界面磁 各向异性 能的方法，属于高 密度 信息存储及传感技术领域。在经过表面 酸化 处理的 硅 Si基片上，沉积铬Cr/铁氮FeNx/氧化镁MgO/钽Ta多层膜，沉积完毕后进行 热处理 ，促进N 原子 在间隙 位置 处的均匀占据。N原子能够改变Fe的配位环境，引起Fe/MgO界面处的电荷重新分布，有效地调节Fe的能带结构，大大增加dz2轨道上的 电子 占据，进而能够调节Fe 3dz2–O 2pz轨道杂化状态，使得 薄膜 的界面磁各向异性能显著增加。本 发明 只需要在制备Fe薄膜的过程中，通入氮气，就能够直接调节Fe‑O的轨道杂化强度，并增加界面磁各向异性能，不需要高成本的稀有金属或昂贵的附加装置，具有制备简单、控制方便的特点；具有效率高、成本低等优点，适合应用于未来 自旋电子学 技术中。，下面是增加铁磁金属/氧化物双层膜的界面磁各向异性能的方法专利的具体信息内容。
1.一种增加铁磁金属/氧化物双层膜的界面磁各向异性能的方法，其特征为：在经过表面酸化处理的Si基片上沉积Cr/FeNx/MgO/Ta多层膜，沉积完毕后，对其进行热处理，促进N原子在间隙位置处的均匀占据；
具体步骤为：
(1)、对Si基片进行表面酸化处理，所述的Si基片厚度为0.5～0.8毫米，酸化处理的pH值为6-7，酸化时间为3-5分钟；
(2)、利用磁控溅射方法，在步骤(1)所述Si基片上依次沉积Cr原子、FeNx原子、MgO原子-5 -5
以及Ta原子，形成Cr/FeNx/MgO/Ta多层膜结构，溅射室的本底真空度2×10 ～5×10 Pa，溅射Cr、MgO、Ta层时，只通入氩气，其气压为0.3～0.8Pa，溅射FeNx层时，采用通入氩/氮混合气体进行反应溅射，其氩/氮气压比为6:1～2:1，x表示对应的N原子含量0.1～0.4；沉积得到的Cr层的厚度为 FeNx层的厚度为 MgO层的厚度为 Ta层的
厚度为
(3)、在真空环境下，对步骤(2)中得到的多层膜结构进行热处理。
2.根据权利要求1所述的增加铁磁金属/氧化物双层膜的界面磁各向异性能的方法，其特征在于：步骤(3)所述真空环境的真空度为1×10-5～5×10-5Pa，热处理的温度为100～
300℃，保温时间为20～40分钟；最后，冷却到室温。
增加铁磁金属/氧化物双层膜的界面磁各向异性能的方法
技术领域
背景技术
发明内容
0.3Pa；
0.5Pa；
30分钟，真空度为5×10-5Pa；薄膜沉积过程中的仪器本底真空度5×10-5Pa，溅射时氩气压为0.8Pa；
具体实施方式
-5
层膜，溅射沉积前的本底真空度为2×10 Pa，溅射时氩气压为0.3Pa。制备 FeN层时，其氩/氮气压比为6:1，N原子含量x为0.1。沉积完毕后，对其在真空环境下进行热处理，真空度为1×10-5Pa，100℃/20分钟，以促进N原子在间隙位置处的均匀占据。然后，在室温下利用综合物理测试系统测量样品的磁滞回线，其磁场方向沿着膜面方向或垂直于膜面方向，即得到图1中的面内曲线和垂直曲线。
多层膜，溅射沉积前的本底真空度为3×10-5Pa，溅射时氩气压为0.5Pa。制备 FeN层时，其氩/氮气压比为4:1，N原子含量x为0.25。沉积完毕后，对其在真空环境下进行热处理，真空度为4×10-5Pa，200℃/30分钟，以促进N原子在间隙位置处的均匀占据。然后，在室温下利用综合物理测试系统测量样品的磁滞回线，其磁场方向沿着膜面方向或垂直于膜面方向，即得到图2中的面内曲线和垂直曲线。
多层膜，溅射沉积前的本底真空度为5×10-5Pa，溅射时氩气压为0.8Pa。制备 FeN层时，其氩/氮气压比为3:1，N原子含量x为0.4。沉积完毕后，对其在真空环境下进行热处理，真空度为5×10-5Pa，300℃/40分钟，以促进N原子在间隙位置处的均匀占据。然后，在室温下利用综合物理测试系统测量样品的磁滞回线，其磁场方向沿着膜面方向或垂直于膜面方向，即得到图3中的面内曲线和垂直曲线。
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