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一种磁性金属薄膜磁畴调控方法

阅读:439发布:2020-05-13

专利汇可以提供一种磁性金属薄膜磁畴调控方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种 磁性 薄膜 ,特别涉及一种磁性金属薄膜 磁畴 调控方法。为了解决目前存在的问题,提出了一个有效的磁畴调控方法:采用 磁控溅射 方法实现磁性薄膜的磁畴调控。通过磁控溅射过程中对磁性薄膜表面 磁场 的控制,实现了对磁性薄膜磁畴方向的调控,亥姆霍兹线圈产生的是匀强磁场,磁场方向及大小可控可调,对于磁畴在形成过程中的操控性强。,下面是一种磁性金属薄膜磁畴调控方法专利的具体信息内容。

1.一种磁性金属薄膜磁畴调控方法,采用磁控溅射方法实现磁性薄膜的磁畴调控,其特征在于:采用磁控溅射方式沉积,磁性薄膜在沉积过程中,表面施加匀强磁场,匀强磁场大小方向可调。
2.根据权利要求1所述所述一种磁性金属薄膜磁畴调控方法,其特征在于:匀强磁场通过亥姆霍兹线圈获得。
3.根据权利要求2所述所述一种磁性金属薄膜磁畴调控方法,其特征在于:亥姆霍兹线圈垂直安装在磁控溅射台上,与沉积薄膜方向垂直。
4.根据权利要求3所述所述一种磁性金属薄膜磁畴调控方法,其特征在于:施加一个磁场强度为0至1×105A/m的外磁场来调控磁性薄膜的磁化状态。
5.根据权利要求4所述所述一种磁性金属薄膜磁畴调控方法,其特征在于:磁层材料是CoFe、NiFe、FeGa、FeCoTa、FeSiB、FeTaN中的一种。

说明书全文

一种磁性金属薄膜磁畴调控方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种磁性薄膜,特别涉及一种磁性金属薄膜磁畴调控方法。

背景技术

[0002] 磁控溅射或者其它离子束溅射沉积方法,在金属表面生长中有广泛的应用。实验样品基底通常放在沉积台表面,溅射离子在基底上成长,最后成为表面膜层。针对磁性材料成膜,特别是、钴、镍等磁性材料,在外加匀强磁场作用下,成膜效果要好。
[0003] 在磁性存储和自旋逻辑器件中,由于缺少可靠的磁化强度操作手段,使得基于磁性多畴态的多值存储或多值逻辑运算很难得到应用。这主要是因为磁性薄膜中磁畴的形成是一个随机过程,磁畴形成的过程不可控制。即使是在完全相同的磁畴形成条件下,很难得到相同的磁畴数目,相同的磁畴体积和相同的磁畴位置。正是因为这种多畴态的不可控性,目前还未有对多畴态进行调控的有效手段。因此,寻找一种可靠的对磁多畴态进行调控的方法,以有效的控制这些磁多畴态,在应用领域变得非常重要。
[0004] 物理学中平面增加匀强磁场的方法有三种,分别是亥姆霍兹线圈中心位置、通电直导线周围磁场和磁体NS极之间区域。通常使用亥姆霍兹线圈中心位置来获得匀强磁场,磁控溅射沉积室内一般采用此装置。

发明内容

[0005] 本发明为了解决上述问题,提出了一个有效的磁畴调控方法:采用磁控溅射方法实现磁性薄膜的磁畴调控,其特征在于:采用磁控溅射方式沉积,磁性薄膜在沉积过程中,表面施加匀强磁场,匀强磁场大小方向可调。
[0006] 所述,匀强磁场通过亥姆霍兹线圈获得。
[0007] 所述,亥姆霍兹线圈垂直安装在磁控溅射台上,与沉积薄膜方向垂直。
[0008] 所述,施加一个磁场强度为0至1×105A/m的外磁场来调控磁性薄膜的磁化状态。
[0009] 所述,铁磁层材料是CoFe、NiFe、FeGa、FeCoTa、FeSiB、FeTaN中的一种。
[0010] 本发明有益效果:通过磁控溅射过程中对磁性薄膜表面磁场的控制,实现了对磁性薄膜磁畴方向的调控,亥姆霍兹线圈产生的是匀强磁场,磁场方向及大小可控可调,对于磁畴在形成过程中的操控性强。

具体实施方式

[0011] 实施例1真空室抽真空,磁控溅射过程,采用本底真空1.0-5.0×10-4Pa,充入氮气作为反应气体,氮气流量控制在30-105sccm,工作真空1.0-8.0×10-1Pa,预溅5分钟,磁控溅射源功率调节范围100-120W,负偏压0V,溅射10-15分钟;金属薄膜分离装置平放于沉积台上,装置距离磁控溅射靶10-15cm,开始沉积磁性金属薄膜。
[0012] 实施例2匀强磁场存在于两个亥姆霍兹线圈中心平面,调节升降台,使沉积台到达预计的位置。
姆霍兹线圈启动,有匀强磁场产生,沉积台平面与匀强磁场平面重合,调节升降台高度,最终使磁场方向平行于磁性薄膜。开启匀强磁场,磁场强度为0至1×105A/m的外磁场来调控磁性薄膜的磁化状态。
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