王万平[1]2000年在《多层膜巨磁电阻材料及应用研究》文中进行了进一步梳理高速、大容量磁信息存储科学与技术是近几年来固体电子学领域发展最快的领域之一。从信息存储容量来说大约每六个月增加一倍。目前实验室水平可达到50Gbit/in~2，实际大规模生产水平为10Gbit/in~2。因此它将支撑着高速信息网技术、计算机技术及通信技术等飞速的发展。现代磁存储科学与技术跳跃式发展的标志是GMR（giant-magnetoresistance）材料的发现及其在硬盘、海量存储系统中的应用，以及将在21世纪中升起的磁电子科学与技术所带来的固体电子学的辉煌成果。例如MRAM、磁性集成电路等的出现及大量应用。研究GMR材料及应用不仅有着重大的科学（磁电子学的基础之一）意义，而且具有重要的应用价值。如高速大容量的信息读取磁头及存储介质、传感器…… 本论文在总结了当今GMR效应的机理研究的基础上，经特种工艺研究后，材料静态性能达到—在室温下，外场为4500A/m时，[NiFe/Ag]_n多层膜GMR系数为70％，此结果在国内外未见报导。同时我们还研究了自旋阀结构[NiFe/Cu/Co/Cu]_n材料，提出对自旋阀结构的巨磁电阻材料的巨磁电阻效应同样随周期数的增加而单调上升。在相关应用研究中，主要提出了采用微磁传输线理论对GMR读磁头的设计（包括器件的结构、材料参数），并在一定前端电路中对磁头的线性响应、输出电压波形、动态范围及损失等进行动态仿真。制作了GMR读磁头原型，对其进行了动态参数测试。结果表明理论设计参数与实验性能较为吻合，此结果在国内尚未见报道。 本论文主要工作有以下几个方面：1．综述了目前对GMR效应理论研究的重要进展，讨论了各种巨磁电阻材 料的特性和优缺点。得出多层膜和自旋阀结构材料是当前最先进入实 用化的两种GMR磁头材料。一2．研究了［NIFe／AsJ。、［NIPe／Cu］n多层膜的枷R效应同膜层（铁磁层 和非铁磁层）厚度和周期数的变化规律。通过参数的改变和特殊工艺 处理，得到［NIFe／Ag］。多层膜GMR材料在室温下饱和场4500A／m 时，GMR系数 70兄 线性偏流范围 10—50InA，这一结果在国内外文献中 未见报道。3．研究了自旋阀型多层膜＊ 儿u／Co儿u＊材料。在室温下得到 ［NIF6／CU／CO／CU］。样品：饱和场 4800A／m，GMR系数为 8．1％、灵敏 度 0．05％／oe的优质材料。自旋阀结构的巨磁电阻材料的 GMR系数 同样随周期数的增加而单调上升。4．提出两种GMR读磁头模型，并利用微磁传输线理论进行计算机辅助设 计，得到器件的结构参数、材料性能参数及它们的相互关系。对磁头 的线性响应、输出电压波形、动态响应范围及损耗进行了计算机动态 仿真。通过实际仿真，提出可迟过工艺参数优化和结构优化设计，可 以实现器件的低噪、高线性度及优良的高频动态响应。5．制作 GMR读磁头的原型，并进行了动态参数测试。结果表明：磁头的 输出幅度、频率响应、间隙损失u）、方位角损耗等同删R磁头原 型的性能参数有密切的关系，依据我们掌握的文献，此结果在国内未 见报导。
牛永波[2]2008年在《基于NiFeCo/Cu多层膜巨磁电阻（GMR）的磁微球检测》文中提出结合磁微球标记法,巨磁电阻(GMR)传感器可以用于生物检测技术中。针对生物检测技术中以检测磁微球浓度或面密度为手段,应用于疾病诊断等领域的需求,本论文选择NiFeCo/Cu多层膜作为研究对象。首先对巨磁电阻(GMR)效应进行了论述,其中包括GMR效应的定义、理论解释和模型、以及各种GMR结构等重要内容。其次,采用磁控溅射法制备了NiFeCo/Cu多层膜,研究了缓冲层厚度、非磁层厚度、铁磁层厚度等结构参数对NiFeCo/Cu多层膜GMR效应的影响。通过优化各结构参数,得到了饱和场低、磁滞小的NiFeCo/Cu多层膜样品。对应用于生物检测技术的GMR器件的工作原理作了详细分析,并计算了单个磁微球的偶极场及其产生的器件信号表达式。基于优化参数的NiFeCo/Cu多层膜,采用微细加工技术制备了GMR传感器件。对所制备的NiFeCo/Cu多层膜GMR器件,进行了实际的测试。得出了实验制备的NiFeCo/Cu多层膜适用于生物检测技术,且基于此多层膜制备的GMR器件可以检测出磁微球的结论。最后对研究工作进行了概括总结,并对以后的工作进行了展望。
吴海霞[3]2005年在《纳米磁性薄膜的电化学制备、表征及其磁性能研究》文中认为本论文前一部分采用控电位双脉冲技术,在P型单晶硅(111)面上电沉积制备了一系列的[Co(1.5nm)/Cu(t)]100(0.9nm<t<4.5nm)多层膜。采用四探针法测试了Co/Cu多层膜的巨磁电阻(GMR)性能。研究发现镀液中添加微量的CrO3能显著提高多层膜的巨磁电阻值。选取不同铜层厚度的多层膜进行真空退火处理,当铜层较薄时,退火后多层膜的GMR值迅速降低,而退火对Cu层较厚样品的GMR值的影响要较为复杂,这被认为是出现了Cu-Co颗粒膜结构。本论文后一部分采用恒流电沉积方法,接着在半导体硅片上制备不同组分的Cu-Co颗粒膜,并对其进行高温退火处理。制备态各样品的巨磁电阻值均比较小。正交实验得出450℃为最佳退火温度,最佳退火时间为一小时。颗粒膜巨磁电阻值随Co浓度呈现出先增大后减小的趋势,当镀层组成为Co20Cu80时,450℃退火后得到最大巨磁电阻值为8.21%。当Co浓度大于40%后,由于阈渗效应,GMR值急剧降低。XRD测试结果表明,在研究的钴浓度范围内,制备态样品形成了单相亚稳态面心立方结构,并以(111)面为择优生长面,当镀层组成为Cu80Co20时,(111)面的择优取向系数达到最大。制备态样品的晶格常数随Co浓度的增大近似遵循线性规律变化。随着退火温度的升高,样品的晶面间距和晶格常数逐渐增大。600℃退火后样品的XRD谱图中开始出现金属Co的衍射峰,700℃退火后(111)和(200)面分别分离成单金属Cu和单金属Co的衍射峰,相分离完全。700℃退火后Co20Cu80样品的TEM测试得出:SAED结果为一系列的衍射环,表明薄膜为多晶结构; 暗场像图中得到析出的金属Co颗粒镶嵌于薄膜中,颗粒平均尺寸为5-20nm。制备态Co20Cu80样品的磁滞回线接近于超顺磁性物质的磁滞回线,随着退火温度的升高,样品的矫顽力、剩余磁化强度、饱和磁化强度等参数逐渐增大,发生了从超顺磁性到铁磁性的转变。对磁化强度的计算结果也证实了退火过程中发生的变化。
康伟芳[4]2009年在《巨磁电阻传感器的特性比较及其实验应用》文中认为介绍了磁性多层膜中自旋极化输运和巨磁电阻效应,以及自旋阀巨磁电阻与多层膜巨磁电阻在材料结构、工作原理和实验特性上的区别,并针对多层膜巨磁电阻的特性,提出并列举了它在物理实验中的一些应用。
王艾玲, 周安, 郑鹉, 陈金昌, 王岩国[5]1998年在《Cu层和Mo层对NiFe多层膜巨磁电阻(GMR)的影响》文中认为采用磁控溅射方法制备了ＮｉＦｅ／Ｃｕ和ＮｉＦｅ／Ｍｏ两个系列的多层膜，进行了结构、磁性和磁电阻测量，并对部分ＮｉＦｅ／Ｃｕ多层膜样品作了电镜分析。对于ＮｉＦｅ／Ｃｕ多层膜，在室温下测量到巨磁电阻随Ｃｕ层厚度振荡的第一、二、三峰。在ＮｉＦｅ／Ｍｏ多层膜样品中未发现巨磁电阻效应。讨论了非磁性层对多层膜的磁性、界面结构和巨磁电阻效应的影响。
姚志, 孙继忠, 李建东[6]2012年在《多层膜巨磁电阻特性及电流最佳测量》文中进行了进一步梳理测量了不同方向外磁场和温度下多层膜巨磁电阻的磁阻特性,给出了巨磁电阻模拟传感器用于电流测量的最佳磁偏置.结果表明:外磁场强度相同但方向不同,对巨磁电阻的作用效果不同,巨磁电阻饱和时,阻值与外磁场方向无关.温度不同,巨磁电阻的阻值不同,磁电阻变化率也有改变.
温艳玲, 钟云波, 任忠鸣, 邓康[7]2005年在《巨磁电阻薄膜材料的研究进展》文中进行了进一步梳理对巨磁电阻薄膜材料及其制备技术的发展现状进行了综述和评价 ,重点介绍了国内外在电沉积巨磁电阻薄膜材料方面的最新进展 ,并指出磁场对电沉积的影响是一个值得深入探讨的研究方向。
葛世慧, 张宗芝, 库万军, 李成贤, 阎明朗[8]1996年在《Fe层厚度对Fe／Mo多层膜巨磁电阻的影响》文中研究指明详细研究了用溅射法制备的Ｆｅ／Ｍｏ多层膜系统的结构、磁性及磁电阻效应（ＧＭＲ）．发现当保持Ｍｏ层厚度为０．８ｎｍ、Ｆｅ层厚度ｄＦｅ由２．２ｎｍ减到０．４ｎｍ时，ＧＭＲ在ｄＦｅ＜１．４ｎｍ有一迅速增加，并在ｄＦｅ＝０．９ｎｍ时达极大值，然后下降，矫顽力显示出类似的行为．结合磁各向异性及结构分析推断：随磁性层厚度的减薄，多层膜逐渐由连续膜过渡到不连续膜、大的ＧＭＲ来源于这种微观结构的变化，ＧＭＲ与材料内磁性的不均匀性密切相关
康伟芳[9]2009年在《自旋阀与多层膜巨磁电阻的特性测量及比较》文中进行了进一步梳理介绍磁性多层膜中自旋极化输运和巨磁电阻效应,简述自旋阀巨磁电阻与多层膜巨磁电阻在材料组成结构和工作原理方面的区别,利用和改造现有的高校物理实验室中的实验仪器并设计简易的实验电路测量这两种类型的巨磁电阻的磁敏特性,并根据实验测量的结果将这两种传感器在其灵敏度和测量范围上进行比较和研究.
翁兆平[10]2002年在《磁性多层膜电磁特性的研究》文中研究表明磁性材料在今天的生活中发挥着越来越重要的作用，它渗透到高新技术的各个行业中去。当大块磁性材料在一个维度上变得很小时，就成为磁性薄膜，其磁性也有一定的变化。在八十年代中期，人们发现Y/Gd,Y/Dy等单晶多层膜具有层间耦合作用。1988年法国人Baibich等在Fe/Cr金属多层膜中发现磁电阻效应，且其值可达60%，称其为巨磁电阻（GMR）,揭开了巨磁电阻发展的序幕。当时认为它与层间耦合有很大关系，后来人们发现产生巨磁电阻效应的机制不同于各向异性磁电阻效应，它涉及到与自旋相关的电子输运过程。在以往的电子输运过程中，人们仅需要考虑电子作为电荷的载体，但在巨磁电阻效应中，电子不仅是电荷的载体，而且具有自旋。自旋相对于局域磁化矢量的取向将影响其输运性质，巨磁电阻效应的发现开辟了磁电子学这一新的学科和研究领域。继Fe/Cr多层膜巨磁电阻效应发现以后，巨磁电阻效应已成为国际研究的热点，人们发现过渡族铁磁金属或合金薄膜与非磁性金属构成多层膜后均可呈现巨磁电阻效应，其中以Co/Cu多层膜的GMR值最高，室温巨磁电阻效应可达65%。除多层膜外，在颗粒膜、隧道结，自旋阀中也发现了巨磁电阻效应。在巨磁电阻效应被发现后的第六年，IBM公司研制成巨磁电阻效应的读出磁头，将磁盘记录密度一下子提高了17倍，达5Gb/in2,而如今实验室的记录密度可达100Gb/in2,从而在与光盘的竞争中重新处于领先地位。由于巨磁电阻效应大，易使器件小型化、廉价化，除了读出磁头外同样可应用于测量位移、角度等传感器以及磁随机存储器中，具有巨大的应用前景，因而引起了广泛的关注。但在这几种巨磁电阻效应中，要数隧道结巨磁电阻效应最引人注目。由于它的饱和磁场比较低，对磁场的变化反应比较灵敏，因而具有极大的应用价值，而其它几种巨磁电阻效应，虽然它们的GMR值比较大，但是它们的饱和磁场太大，从而灵敏度比隧道结效应要低，因而在磁记录磁头的竞争中，隧道结效应将处于领先地位。但是目前关于隧道结巨磁电阻效应的报道比较少，本文将对其电磁特性进行一些探索和研究。
参考文献：
[1]. 多层膜巨磁电阻材料及应用研究[D]. 王万平. 电子科技大学. 2000
[2]. 基于NiFeCo/Cu多层膜巨磁电阻（GMR）的磁微球检测[D]. 牛永波. 上海交通大学. 2008
[3]. 纳米磁性薄膜的电化学制备、表征及其磁性能研究[D]. 吴海霞. 天津大学. 2005
[4]. 巨磁电阻传感器的特性比较及其实验应用[J]. 康伟芳. 武汉理工大学学报(信息与管理工程版). 2009
[5]. Cu层和Mo层对NiFe多层膜巨磁电阻(GMR)的影响[J]. 王艾玲, 周安, 郑鹉, 陈金昌, 王岩国. 材料科学与工艺. 1998
[6]. 多层膜巨磁电阻特性及电流最佳测量[J]. 姚志, 孙继忠, 李建东. 物理实验. 2012
[7]. 巨磁电阻薄膜材料的研究进展[J]. 温艳玲, 钟云波, 任忠鸣, 邓康. 上海金属. 2005
[8]. Fe层厚度对Fe／Mo多层膜巨磁电阻的影响[J]. 葛世慧, 张宗芝, 库万军, 李成贤, 阎明朗. 兰州大学学报. 1996
[9]. 自旋阀与多层膜巨磁电阻的特性测量及比较[J]. 康伟芳. 大学物理. 2009
[10]. 磁性多层膜电磁特性的研究[D]. 翁兆平. 哈尔滨理工大学. 2002