电沉积法制备巨磁电阻功能膜研究.pdfVIP

第26卷专辑 中 国稀土学报 2008年8月 THE V01．26 JOURNALOF CHINESERAREEARTHSOCIE丁Y Spec．Issue Aug，2008 电沉积法制备巨磁电阻功能膜研究 赵林1，樊占国H，苏海2 摘要。简要介绍了巨磁电阻材料的相关内容，包括定义、应用及制备手段。采用电化学的方法在半导体Si表面沉积了 CuCo颗粒膜。研究电沉积工艺参数，如镀液的主盐离子浓度、络合剂浓度以及沉积时的电流密度等对铜钴颗粒膜层组成 的影响。发现膜层的组成成分、晶粒大小与镀液的主盐离子浓度、络合剂浓度以及沉积时的电流密度有着直接的联系。 磁阻测量及真空退火处理后发现，经过450℃退火处理1h后Cu80C020薄膜GMR达到最大值，随着温度的升高膜层的 电阻率也随之下降。XRD分析表明经过退火处理膜层中出现co粒子的析出，出现了局部富钴的区域。磁阻测量表明此 时有利于提高膜层的GMR值。 关键词t电沉积；CuCo颗粒膜；巨磁电阻；退火温度 A 中图分类号lTB43；0646文献标识码I 文章编号：1000-4343(2008)．0362-05 磁电阻效应是指强磁体和其它固体在恒定 目前发现具有GMR效应的材料主要有多层 (直流)磁场作用下其电阻发生变化的效应。通 膜、颗粒膜、自旋阀、非连续多层膜、氧化物超 常某些导体、半导体材料在磁场较低时电阻随磁 巨磁阻薄膜等。衡量GMR性能的两个最基本参数 场呈线性增加，而在强磁场作用下电阻则快速增 是：在一定温度下所能达到的最大a订R值；获得 长，称之为磁电阻效应。在半导体晶体中，这种 最大GMR效应所需施加的饱和外磁场强度。GMR 与饱和磁场强度的比值称为磁场灵敏度。巨磁电 效应还呈现各向异性(anisotropicmagneto． resistanceeffect，简称AMR)，即电阻随电流与磁阻效应材料要获得广泛应用的一个关键问题，是 场之间的夹角不同而变化。 开发既具有低的饱和场，又具有高的GMR效应的 合金系统。在各种巨磁电阻材料中，多层膜和颗 “巨磁电阻效应”(giantmagneto—resistance，简 作(m吸)与传统意义上的磁电阻效应有着很大不 粒膜饱和磁场高达数特斯拉，磁场灵敏度低；氧 同。其一，随磁场的增加电阻呈负增加趋势，即 化物陶瓷类材料需极高饱和场，难以实现实用化： 电阻随磁场的增加而减小；其二，在弱磁场下， 自旋阀材料饱和磁场仅为几个或几十奥斯特，但 电阻就会发生巨大变化。巨磁电阻效应首先由 在室温下GMR低。因此，在合金成分及膜结构方 Baibich等Il】1988年在研究铁／铬多层膜时发现。面进行新的探索，研究和开发室温磁场灵敏度高 在4．2K时，膜层的磁电阻变化率最大可达50％，的GMR磁性薄膜材料是凝聚态物理和材料科学 故命名为巨磁电阻效应。文献上对磁电阻效应有 领域的重要任务。 两种定义：其一，以外磁场H为零时的电阻率风 由于巨磁阻多层膜在高密度读出磁头、磁存 储元件上有广泛的应用前景，引起了国内外广泛 为参考点。由于磁滞，H=0相应于磁化强度M=0 关注14-引。1994年，mM公司率先研制成基于巨磁 或M=Mo。定义为Ap／p=【办一p0]／po，Po、,on 电阻效应原理的读出磁头，将磁盘记录密度一下 分别为外磁场为零和H时的电阻率。其二，以饱