Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Nghiên cứu chế tạo màng mỏng đa lớp có cấu trúc spin van

65 100 0
Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Nghiên cứu chế tạo màng mỏng đa lớp có cấu trúc spin van

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

Thông tin tài liệu

Trên cơ sở những điều nói trên, luận văn này chọn đối tượng nghiên cứu là màng mỏng đa lớp có cấu trúc spin - van Ta/NiFe/Cu/NiFe/IrMn/Ta được chế tạo bằng phương pháp phún xạ catốt. Luận văn gồm 3 phần chính: Chương 1 - Tổng quan về màng mỏng từ tính, Chương 2 -Các phương pháp thực nghiệm, Chương 3 - Kết quả và thảo luận.

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN ­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­ Nguyễn Thị Kiều Vân NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO MÀNG MỎNG ĐA LỚP  CÓ CẤU TRÚC SPIN VAN LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội – 2015 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN ­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­ Nguyễn Thị Kiều Vân NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO MÀNG MỎNG ĐA LỚP  CÓ CẤU TRÚC SPIN VAN Chuyên ngành: Vật lý Nhiệt Mã số:  LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. LÊ TUẤN TÚ Hà Nội – Năm 2015 LỜI CẢM ƠN!  Lời đầu tiên, em xin gửi lời cảm  ơn sâu sắc tới TS. Lê Tuấn Tú – người   thầy đã tận tình giúp đỡ  em trong suốt thời gian làm luận văn. Cảm  ơn thầy đã   giúp em lựa chọn đề  tài, cung cấp cho em những thơng tin, tài liệu cần thiết và  nhiệt tình giải đáp các vướng mắc trong suốt q trình nghiên cứu đề tài… Em xin chân thành biết ơn sự dạy dỗ của tất cả các q thầy cơ Khoa Vật   lý – Trường Đại học Khoa học tự  nhiên – Đại học Quốc gia Hà Nội. Các thầy,   các cơ đã hết mình truyền đạt lại cho em những kiến thức cần thiết và bổ ích cho   tương lai sau này Cuối cùng, lời cảm ơn chân thành và sâu sắc nhất em xin gửi tới gia đình   thân yêu – những người đã luôn sát cánh và động viên em trong suốt chặng đường   qua Hà Nội, ngày 06 tháng 07 năm 2015 Sinh viên Nguyễn Thị Kiều Vân MỤC LỤC MỞ ĐẦU 13 Chương 1: TỔNG QUAN VỀ MÀNG MỎNG TỪ TÍNH 14 1.1 Màng mỏng 14 1.2 Dị hướng từ 15 1.2.1 Dị hướng hình dạng 15 1.2.2 Dị hướng từ tinh thể 16 1.2.3 Dị hướng ứng suất 17 1.2.4 Dị hướng từ màng mỏng .17 1.3 Các vật liệu sắt từ 18 1.4 Các chất phản sắt từ (AFM) 21 1.4.1 Đặc điểm vật liệu phản sắt từ 21 1.4.2 Lý thuyết trường phân tử lớp phản sắt từ 22 1.5 Giới thiệu tượng trao đổi dịch .22 1.5.1 Nguồn gốc hiệu ứng trao đổi dịch 23 1.5.2 Hiện tượng dịch đường từ trễ hệ FM/AFM .24 1.5.3 Mơ hình lý thuyết .25 1.5.4 Sự phụ thuộc vào độ dày từ trường trao đổi dịch .27 1.5.5 Các ứng dụng tượng trao đổi dịch 28 1.6 Giới thiệu hệ có cấu trúc spin van 29 1.7 Mục tiêu luận văn 30 Chương 2: CÁC PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM 2.1 Chế tạo màng mỏng phương pháp phún xạ 2.2.1 Cơ chế phún xạ 2.1.2 Các hệ phún xạ 2.2 Hiển vi điện tử quét (SEM) .7 2.3 Từ kế mẫu rung (VSM) 2.4 Phân tích nhiễu xạ tia X 12 Chương 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 15 3.1 Màng mỏng NiFe 15 3.1.1 Kết đo hiển vi điện tử quét (SEM) 15 3.1.2 Kết đo nhiễu xạ tia X (XRD) .16 3.1.3 Kết đo từ kế mẫu rung (VSM) 17 3.2 Hệ vật liệu NiFe/IrMn 18 3.2.1 Kết đo tính chất từ 18 3.2.2 Kết đo XRD .21 3.3 Hệ vật liệu NiFe/Cu/NiFe/IrMn 22 3.3.1 Kết đo từ kế mẫu rung (VSM) 23 3.3.2 Ảnh hưởng lớp ghim lên tính chất từ 25 3.3.3 Ảnh hưởng lớp phản sắt từ lên tính chất từ 27 KẾT LUẬN 31 TÀI LIỆU THAM KHẢO 32 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình   1.1:   Ảnh   chụp   cắt   ngang   màng   mỏng   đa   lớp   Si/SiO2/Cu/IrMn/CoFeB/Ta/Cu/Au Hình   1.2:   Cấu   trúc   đơmen     vật   liệu   sắt   từ Hình   1.3:   Đường   cong   từ   trễ     chất   sắt   từ Hình 1.4: Cấu trúc từ của vật liệu phản sắt từ gồm 2 phân mạng đối song nhau Hình 1.5: Đường cong từ  trễ  của CoO được phủ  các hạt Co tại 77 K sau khi   được ủ trong trường hợp khơng có từ trường đặt vào (1) và dưới từ trường bão   hòa   (2) 10 Hình   1.6:   Cơ   chế   trao   đổi   dịch     màng   hai   lớp   FM/AFM 11 Hình   1.7:   Biểu   đồ     góc   tham   gia   vào   hệ   trao   đổi   dịch 13 Hình 1.8: Sự phụ  thuộc của trường trao đổi dịch Hex và lực kháng từ Hc vào độ   dày   lớp   FM   cho   hệ   Fe80Ni20/FeMn     tAFM  =   50   nm 14 Hình 1.9: Sự phụ thuộc của trao đổi dịch H ex và lực kháng từ Hc  vào độ dày lớp   AFM   cho   hệ   Fe80Ni20/FeMn     tFM  =     nm 15 Hình 1.10: Mơ hình hiệu  ứng từ  điện trở  khổng lồ  trong các cấu trúc spin  van 16 Hình 1.11: Mặt cắt ngang của màng đa lớp spin   van với liên kết phản sắt từ 17 Hình   2.1:   Nguyên   lý           trình   phún   xạ 19 Hình 2.2:   Sơ   đồ   nguyên   lý     hệ   phún   xạ   catot     chiều 21 Hình 2.3 : Sơ đồ nguyên lý hệ phún xạ catốt xoay chiều 22 Hình 2.4:   Sơ   đồ   nguyên   lý   hệ   thống   phún   xạ   magnetron 23 Hình 2.5 : Hệ phún xạ magnetron sử dụng cả nguồn một chiều và nguồn xoay  chiều tại khoa Vật lý Kĩ thuật và Cơng nghệ Nano – Trường Đại học Cơng nghệ  ­ Đại học Quốc gia Hà Nội 24 Hình 2.6: (a) Kính hiển vi điện tử  qt; (b) Sơ  đồ  khối kính hiển vi điện tử  quét 25 Hình 2.7:  (a)  Máy  đo  từ   kế  mẫu rung (  VSM);  (b)  Mô   hình từ   kế   mẫu  rung 26 Hình 2.8: Sơ đồ cấu trúc cơ khí của hệ VSM 27 Hình 2.9: Hiện tượng nhiễu xạ trên tinh thể .30 Hình 2.10:  (a) Hệ  đo nhiễu xạ  tia X (XRD);(b) Mơ hình hệ  đo nhiễu xạ  tia   X 31 Hình   3.1:   Ảnh   SEM     màng   NiFe 32 Hình   3.2:   Hình   ảnh   nhiễu   xạ   tia   X     màng   NiFe 33 Hình 3.3: Đường cong từ trễ của màng NiFe với từ trường đặt vào song song với   bề   m ặt     màng 34 Hình  3.4:   Hình  ảnh  VSM     hệ   NiFe/IrMn   với  t NiFe  =  5  nm,     nm       nm 35 Hình 3.5: Sự  phụ  thuộc của Hex  vào chiều dày lớp NiFe của màng NiFe/IrMn 37 Hình  3.6:   Sự   phụ   thuộc     H c    vào  chiều  dày   lớp   NiFe     hệ   NiFe/IrMn 37 Hình   3.7:   Nhiễu   xạ   tia   X       lớp   NiFe/IrMn 38 60 55 H ex (Oe) 50 45 40 35 30 25 20 ChiỊu dÇy lí p NiFe (nm)   Hình 3.5: Sự phụ thuộc của Hex vào chiều dày lớp NiFe của màng NiFe/IrMn 3.2.1.3. Sự phụ thuộc lực kháng từ Hc vào chiều dày lớp NiFe 55 50 HC (Oe) 45 40 35 30 25 20 15 ChiỊu dÇy lí p NiFe (nm) Hình 3.6: Sự phụ thuộc của Hc  vào chiều dày lớp NiFe của hệ NiFe/IrMn 20 Cũng tương tự như Hex, khi tăng chiều dày lớp NiFe lên, tương tác trao đổi  giữa lớp FM và AFM giảm. Do đó, lực kháng từ Hc sẽ giảm dần theo sự tăng lên  của lớp NiFe (hình 3.6)  Ngun nhân của sự  giảm này là do giữa bề  mặt lớp  NiFe và IrMn xuất hiện tương tác trao đổi. NiFe được biết đến như  là một vật  liệu từ  mềm, có nghĩa là lực kháng từ  thấp. Khi chúng ta tăng chiều dày của nó   lên, điều đó giống như tính từ mềm cũng tăng lên và ngày càng chiếm ưu thế hơn   tương tác trao đổi giữa lớp FM và AFM. Vì vậy lực kháng từ của hệ giảm 3.2.2. Kết quả đo XRD Dựa vào hình ảnh XRD của hai lớp NiFe/IrMn, chúng ta có thể thấy NiFe  và IrMn có định hướng (111). Có 2 đỉnh   góc 2θ  = 44o  và 2θ  = 42o  lần lượt  tương ứng với hai pha NiFe (111) và IrMn (111) 70 Si IrMn (111) Intensity (Counts) Cường độ (đ v t y) 60 50 40 NiFe (111) 30 20 10 20 25 30 35 40 45 o 50 55  ( ) ( ) Theta O Hình 3.7: Nhiễu xạ tia X của các lớp NiFe/IrMn 21 60 Dựa vào các kết quả nghiên cứu đã được cơng bố, việc tạo ra IrMn (111)    cho tương tác trao đổi bề  mặt  ổn định nhất. Từ  đó cho ta hiệu  ứng trao đổi   dịch tốt nhất 3.3. Hệ vật liệu NiFe/Cu/NiFe/IrMn   Để  tạo ra hệ  có cấu trúc spin   van, hai hệ  vật liệu Ta (5 nm)/NiFe (5   nm)/Cu   (3   nm)/NiFe   (tNiFe  nm)/IrMn   (10   nm)/Ta   (5   nm)     Ta   (5  nm)/NiFe   (5  nm)/Cu (3 nm)/NiFe (9 nm)/IrMn (tIrMn nm)/Ta (5 nm) đã được chế tạo với tNiFe = 3  nm, 5 nm, 7 nm, 9 nm và tIrMn = 8 nm, 10 nm, 15 nm (hình 3.8) Trong cấu trúc này, sự có mặt của lớp Ta ở trên cùng và dưới cùng của hệ  giúp bảo vệ nó khỏi sự oxi hóa. Lớp NiFe đầu tiên là lớp tự do và lớp NiFe thứ  hai được gọi là lớp bị ghim. Do đó, mẫu cần 2 lớp Ta ở hai mặt để bảo vệ.  Lớp  Cu được chế  tạo để  tạo nên sự  bắt cặp spin giữa hai lớp NiFe khi có một từ  trường được đặt vào. Trường hợp khơng có lớp tự  do thì khơng tạo ra cấu trúc   spin van và từ trường trao đổi dịch đạt giá trị thấp xung quanh giá trị 50 Oe; giống  như kết quả đã được báo cáo trong phần trước Hình 3.8: Cấu trúc hệ vật liệu NiFe/Cu/NiFe/IrMn Ở đây, IrMn được dùng với vai trò là lớp phản sắt từ  trong cấu trúc spin –   van. Lớp NiFe/IrMn là lớp trao đổi dịch được coi như  là van của cấu trúc spin –  van 22 3.3.1. Kết quả đo từ kế mẫu rung (VSM) Như đã đề cập ở phần trước, khơng giống như các đường cong từ trễ của   màng đơn lớp (có tính đối xứng), đường cong từ  trễ  của cấu trúc spin – van   khơng có tính đối xứng. Hơn nữa, các thơng số được rút ra từ  đường cong từ  trễ  này có những đặc điểm khơng giống với các đường cong từ trễ đối xứng 23 0.0006 nm nm nm M« men tõ (emu) 0.0003 (a) 0.0000 -0.0003 -0.0006 -1000 -500 500 1000 Tõ tr- êng H (Oe) (b) M« men tõ (emu) 0.0008 nm 12 nm 0.0004 0.0000 -0.0004 -0.0008 -1000 -500 500 1000 Tõ tr- êng H (Oe) Hình 3.9: Đường cong từ trễ của cấu trúc spin van NiFe (5 nm)/Cu (3 nm)/NiFe   (tNiFe nm)/IrMn (10 nm) với (a) tNiFe = 3 nm, 5 nm, 7 nm và (b) tNiFe = 9 nm, 12 nm 24 Đường cong từ  trễ  của hệ  với chiều dày lớp NiFe tăng được biểu diễn  trong hình 3.9. Có thể thấy rằng, đường cong từ trễ của hệ có cấu trúc spin  van  bị  dịch chuyển. Sự  dịch chuyển này là do tương tác trao đổi giữa lớp NiFe và   IrMn. Tương tác này dẫn đến hiệu ứng trao đổi dịch nói trên. Khi chiều dày lớp   ghim tăng từ  3 nm đến 12 nm, đường cong trở  nên kém rõ nét và rời rạc hơn   Hình vẽ cũng cho ta thấy, từ trường trao đổi giảm lần lượt từ 360 Oe đến 65 Oe  và lực kháng từ giảm từ 200 Oe đến 60 Oe.  Ở đây có một kết quả khá thú vị. Khi chiều dày lớp NiFe tăng tới giá trị  t =  12 nm (hình 3.9 b), cấu trúc spin van mất đi hồn tồn. Ngun nhân của hiện   tượng thú vị này đó là hệ chỉ còn tương tác bề mặt giữa lớp NiFe rất dày và lớp   phản sắt từ IrMn 3.3.2. Ảnh hưởng của lớp ghim lên tính chất từ 3.3.2.1. Ảnh hưởng của lớp NiFe lên mơmen từ của hệ 0.85 0.80 M« men tõ (memu) 0.75 0.70 0.65 0.60 0.55 0.50 0.45 10 12 Đ ộ dầy lớ p NiFe (nm) Hỡnh3.10:nhhngcalpNiFelờnmụmentcahNiFe/Cu/NiFe/IrMn khi chiều dày lớp NiFe thay đổi 25 Khi chiều dày của lớp sắt từ tăng từ 3 nm đến 12 nm, tính sắt từ của mẫu   tăng lên. Điều này dẫn đến các mơmen trong lớp sắt từ  ngày càng tăng (hình  3.10) 3.3.2.2. Sự phụ thuộc Hex  vào chiều dày lớp NiFe Như  đã chứng minh   phần trước, với hệ  NiFe/IrMn, từ  trường trao đổi  dịch tỉ lệ  nghịch với chiều dày lớp sắt từ Quan sát hình 3.11  và qua những kết quả đã đưa ra, quy luật trên đúng với  hệ có cấu trúc spin van NiFe/Cu/NiFe/IrMn. Một lần nữa chúng ta có thể  khẳng  định, Hex phụ thuộc vào tFM, khi tFM tăng thì Hex giảm.  400 350 H Ex (Oe) 300 250 200 150 100 50 10 11 12 13 Đ ộ dầy lớ p NiFe (nm) Hỡnh3.11:thsphthuccaHexvochiudylpNiFe 3.3.2.3. Sự phụ thuộc Hc  vào chiều dày lớp NiFe 26 Ảnh hưởng của chiều dày lớp NiFe (tNiFe) lên lực kháng từ  Hc  được thể  hiện trên hình 3.12.  Kết quả cho thấy, khi chiều dày lớp NiFe tăng từ 5 nm đến 7  nm thì độ lớn Hex giảm khơng đáng kể. Trong khi đó, khi chiều dày lớp NiFe tăng   từ  7 nm đến 12 nm thì lực kháng từ  giảm rất nhanh (từ  khoảng 190 Oe xuống   khoảng 45 Oe). Ngun nhân xảy ra hiện tượng này là do khi chiều dày lớp NiFe   tăng lên thì tính từ mềm của lớp ghim chiếm ưu thế hơn so với tương tác bề mặt   giữa NiFe/IrMn, do đó lực kháng từ giảm.  220 200 Lùc kh¸ ng tõ H C (Oe) 180 160 140 120 100 80 60 40 10 11 12 13 Đ ộ dầy lí p NiFe (nm) Hình 3.12 : Sự phụ thuộc của Hc  vào chiều dày lớp NiFe của hệ NiFe (5 nm)/Cu   (3 nm)/NiFe (tNiFe nm)/IrMn (10 nm) 3.3.3. Ảnh hưởng của lớp phản sắt từ lên tính chất từ Sự  phụ  thuộc của Hex và Hc vào chiều dày lớp phản sắt từ  IrMn cũng là  một khảo sát quan trọng đối với hệ có cấu trúc spin van.  Để nghiên cứu sự phụ  27 thuộc này, màng đa lớp Ta (5 nm)/NiFe (5 nm)/Cu (3 nm)/NiFe (9 nm)/IrMn (tIrMn  nm)/Ta (5 nm) đã được chế  tạo với tIrMn = 8 nm, 10 nm và 15 nm. Mẫu sau khi  được chế tạo đã được tiến hành đo VSM (hình 3.13) 1.0 nm 10 nm 15 nm M/M S 0.5 0.0 -0.5 -1.0 -750 -500 -250 250 500 750 Magnetic field H (Oe) Từ trường H (Oe) Hình 3.13: Ảnh hưởng của lớp phản sắt từ lên tính chất từ của hệ có cấu   trúc spin van Ta (5 nm)/NiFe (5 nm)/Cu (3 nm)/NiFe (9 nm)/IrMn (tIrMn nm)/Ta (5  nm) Hình 3.14 cho ta thấy rằng từ trường trao đổi dịch Hex gần như khơng thay  đổi (có giá trị  khoảng 200 Oe) khi chiều dày lớp IrMn thay đổi từ  8 nm đến 15   nm.  28 H C, H ex (Oe) 200 180 HC Hex 160 140 120 10 12 14 16 18 20 tIrMn (nm) Hình 3.14: Sự phụ thuộc của lực kháng từ Hc  và từ trường trao đổi dịch   Hex vào chiều dày lớp IrMn của hệ Ta (5 nm)/NiFe (5 nm)/Cu (3 nm)/NiFe (9  nm)/IrMn (tIrMn nm)/Ta (5 nm) Sự  phụ  thuộc của  từ  trường trao đổi dịch  Hex   và lực kháng từ  Hc  vào  chiều dày của  lớp phản sắt từ    được  nhóm tác  giả  J. Nogue’s và  Ivan K.  Schuller nghiên cứu và cơng bố. Kết quả chỉ ra rằng: khi chiều dày lớp phản sắt  từ ở dưới 2 nm, từ trường trao đổi dịch của mẫu gần như bằng 0. Điều đó chứng  tỏ  hiệu  ứng trao đổi dịch gần như  biến mất hồn tồn   giá trị  nói trên.  Tuy  nhiên, từ 2 nm trở lên, hiệu ứng trao đổi dịch trở nên mạnh mẽ, dẫn đến H ex tăng  một cách đột ngột. Khi chiều dày lớp AFM bằng 6 nm, H ex bắt đầu  ổn định và  gần như khơng thay đổi khi chiều dày lớp phản sắt từ thay đổi.  29 Điều đó có thể  được giải thích, khi chiều dày lớp IrMn tăng, các mơmen  từ của lớp sắt từ NiFe bị ghim ngày càng nhiều và tất cả các mơmen từ  của lớp   này sẽ  bị  ghim lại khi lớp IrMn có chiều dày 6 nm trở  lên. Đây chính là ngun   nhân làm cho từ trường trao đổi dịch gần như khơng thay đổi.  Ngồi ra, ta có thể nhận thấy rằng, khi chiều dày lớp IrMn tăng từ  10 nm  đến 15 nm thì lực kháng từ của mẫu giảm dần từ 160 Oe đến 114 Oe.  30 KẾT LUẬN Sau khi hồn thành luận văn, em rút ra được các kết luận sau: Đã chế tạo thành cơng màng mỏng từ tính NiFe, NiFe/IrMn và màng mỏng  có cấu trúc spin van NiFe/Cu/NiFe/IrMn NiFe là vật liệu từ mềm với Hc = 5,1 Oe IrMn (111) cho hằng số tương tác trao đổi bề mặt ổn định nhất Màng mỏng 2 lớp NiFe/IrMn có hiệu  ứng trao đổi dịch và   Hex, Hc  phụ  thuộc vào chiều dày lớp NiFe Tính chất từ  của cấu trúc spin van NiFe/Cu/NiFe/IrMn phụ thuộc vào lớp  NiFe và lớp IrMn 31 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt 1. Nguyễn Hữu Đức , (2003),  Vật liệu từ  liên kim loại, Nhà xuất bản Đại học  Quốc gia Hà Nội, Hà Nội 2. Nguyễn Phú Thùy , (2003), Vật lý các hiện tượng từ, Nhà xuất bản Đại học  Quốc gia Hà Nội, Hà Nội 3. Vũ Thị  Huyền Trang, (2011),  Nghiên cứu chế  tạo dây Coban có kích thước   nano bằng phương pháp điện hóa, Khóa luận tốt nghiệp Đại học khoa  Vật lý, Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội, Hà Nội 4. Vũ Thị Thanh, (2014), Ảnh hưởng của từ trường trong q trình lắng đọng lên   tính chất của dây nano,  Luận văn Thạc sĩ khoa học, Trường Đại học   Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội, Hà Nội Tiếng Anh 5.  A  Aharoni,  E.H  Frei,  S  Shtrikman,   (1956),  “Theoretical   Approach   to   the  Asymmetrical Magnetization Curve”,  Journal of Applied Physics, Vol. 30  (12), pp. 1956­1961 6. A.J. Devasahayam, P.J. Slides and M.H. Kryder, (1998), “Magnetic temperature  and corrosion properties of the NiFe/IrMr exchange couple”, J. Appl. Phys,  83, p. 7216 7. A. Layadi, J.W. Lee, J.O. Artman, (1988), “FMR and TEM studies of annealed  and magnetically annealed thin bilayer films”, J. Appl, Phys, 63, p.3808 8. C.P  Bean,  (1960), in:  C.A  Neugebauer,  J.B  Newkirk,  D.A  Vermilyea (Eds),  Structure and properties of Thin Films, Wiley, New York, p. 331 32 9.  D  Mauri,  H.C  Siegmann,  P.S  Bagus,  E  Kay, (1987),  “Simple model for thin  ferromagnetic films exchange coupled to an antiferromagnetic substrate”, J.  Appl Phys, 62, p. 3047 10  G  Anderson, Y  Huai, L  Miloslawsky, (2000),  “CoFe/IrMn exchange biased  top, bottom, and dual spin valve”,  Journal of Applied Physics,  p  6989­ 6991 11  I.S  Jacob, in:  G.T  Rado,  H  Suhl(Eds),  (1963),  Magnetism, Academic Press,  New York, p.271 12. J. Adrian Devasahayam and H. Mark Kryder, (1999),“Biasing Materials For  Spin­Valve Read Heads”,  IEEE  transaction on magnetics,  vol.35(2), pp.  178 – 190 13. J. Nogs, J. Sort, V. Langlais, V. Skumryev, S. Suriđach, J.S. Moz, M.D.  Baró, (2005), “Exchange bias in nanostructures”, J. Appl, Phys, 61, p.4255 14. J. Nogues´, K.I. Schuller, (1998), “Exchange bias”, Journal of Magnetism and   Magnetic Materials, 192 , p.203—232 15. L. Jian­Ping,  Q. Zheng­Hong, S. Yu­Cheng, BAI Ru, L. Jian­Lin, Z. Jian­Guo,  (2014),  “Effect   of   Magnetic   Annealing   on   IrMn   Based   Spin   Valve  Materials with SAF Structure”, Journal of Inorganic Materials, Vol. 29(4),  pp. 411­416 16. M.N. Baibich, J.M. Broto, A. Fert, F. nguyen Van Dau, F. Petroff, P. Etienne,  G  Creuzet,  A  Friederich   and  J  Chazelas,  (1989),   “Giant  Magnetoresistance of (001)Fe/(001)Cr Magnetic superlattices”, Phys. Rev   Lett, Vol. 61, pp. 2472­2475 17  M.T  Johnson,  P.J.H  Bloemen,  F.J.A    Broeder   and  J.J  de   Vries,   (1996),  “Magnetic anisotropy in metallic multilayers”, Rep. Prog. Phys, 59, p.1409 33 18. N.G. Chechenin, P.N. Chernykh, S.A. Dushenko, I.O. Dzhun, A.Y. Goikhman,  V.V. Rodionova, (2014), “Asymmetry of Magnetization Reversal of Pinned  Layer   in   NiFe/Cu/NiFe/IrMn   Spin­Valve   Structure,  Journal   of  Superconductivity and Novel Magnetism”, Phys. Rev. Lett, Volume 27(6),   19  P.S  Anil Kumar and  J.C  Lodder, (2000),  “The spin valve transitor”,  J  D.  Phys.: Appl. Phys, 33, pp. 2911–2920 20. S.J. Bludell, J.A.C. Bland, (1992), “Polarized Neutron Reflection as a Probe of  Magnetic Films and Multilayers”, Phys. Rev,  p. 3391 21. V.K. Sankaranarayanan,  S.M  Yoon, C.G  Kim, C.O  Kim, (2005), “Exchange  bias variation of the seed and top NiFe layers in NiFe/FeMn/NiFe trilayer  as a function of seed layer thickness”, Journal of Magnetism and Magnetic   Materials,  286, pp. 196–199 34 ... TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN ­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­ Nguyễn Thị Kiều Vân NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO MÀNG MỎNG ĐA LỚP  CÓ CẤU TRÚC SPIN VAN Chuyên ngành: Vật lý Nhiệt Mã số:  LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. LÊ TUẤN TÚ... 1.7. Mục tiêu của luận văn Để nghiên cứu tính chất từ  của cấu trúc spin van,  3 loại màng mỏng sau  đây đã được chế tạo: ­ Màng đơn lớp:  Si/SiO2/Ta/NiFe/Ta ­ Màng 2 lớp:  Si/SiO2/Ta/NiFe/IrMn/Ta ­ Màng đa lớp:  Si/ SiO2/Ta/NiFe/Cu/NiFe/IrMn/Ta... Trên cơ sở những điều nói trên, luận văn này chọn đối tượng nghiên cứu   là màng mỏng đa lớp có cấu trúc spin – van Ta/NiFe/Cu/NiFe/IrMn/Ta được chế tạo bằng phương pháp phún xạ catốt Luận văn của em gồm 3 phần chính: Chương 1: Tổng quan về màng mỏng từ tính

Ngày đăng: 16/01/2020, 23:40

Từ khóa liên quan

Mục lục

  • MỞ ĐẦU

  • Chương 1: TỔNG QUAN VỀ MÀNG MỎNG TỪ TÍNH

    • 1.1. Màng mỏng.

    • 1.2. Dị hướng từ.

      • 1.2.1. Dị hướng hình dạng.

      • 1.2.2. Dị hướng từ tinh thể.

      • 1.2.3. Dị hướng ứng suất.

      • 1.2.4. Dị hướng từ trong màng mỏng.

      • 1.3. Các vật liệu sắt từ.

      • 1.4. Các chất phản sắt từ (AFM).

        • 1.4.1. Đặc điểm của vật liệu phản sắt từ.

        • 1.4.2. Lý thuyết trường phân tử của lớp phản sắt từ.

        • 1.5. Giới thiệu về hiện tượng trao đổi dịch.

          • 1.5.1. Nguồn gốc của hiệu ứng trao đổi dịch.

          • 1.5.2. Hiện tượng dịch đường từ trễ trong hệ FM/AFM.

          • 1.5.3. Mô hình lý thuyết.

          • 1.5.4. Sự phụ thuộc vào độ dày của từ trường trao đổi dịch.

          • 1.5.5. Các ứng dụng của hiện tượng trao đổi dịch.

          • 1.6. Giới thiệu về hệ có cấu trúc spin van.

          • 1.7. Mục tiêu của luận văn.

          • Chương 2: CÁC PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM

            • 2.1. Chế tạo màng mỏng bằng phương pháp phún xạ.

              • 2.2.1. Cơ chế phún xạ.

              • 2.1.2 . Các hệ phún xạ.

                • 2.1.2.3. Phún xạ Magnetron.

                • 2.2. Hiển vi điện tử quét (SEM).

                • 2.3. Từ kế mẫu rung (VSM).

Tài liệu cùng người dùng

Tài liệu liên quan