提高Co/Pt薄膜材料的自旋‑轨道耦合强度的方法

摘要

提高Co/Pt薄膜材料的自旋‑轨道耦合强度的方法，属于磁性材料领域。所述方法是：对钛镍TiNi记忆合金基片进行预拉伸处理、表面抛光以及表面的氩离子轰击处理；然后，在上述TiNi记忆合金基片上沉积[钴Co/铂Pt]_n多层膜；沉积完毕后，在真空环境下对其进行两步热处理即低温处理和高温处理，引发基片的形状记忆效应，同时诱导晶化的Co/Pt多层膜在TiNi基片上的外延生长。最后，冷却至室温即可。此发明只需要采用廉价的形状记忆合金作为基片，在自旋电子学薄膜材料上产生均匀、可控的大弹性应力，可以有效地增加整个薄膜的自旋‑轨道耦合强度；此方法不需要高成本的稀有金属或昂贵的附加装置，具有效率高、成本低、制备简单等优点，适合应用于未来自旋电子学技术中。

主权项

一种提高Co/Pt薄膜材料的自旋‑轨道耦合强度的方法，其特征为：在经过预拉伸、表面抛光处理和氩离子轰击处理的TiNi记忆合金基片上沉积[Co/Pt]_n多层膜，沉积完毕后，对其进行热处理，引发形状记忆效应并产生界面弹性应力，最后，冷却至室温即可；该方法的具体过程为：(1)、对TiNi记忆合金基片进行预拉伸处理、表面抛光以及表面氩离子轰击处理，所述的TiNi记忆合金基片厚度为0.1～0.5毫米，预拉伸量为6％～15％，抛光后的表面粗糙度0.5～2纳米，氩离子轰击电流为5～15mA，轰击时间为1～4分钟；(2)、利用磁控溅射方法，在步骤(1)所述TiNi记忆合金基片上依次沉积Co原子和Pt原子，形成Co/Pt多层膜结构，所述的沉积过程中溅射室的本底真空度1×10^‑5～5×10^‑5Pa，溅射时氩气压为0.4～1.2Pa，沉积得到的Co原子层的厚度为Pt原子层的厚度为周期数n为3～7；(3)、在真空环境下，对TiNi记忆合金基片进行热处理，所述真空环境的真空度为2×10^‑5～5×10^‑5Pa，热处理过程分为低温处理和高温处理：低温处理的温度为80～120℃，保温时间为5～15分钟；高温处理的温度为200～300℃，保温时间为10～20分钟；最后，将TiNi记忆合金基片冷却到室温后即可。