一种基于硬磁材料的自旋阀磁电阻器件及其制备方法

摘要

本发明涉及一种基于硬磁材料的自旋阀磁电阻器件，包括：一衬底及其上的缓冲层，在所述的缓冲层上依次沉积了硬磁层、第一软磁层、非磁金属导电层或者绝缘层、第二软磁层及覆盖层。所述的硬磁层为剩磁比较高，矫顽力较大的铁磁材料组成，所述的软磁层为自旋极化率高，矫顽力较小的铁磁材料组成。该基于硬磁材料的自旋阀磁电阻器件，还包括在硬磁层和第一软磁层之间的铁磁/反铁磁耦合层。所述的硬磁层还可以是复合硬磁层。所述的第二软磁层还可以是复合软磁层。该自旋阀磁电阻器件是在单晶衬底上采用真空镀膜的方法依次形成上述各层而得。该具有自旋阀结构的磁电阻器件不存在Mn的热扩散而具有高的热稳定性，可用于巨磁电阻器件和隧穿磁电阻器件。

主权项

1、一种基于硬磁材料的自旋阀磁电阻器件，包括：一衬底及其上的缓冲层，在所述的缓冲层上依次沉积了硬磁层、第一软磁层、非磁金属导电层或者绝缘层、第二软磁层及覆盖层；所述的衬底为MgO，Al2O3，GaAs，SrTiO3，LaAlO3或Si；所述的缓冲层为Ru，Cr，Cu，Pt，Au，Ag，Fe，Ta，Mo，Zr，Nb或它们的混合物组成；所述的缓冲层的厚度为5～50nm；所述的硬磁层为CoxPt1-x合金，其中0.3＜x＜0.8；或[Co(t1nm)/Pt(t2nm)]N周期多层膜，其中0.3＜t1＜0.7，0.8＜t2＜1.5，N代表周期个数；或SmCoy合金，其中3.0＜y＜9.0；或NdFeB永磁，其中Nd含量为14～30at％，B含量为6～8at％，其余为Fe；或FezPt1-z 合金，其中0.3＜z＜0.8；所述的硬磁层厚度为4～20nm；所述的第一软磁层和第二软磁层均为：Co，Fe，Ni或它们的混合物；或非晶Co100-x-yFexBy，其中0＜x＜100，0＜y≤20；或Heusler合金；所述的第一软磁层和第二软磁层的厚度均为3～10nm；所述的非磁金属导电层为Ru，Cu，Ag，Au，Pt，Cr，Al，Zn，Pd，Zr，Ti，Sc或它们的混合物组成；所述的非磁金属导电层厚度为2～5nm；所述绝缘层为：Al2O3，AlN，MgO，Ta2O5，HfO2；所述的绝缘层的厚度为0.7nm～3nm；所述的覆盖层为Pt，Ru，Ta或它们的混合物组成；所述的覆盖层的厚度为4～6nm。