[发明专利]一种可调控垂直交换耦合场大小的复合磁性多层膜结构

权利要求书

1. 一种可调控垂直交换耦合场大小的复合磁性多层膜结构，其特征在于，从下到上依次是：缓冲层、种子层、磁性层、非磁性夹层、亚铁磁钉扎层和保护层；其中，衬底采用康宁玻璃，缓冲层为5.0±0.5nm厚的Ta单层膜，种子层为3.0±0.5 nm厚的Cu单层膜，磁性层为具有垂直磁各向异性的[Co/Ni]_N多层膜，多层膜中Co层厚度为0.28±0.05nm, Ni层厚度为0.58 ±0.05nm，N为周期数，N取3~7之间的整数，非磁性夹层为厚度可变的Cu单层膜，亚铁磁钉扎层为具有垂直磁各向异性的Tb_xCo_1-x（t_FI）合金；其中，夹层Cu厚度范围为0.7~1.4 nm；防氧化保护层为8±0.5 nm Ta层。

2.一种如权利要求1所述的可调控垂直交换耦合场大小的复合磁性多层膜结构的制备方法，其特征在于，采用直流磁控溅射的方法，在高真空室温条件下依次进行溅射，制备各膜层，具体步骤如下：

第一步、制备缓冲层：5.0±0.5 nm 厚的Ta单层膜；溅射气压8.0±0.2 mTorr；溅射功率DC 60±2W；沉积速率 0.041± 0.005nm/s；

第二步、制备种子层：3.0 ±0.5 nm厚的Cu单层膜；溅射气压3.5±0.2 mTorr；溅射功率DC 60±2W；沉积速率 0.060±0.005nm/s；

第三步：制备磁性层：[Co(0.28±0.05)/Ni(0.58±0.05)]_N多层膜结构，其中周期重复数N=5指的是采用先Co层在下Ni层在上，共计五次这样顺序制备而成；溅射过程中，Co靶和Ni靶共同使用溅射气压 6.0±0.2mTorr；Co靶溅射功率DC 60±2W；Ni靶溅射功率DC 60±2W；Co沉积速率 0.040± 0.005 nm/s；Ni沉积速率 0.036± 0.005 nm/s；

第四步：制备可变厚度Cu夹入层；溅射气压 3.5 ±0.2mTorr；溅射功率DC 60±2W；沉积速率0.060± 0.005 nm/s，其厚度通过溅射时间控制；

第五步：制备TbCo层合金；Tb靶和Co靶共同采用使用溅射气压7.0±0.2mmTorr；Co靶功率70±2W，TbCo合金的相对成分比通过改变Tb靶功率来确定；某个成分下TbCo合金层厚度由共溅时间决定。