[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

摘要

本发明属于磁存储技术领域，具体为一种可调控垂直交换耦合场大小的复合磁性多层膜结构。垂直复合薄膜结构为玻璃衬底/Ta(5) /Cu(3) /[Co(0.28)/Ni(0.58)]5 /Cu(tCu)/TbxCo100‑x(tFI)/Ta (8)。通过对比和改变非磁性夹层金属材料的厚度，制出具有高交换耦合场的[Co/Ni]5/Cu(tCu) /TbCo复合膜结构，并且Cu厚度在0.7~2.0nm间改变时交换耦合场大小可在3 kOe~0 Oe间可调。复合结构[Co(0.28)/Ni(0.58)]5/Cu(tCu) / Tb25Co75(12)在选取Cu为0.7nm时所产生的高达3 kOe的交换耦合场值比传统的反铁磁材料（MnIr或PtMn）钉扎所提供的最大交换偏置场（~1 kOe）提升了近三倍。

主权项

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TbxCo1‑x（tFI）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。