CN100364130C - 具有室温低场巨磁电阻效应的C/Co/Si多层膜材料 - Google Patents

具有室温低场巨磁电阻效应的C/Co/Si多层膜材料 Download PDF

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Abstract

本发明公开了属于磁学量传感器材料的具有室温低场巨磁电阻效应的C/Co/Si多层膜材料。用激光脉冲沉积方法在n-Si<100>基片上先后沉积一层Co和一层C薄膜后所得。该材料在室温、外加磁场为0.01特拉斯条件下的正磁电阻效应可达+35.3%。具有价格低廉，性能优越等特点，是一种很好的磁感材料。

Description

具有室温低场巨磁电阻效应的C/Co/Si多层膜材料
技术领域
本发明涉及一种具有室温低场巨磁电阻效应的C/Co/Si多层膜材料，属于信息传感材料中的磁学量传感器材料，也能在信息存储材料领域得到应用。
技术背景
具有巨磁电阻效应的多层膜材料已有不少报道，如在Inomata K，Tezuka N，Okamura S，Kurebayashi H，Hirohata A，Journal of applied physics，2004，95(11)：7234-7236.中报道的Co2Cr1-xFexAl(100 nm)/AlOx(1.4nm)/CoFe(3nm)/NiFe(5nm)/IrMn(15nm)/Ta(10nm)多层膜.该多层膜是通过磁控溅射的方法在较高真空的条件下制备的，其室温巨磁电阻效应达到-19％；在LucinskiT，Hutten A，Bruckl H，Heitmann S，Hempel T，Reiss，G.Journal of Magnetismand Magnetic Materials.2004，269(1)：78-88.中公开的Ni80Fe20/Col/CuAgAu/Co2多层膜，该多层膜是通过磁控溅射的方法在1.5×10-3毫巴(mbar)的氩气条件下制备的，其室温下最大的磁电阻效应值为-10％。；在Liu HR，Qu BJ，Ren TL，LiuLT，Xie HL，Li CX，Ku WJ.Journal of Magnetism and Magnetic Materials.2003.267(3)：386-390.中公开的Ta/NiFe/CoFe/Cu/CoFe/IrMn/Ta多层膜。该多层膜是通过磁控溅射的方法在高真空的条件下制备的，室温下最大的磁电阻效应值为-9.12％。
这些磁电阻材料的饱和磁场在0.001特拉斯(T)量级，作为低磁场传感器具有一定的优势。但是这些材料的结构都比较复杂，对制备工艺的要求比较苛刻，因此使其大量制备受到限制。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有室温低场巨磁电阻效应的C/Co/Si多层膜材料，其特征在于：首先，在Si<100>基片上沉积一层Co薄膜，然后，在Co薄膜上面沉积一层C薄膜。所述Co薄膜是用纯度＞99.99％的钴粉热压成的Co靶，用激光脉冲沉积(PLD)方法在真空镀膜室内、真空为5×10-4Pa、基片温度为某一恒定值的条件下沉积而获得。所述C薄膜是用纯度＞99.99％的碳粉热压成的C靶，用与制备Co薄膜相同的设备和方法在真空镀膜室内、真空为4×10-4Pa、基片温度为另一恒定值的条件下沉积而获得。
本发明的有益效果是：
1.采用的原材料成本低，在室温下具有高性能的低场正巨磁电阻效应。在下文所提供的实例中，样品在室温、外加磁场为0.01特拉斯的条件下，磁电阻变化率可达+35.3％，在0.03特拉斯(饱和值)时则可达+42.2％。
2.采用激光脉冲沉积方法制备薄膜，方法简单，工艺稳定，可控性好，具有很高的制备效率。
附图说明
图1为测量C/Co/Si多层膜磁电阻性能的原理图
图2为所得到的C/Co/Si多层膜的室温正磁电阻特性。
具体实施方式
本发明为用激光脉冲沉积方法制备的一种具有室温低场巨磁电阻效应的C/Co/Si多层膜材料。具体制备方法是：先将处理好的Si<100>基片和靶材放入激光脉冲沉积设备的真空镀膜室内，用机械泵和分子泵将镀膜室内的背底真空抽至5×10-4Pa后，加热基片至某一温度，再用KrF激光器(Lambda PhysicsLPX205，248nm，25ns FWHM)产生的能量为250-300mJ的脉冲轰击Co靶，并同时启动旋转靶材和基片的马达，开始沉积Co层薄膜；之后将基片温度改变为另一值，再同理沉积C层薄膜。沉积结束后，样品先慢速降温后自然冷却至室温。沉积过程中的其他工艺参数还包括：靶基距为40mm，激光束在靶材上的束斑大小约为2×4mm，激光重复频率控制在1-6Hz。实验所用基片为n型Si<100>，电阻率为0.55-0.8Ω·cm，大小为10×5×0.5mm。实验前，将基片依次放入丙酮和酒精中加热超声清洗2至3遍，再用稀释的HF酸溶液进行腐蚀处理。所制备的C/Co/Si多层膜样品的各层膜厚由透射电子显微镜(TEM)JEM-2010F测量；形貌用扫描电子显微镜(SEM)JSM-6301F和透射电子显微镜观察；磁电阻性能用四电极法由MPMS-7型超导量子干涉磁强计(SQUID)测量。C/Co/Si多层膜样品的Co层厚度变化值为5-30nm；C层薄膜厚度变化值为20-60nm。本专利仅以Co厚12nm、C厚60nm的C/Co/Si多层膜样品为例，给出其磁电阻性能测试原理图(图1)及磁电阻性能测量结果(图2)。

Claims (1)

1.一种用激光脉冲沉积方法制备的具有低场室温巨磁电阻效应的C/Co/Si多层膜材料，其特征在于：在Si<100>基片上先沉积一层厚度为5-30nm的Co薄膜，再在Co膜上面沉积一层厚度为20-60nm的C薄膜，进而得到C/Co/Si多层膜材料。
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08315326A (ja) * 1995-03-13 1996-11-29 Toshiba Corp 磁気抵抗効果ヘッド
JPH08329426A (ja) * 1995-05-29 1996-12-13 Victor Co Of Japan Ltd 磁気抵抗効果型ヘッド
US5976681A (en) * 1997-06-30 1999-11-02 Ford Global Technologies, Inc. Giant magnetoresistors with high sensitivity and reduced hysteresis
US6177204B1 (en) * 1995-11-06 2001-01-23 Motorola, Inc. Ferromagnetic GMR material and method of forming and using
JP2001207257A (ja) * 2000-01-24 2001-07-31 Matsushita Electric Ind Co Ltd Ｇｍｒ膜の製造方法及び製造装置
CN1412572A (zh) * 2002-12-06 2003-04-23 清华大学 用pld方法制备的具有正巨磁阻效应的钴碳薄膜材料

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08315326A (ja) * 1995-03-13 1996-11-29 Toshiba Corp 磁気抵抗効果ヘッド
JPH08329426A (ja) * 1995-05-29 1996-12-13 Victor Co Of Japan Ltd 磁気抵抗効果型ヘッド
US6177204B1 (en) * 1995-11-06 2001-01-23 Motorola, Inc. Ferromagnetic GMR material and method of forming and using
US5976681A (en) * 1997-06-30 1999-11-02 Ford Global Technologies, Inc. Giant magnetoresistors with high sensitivity and reduced hysteresis
JP2001207257A (ja) * 2000-01-24 2001-07-31 Matsushita Electric Ind Co Ltd Ｇｍｒ膜の製造方法及び製造装置
CN1412572A (zh) * 2002-12-06 2003-04-23 清华大学 用pld方法制备的具有正巨磁阻效应的钴碳薄膜材料

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