CN110808331A - 一种巨磁电阻薄膜及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种巨磁电阻薄膜，该巨磁电阻薄膜是由如下方法制备的：提供玻璃基片；利用磁控溅射法在玻璃基片上镀敷MgO层；利用磁控溅射法在MgO层上镀敷第一NixFe100‑x层，其中，70<x<80；利用磁控溅射法在第一NixFe100‑x层上镀敷FexMn100‑x层，其中，10<x<15；利用磁控溅射法在FexMn100‑x层上镀敷第二NixFe100‑x层，其中，80<x<90；利用磁控溅射法在第二NixFe100‑x层上镀敷NixMn100‑x层，其中，20<x<30；利用磁控溅射法在NixMn100‑x层上镀敷La0.7(Ba0.3‑xCax)MnO3，其中，0.02<x<0.04。本发明的薄膜既能够具有显著磁阻效应，又能够保证薄膜具有比较令人满意的磁导率。

Description

一种巨磁电阻薄膜及其制备方法
技术领域
本发明是关于化学领域，特别是关于一种巨磁电阻薄膜及其制备方法。
背景技术
在通有电流的金属或半导体上施加磁场时，其电阻值将发生明显变化，这种现象称为磁致电阻效应，也称磁电阻效应(MR)。
现有技术CN104538147A公开了一种各向异性磁电阻薄膜的制造方法，包括步骤：步骤一、提供一氮化硅薄膜基片并进行刻蚀预处理。步骤二、进行Ni81Fe19薄膜的成膜，成膜工艺包括多步沉积和刻蚀工艺。步骤三、进行氮化钽薄膜的成膜。步骤四、进行退火处理。
现有技术CN101710525B公开了一种超高灵敏磁电阻薄膜材料及其制备方法，涉及磁性薄膜材料。本发明设计的薄膜材料结构为：缓冲层/MgO/NiFe/MgO/保护层；然后在磁场中高温退火。该结构材料具有很高的磁场灵敏度，而且将其加工成磁传感元件同样也具有很高的磁场灵敏度。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明的目的在于提供一种巨磁电阻薄膜及其制备方法，其能够克服现有技术的缺点。
为实现上述目的，本发明提供了一种巨磁电阻薄膜，该巨磁电阻薄膜是由如下方法制备的：提供玻璃基片；利用磁控溅射法在玻璃基片上镀敷MgO层；利用磁控溅射法在MgO层上镀敷第一NixFe100-x层，其中，70<x<80；利用磁控溅射法在第一NixFe100-x层上镀敷FexMn100-x层，其中，10<x<15；利用磁控溅射法在FexMn100-x层上镀敷第二NixFe100-x层，其中，80<x<90；利用磁控溅射法在第二NixFe100-x层上镀敷NixMn100-x层，其中，20<x<30；利用磁控溅射法在NixMn100-x层上镀敷La0.7(Ba0.3-xCax)MnO3，其中，0.02<x<0.04。
在一优选的实施方式中，其中，MgO层的厚度为20-30nm，利用磁控溅射法在玻璃基片上镀敷MgO层的具体工艺为：溅射靶材为MgO靶材，溅射电源选用脉冲电源，脉冲频率为50-100kHz，溅射功率为100-150W，溅射电压为100-200V，氩气流量为50-70sccm，基片温度为150-200℃。
在一优选的实施方式中，其中，第一NixFe100-x层厚度为30-40nm，利用磁控溅射法在MgO层上镀敷第一NixFe100-x层具体工艺为：溅射靶材为NixFe100-x靶材，其中，70<x<80，溅射电源选用脉冲电源，脉冲频率为60-80kHz，溅射功率为300-400W，溅射电压为100-200V，氩气流量为55-75sccm，基片温度为150-200℃。
在一优选的实施方式中，其中，FexMn100-x层厚度为10-20nm，利用磁控溅射法在第一NixFe100-x层上镀敷FexMn100-x层具体工艺为：溅射靶材为FexMn100-x靶材，其中，10<x<15，溅射电源选用脉冲电源，脉冲频率为80-120kHz，溅射功率为300-400W，溅射电压为300-400V，氩气流量为65-80sccm，基片温度为250-350℃。
在一优选的实施方式中，其中，第二NixFe100-x层厚度为25-35nm，利用磁控溅射法在FexMn100-x层上镀敷第二NixFe100-x层具体工艺为：溅射靶材为NixFe100-x靶材，其中，80<x<90，溅射电源选用脉冲电源，脉冲频率为100-130kHz，溅射功率为200-250W，溅射电压为100-200V，氩气流量为65-80sccm，基片温度为200-300℃。
在一优选的实施方式中，其中，NixMn100-x层厚度为15-25nm，利用磁控溅射法在第二NixFe100-x层上镀敷NixMn100-x层具体工艺为：溅射靶材为NixMn100-x靶材，其中，20<x<30，溅射电源选用脉冲电源，脉冲频率为85-125kHz，溅射功率为320-420W，溅射电压为150-300V，氩气流量为65-80sccm，基片温度为200-300℃。
在一优选的实施方式中，其中，La0.7(Ba0.3-xCax)MnO3层厚度为10-20nm，利用磁控溅射法在NixMn100-x层上镀敷La0.7(Ba0.3-xCax)MnO3具体工艺为：溅射靶材为LaBaCaMn，溅射电源选用脉冲电源，脉冲频率为50-100kHz，溅射功率为250-350W，溅射电压为150-300V，氩气流量为20-40sccm，氧气流量为60-70sccm，基片温度为200-300℃。
本发明提供了一种巨磁电阻薄膜的制备方法，包括如下步骤：提供玻璃基片；利用磁控溅射法在玻璃基片上镀敷MgO层；利用磁控溅射法在MgO层上镀敷第一NixFe100-x层，其中，70<x<80；利用磁控溅射法在第一NixFe100-x层上镀敷FexMn100-x层，其中，10<x<15；利用磁控溅射法在FexMn100-x层上镀敷第二NixFe100-x层，其中，80<x<90；利用磁控溅射法在第二NixFe100-x层上镀敷NixMn100-x层，其中，20<x<30；利用磁控溅射法在NixMn100-x层上镀敷La0.7(Ba0.3-xCax)MnO3，其中，0.02<x<0.04。
在一优选的实施方式中，其中，MgO层的厚度为20-30nm，利用磁控溅射法在玻璃基片上镀敷MgO层的具体工艺为：溅射靶材为MgO靶材，溅射电源选用脉冲电源，脉冲频率为50-100kHz，溅射功率为100-150W，溅射电压为100-200V，氩气流量为50-70sccm，基片温度为150-200℃。
在一优选的实施方式中，其中，第一NixFe100-x层厚度为30-40nm，利用磁控溅射法在MgO层上镀敷第一NixFe100-x层具体工艺为：溅射靶材为NixFe100-x靶材，其中，70<x<80，溅射电源选用脉冲电源，脉冲频率为60-80kHz，溅射功率为300-400W，溅射电压为100-200V，氩气流量为55-75sccm，基片温度为150-200℃。
与现有技术相比，本发明具有如下优点，磁电阻薄膜是一种电子器件中广泛应用的材料，提升这种薄膜的性能具有十分重要的意义。提升磁电阻薄膜性能的主要方向包括：提升磁阻薄膜的居里温度，不过由于磁性的微观机制上的限制，所以目前很难使得材料的居里温度发生质的改变；提升磁阻效应的大小，磁阻效应的大小一般使用磁阻率来表征，显然磁阻薄膜最为重要的核心参数就是磁阻率；此外还希望材料的磁导率比较高，这样使用小磁场就能够磁化材料，这有助于降低器件尺寸。本发明针对目前对于磁阻薄膜的研究重点，开发了一种复合薄膜结构，通过研究发现，本发明的薄膜既能够具有显著磁阻效应，又能够保证薄膜具有比较令人满意的磁导率(坡莫合金磁导率一般在20k-200k的量级，本发明的多层复合膜的磁导率能够达到近似于坡莫合金的量级)。
附图说明
图1是根据本发明一实施方式的方法流程图。
图2是根据本发明一实施方式的是制备完成的复合薄膜表面的原子力显微镜照片。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。
图1是根据本发明一实施方式的方法流程图。如图所示，本发明的巨磁电阻薄膜的制备方法包括如下步骤：
步骤101：提供玻璃基片；
步骤102：利用磁控溅射法在玻璃基片上镀敷MgO层；
步骤103：利用磁控溅射法在MgO层上镀敷第一NixFe100-x层，其中，70<x<80；
步骤104：利用磁控溅射法在第一NixFe100-x层上镀敷FexMn100-x层，其中，10<x<15；
步骤105：利用磁控溅射法在FexMn100-x层上镀敷第二NixFe100-x层，其中，80<x<90；
步骤106：利用磁控溅射法在第二NixFe100-x层上镀敷NixMn100-x层，其中，20<x<30；
步骤107：利用磁控溅射法在NixMn100-x层上镀敷La0.7(Ba0.3-xCax)MnO3，其中，0.02<x<0.04。
实施例1
巨磁电阻薄膜由如下方法制备：提供玻璃基片；利用磁控溅射法在玻璃基片上镀敷MgO层；利用磁控溅射法在MgO层上镀敷第一NixFe100-x层，其中，x＝70；利用磁控溅射法在第一NixFe100-x层上镀敷FexMn100-x层，其中，x＝10；利用磁控溅射法在FexMn100-x层上镀敷第二NixFe100-x层，其中，x＝80；利用磁控溅射法在第二NixFe100-x层上镀敷NixMn100-x层，其中，x＝20；利用磁控溅射法在NixMn100-x层上镀敷La0.7(Ba0.3-xCax)MnO3，其中，x＝0.02。
其中，MgO层的厚度为20nm，利用磁控溅射法在玻璃基片上镀敷MgO层的具体工艺为：溅射靶材为MgO靶材，溅射电源选用脉冲电源，脉冲频率为50kHz，溅射功率为100W，溅射电压为100V，氩气流量为50sccm，基片温度为150℃。
其中，第一NixFe100-x层厚度为30nm，利用磁控溅射法在MgO层上镀敷第一NixFe100-x层具体工艺为：溅射靶材为NixFe100-x靶材，其中，x＝70，溅射电源选用脉冲电源，脉冲频率为60kHz，溅射功率为300W，溅射电压为100V，氩气流量为55sccm，基片温度为150℃。
其中，FexMn100-x层厚度为10nm，利用磁控溅射法在第一NixFe100-x层上镀敷FexMn100-x层具体工艺为：溅射靶材为FexMn100-x靶材，其中，x＝10，溅射电源选用脉冲电源，脉冲频率为80kHz，溅射功率为300W，溅射电压为300V，氩气流量为65sccm，基片温度为250℃。
其中，第二NixFe100-x层厚度为25nm，利用磁控溅射法在FexMn100-x层上镀敷第二NixFe100-x层具体工艺为：溅射靶材为NixFe100-x靶材，其中，x＝80，溅射电源选用脉冲电源，脉冲频率为100kHz，溅射功率为200W，溅射电压为100V，氩气流量为65sccm，基片温度为200℃。
其中，NixMn100-x层厚度为15nm，利用磁控溅射法在第二NixFe100-x层上镀敷NixMn100-x层具体工艺为：溅射靶材为NixMn100-x靶材，其中，x＝20，溅射电源选用脉冲电源，脉冲频率为85kHz，溅射功率为320W，溅射电压为150V，氩气流量为65sccm，基片温度为200℃。
其中，La0.7(Ba0.3-xCax)MnO3层厚度为10nm，利用磁控溅射法在NixMn100-x层上镀敷La0.7(Ba0.3-xCax)MnO3具体工艺为：溅射靶材为LaBaCaMn，溅射电源选用脉冲电源，脉冲频率为50kHz，溅射功率为250W，溅射电压为150V，氩气流量为20sccm，氧气流量为60sccm，基片温度为200℃。
实施例2
巨磁电阻薄膜由如下方法制备：提供玻璃基片；利用磁控溅射法在玻璃基片上镀敷MgO层；利用磁控溅射法在MgO层上镀敷第一NixFe100-x层，其中，x＝80；利用磁控溅射法在第一NixFe100-x层上镀敷FexMn100-x层，其中，x＝15；利用磁控溅射法在FexMn100-x层上镀敷第二NixFe100-x层，其中，x＝90；利用磁控溅射法在第二NixFe100-x层上镀敷NixMn100-x层，其中，x＝30；利用磁控溅射法在NixMn100-x层上镀敷La0.7(Ba0.3-xCax)MnO3，其中，x＝0.04。
其中，MgO层的厚度为30nm，利用磁控溅射法在玻璃基片上镀敷MgO层的具体工艺为：溅射靶材为MgO靶材，溅射电源选用脉冲电源，脉冲频率为100kHz，溅射功率为150W，溅射电压为200V，氩气流量为70sccm，基片温度为200℃。
其中，第一NixFe100-x层厚度为40nm，利用磁控溅射法在MgO层上镀敷第一NixFe100-x层具体工艺为：溅射靶材为NixFe100-x靶材，其中，x＝80，溅射电源选用脉冲电源，脉冲频率为80kHz，溅射功率为400W，溅射电压为200V，氩气流量为75sccm，基片温度为200℃。
其中，FexMn100-x层厚度为20nm，利用磁控溅射法在第一NixFe100-x层上镀敷FexMn100-x层具体工艺为：溅射靶材为FexMn100-x靶材，其中，x＝15，溅射电源选用脉冲电源，脉冲频率为120kHz，溅射功率为400W，溅射电压为400V，氩气流量为80sccm，基片温度为350℃。
其中，第二NixFe100-x层厚度为35nm，利用磁控溅射法在FexMn100-x层上镀敷第二NixFe100-x层具体工艺为：溅射靶材为NixFe100-x靶材，其中，x＝90，溅射电源选用脉冲电源，脉冲频率为130kHz，溅射功率为250W，溅射电压为200V，氩气流量为80sccm，基片温度为300℃。
其中，NixMn100-x层厚度为25nm，利用磁控溅射法在第二NixFe100-x层上镀敷NixMn100-x层具体工艺为：溅射靶材为NixMn100-x靶材，其中，x＝30，溅射电源选用脉冲电源，脉冲频率为125kHz，溅射功率为420W，溅射电压为300V，氩气流量为80sccm，基片温度为300℃。
其中，La0.7(Ba0.3-xCax)MnO3层厚度为20nm，利用磁控溅射法在NixMn100-x层上镀敷La0.7(Ba0.3-xCax)MnO3具体工艺为：溅射靶材为LaBaCaMn，溅射电源选用脉冲电源，脉冲频率为100kHz，溅射功率为350W，溅射电压为300V，氩气流量为40sccm，氧气流量为70sccm，基片温度为300℃。
实施例3
巨磁电阻薄膜由如下方法制备：提供玻璃基片；利用磁控溅射法在玻璃基片上镀敷MgO层；利用磁控溅射法在MgO层上镀敷第一NixFe100-x层，其中，x＝75；利用磁控溅射法在第一NixFe100-x层上镀敷FexMn100-x层，其中，x＝12；利用磁控溅射法在FexMn100-x层上镀敷第二NixFe100-x层，其中，x＝85；利用磁控溅射法在第二NixFe100-x层上镀敷NixMn100-x层，其中，x＝25；利用磁控溅射法在NixMn100-x层上镀敷La0.7(Ba0.3-xCax)MnO3，其中，x＝0.03。
其中，MgO层的厚度为25nm，利用磁控溅射法在玻璃基片上镀敷MgO层的具体工艺为：溅射靶材为MgO靶材，溅射电源选用脉冲电源，脉冲频率为70kHz，溅射功率为120W，溅射电压为150V，氩气流量为60ccm，基片温度为170℃。
其中，第一NixFe100-x层厚度为35nm，利用磁控溅射法在MgO层上镀敷第一NixFe100-x层具体工艺为：溅射靶材为NixFe100-x靶材，其中，x＝75，溅射电源选用脉冲电源，脉冲频率为70kHz，溅射功率为350W，溅射电压为150V，氩气流量为65sccm，基片温度为180℃。
其中，FexMn100-x层厚度为15nm，利用磁控溅射法在第一NixFe100-x层上镀敷FexMn100-x层具体工艺为：溅射靶材为FexMn100-x靶材，其中，x＝12，溅射电源选用脉冲电源，脉冲频率为100kHz，溅射功率为350W，溅射电压为350V，氩气流量为70sccm，基片温度为300℃。
其中，第二NixFe100-x层厚度为30nm，利用磁控溅射法在FexMn100-x层上镀敷第二NixFe100-x层具体工艺为：溅射靶材为NixFe100-x靶材，其中，x＝85，溅射电源选用脉冲电源，脉冲频率为110kHz，溅射功率为230W，溅射电压为150V，氩气流量为70sccm，基片温度为250℃。
其中，NixMn100-x层厚度为20nm，利用磁控溅射法在第二NixFe100-x层上镀敷NixMn100-x层具体工艺为：溅射靶材为NixMn100-x靶材，其中，x＝25，溅射电源选用脉冲电源，脉冲频率为100kHz，溅射功率为380W，溅射电压为200V，氩气流量为70sccm，基片温度为250℃。
其中，La0.7(Ba0.3-xCax)MnO3层厚度为15nm，利用磁控溅射法在NixMn100-x层上镀敷La0.7(Ba0.3-xCax)MnO3具体工艺为：溅射靶材为LaBaCaMn，溅射电源选用脉冲电源，脉冲频率为70kHz，溅射功率为30W，溅射电压为200V，氩气流量为30sccm，氧气流量为65sccm，基片温度为250℃。
对比例1
巨磁电阻薄膜由如下方法制备：提供玻璃基片；利用磁控溅射法在玻璃基片上镀敷MgO层；利用磁控溅射法在MgO层上镀敷第一NixFe100-x层；利用磁控溅射法在第一NixFe100-x层上镀敷FexMn100-x层；利用磁控溅射法在FexMn100-x层上镀敷第二NixFe100-x层，没有其它层，剩余步骤、参数与实施例3相同。
对比例2
巨磁电阻薄膜由如下方法制备：提供玻璃基片；利用磁控溅射法在玻璃基片上镀敷MgO层；利用磁控溅射法在MgO层上镀敷第一NixFe100-x层，其中，x＝85；利用磁控溅射法在第一NixFe100-x层上镀敷FexMn100-x层，其中，x＝12；利用磁控溅射法在FexMn100-x层上镀敷第二NixFe100-x层，其中，x＝85；利用磁控溅射法在第二NixFe100-x层上镀敷NixMn100-x层，其中，x＝25；利用磁控溅射法在NixMn100-x层上镀敷La0.7(Ba0.3-xCax)MnO3，其中，x＝0.03。
其中，MgO层的厚度为25nm，利用磁控溅射法在玻璃基片上镀敷MgO层的具体工艺为：溅射靶材为MgO靶材，溅射电源选用脉冲电源，脉冲频率为70kHz，溅射功率为120W，溅射电压为150V，氩气流量为60ccm，基片温度为170℃。
其中，第一NixFe100-x层厚度为45nm，利用磁控溅射法在MgO层上镀敷第一NixFe100-x层具体工艺为：溅射靶材为NixFe100-x靶材，其中，x＝85，溅射电源选用脉冲电源，脉冲频率为90kHz，溅射功率为450W，溅射电压为300V，氩气流量为60sccm，基片温度为180℃。
其中，FexMn100-x层厚度为15nm，利用磁控溅射法在第一NixFe100-x层上镀敷FexMn100-x层具体工艺为：溅射靶材为FexMn100-x靶材，其中，x＝12，溅射电源选用脉冲电源，脉冲频率为100kHz，溅射功率为350W，溅射电压为350V，氩气流量为70sccm，基片温度为300℃。
其中，第二NixFe100-x层厚度为30nm，利用磁控溅射法在FexMn100-x层上镀敷第二NixFe100-x层具体工艺为：溅射靶材为NixFe100-x靶材，其中，x＝85，溅射电源选用脉冲电源，脉冲频率为110kHz，溅射功率为230W，溅射电压为150V，氩气流量为70sccm，基片温度为250℃。
其中，NixMn100-x层厚度为20nm，利用磁控溅射法在第二NixFe100-x层上镀敷NixMn100-x层具体工艺为：溅射靶材为NixMn100-x靶材，其中，x＝25，溅射电源选用脉冲电源，脉冲频率为100kHz，溅射功率为380W，溅射电压为200V，氩气流量为70sccm，基片温度为250℃。
其中，La0.7(Ba0.3-xCax)MnO3层厚度为15nm，利用磁控溅射法在NixMn100-x层上镀敷La0.7(Ba0.3-xCax)MnO3具体工艺为：溅射靶材为LaBaCaMn，溅射电源选用脉冲电源，脉冲频率为70kHz，溅射功率为30W，溅射电压为200V，氩气流量为30sccm，氧气流量为65sccm，基片温度为250℃。
对比例3
巨磁电阻薄膜由如下方法制备：提供玻璃基片；利用磁控溅射法在玻璃基片上镀敷MgO层；利用磁控溅射法在MgO层上镀敷第一NixFe100-x层，其中，x＝75；利用磁控溅射法在第一NixFe100-x层上镀敷FexMn100-x层，其中，x＝12；利用磁控溅射法在FexMn100-x层上镀敷第二NixFe100-x层，其中，x＝85；利用磁控溅射法在第二NixFe100-x层上镀敷NixMn100-x层，其中，x＝25；利用磁控溅射法在NixMn100-x层上镀敷La0.7(Ba0.3-xCax)MnO3，其中，x＝0.03。
其中，MgO层的厚度为35nm，利用磁控溅射法在玻璃基片上镀敷MgO层的具体工艺为：溅射靶材为MgO靶材，溅射电源选用脉冲电源，脉冲频率为120kHz，溅射功率为160W，溅射电压为230V，氩气流量为80sccm，基片温度为250℃。
其中，第一NixFe100-x层厚度为35nm，利用磁控溅射法在MgO层上镀敷第一NixFe100-x层具体工艺为：溅射靶材为NixFe100-x靶材，其中，x＝75，溅射电源选用脉冲电源，脉冲频率为70kHz，溅射功率为350W，溅射电压为150V，氩气流量为65sccm，基片温度为180℃。
其中，FexMn100-x层厚度为15nm，利用磁控溅射法在第一NixFe100-x层上镀敷FexMn100-x层具体工艺为：溅射靶材为FexMn100-x靶材，其中，x＝12，溅射电源选用脉冲电源，脉冲频率为100kHz，溅射功率为350W，溅射电压为350V，氩气流量为70sccm，基片温度为300℃。
其中，第二NixFe100-x层厚度为30nm，利用磁控溅射法在FexMn100-x层上镀敷第二NixFe100-x层具体工艺为：溅射靶材为NixFe100-x靶材，其中，x＝85，溅射电源选用脉冲电源，脉冲频率为110kHz，溅射功率为230W，溅射电压为150V，氩气流量为70sccm，基片温度为250℃。
其中，NixMn100-x层厚度为20nm，利用磁控溅射法在第二NixFe100-x层上镀敷NixMn100-x层具体工艺为：溅射靶材为NixMn100-x靶材，其中，x＝25，溅射电源选用脉冲电源，脉冲频率为100kHz，溅射功率为380W，溅射电压为200V，氩气流量为70sccm，基片温度为250℃。
其中，La0.7(Ba0.3-xCax)MnO3层厚度为15nm，利用磁控溅射法在NixMn100-x层上镀敷La0.7(Ba0.3-xCax)MnO3具体工艺为：溅射靶材为LaBaCaMn，溅射电源选用脉冲电源，脉冲频率为70kHz，溅射功率为30W，溅射电压为200V，氩气流量为30sccm，氧气流量为65sccm，基片温度为250℃。
对比例4
巨磁电阻薄膜由如下方法制备：提供玻璃基片；利用磁控溅射法在玻璃基片上镀敷MgO层；利用磁控溅射法在MgO层上镀敷第一NixFe100-x层，其中，x＝75；利用磁控溅射法在第一NixFe100-x层上镀敷FexMn100-x层，其中，x＝20；利用磁控溅射法在FexMn100-x层上镀敷第二NixFe100-x层，其中，x＝85；利用磁控溅射法在第二NixFe100-x层上镀敷NixMn100-x层，其中，x＝25；利用磁控溅射法在NixMn100-x层上镀敷La0.7(Ba0.3-xCax)MnO3，其中，x＝0.03。
其中，MgO层的厚度为25nm，利用磁控溅射法在玻璃基片上镀敷MgO层的具体工艺为：溅射靶材为MgO靶材，溅射电源选用脉冲电源，脉冲频率为70kHz，溅射功率为120W，溅射电压为150V，氩气流量为60ccm，基片温度为170℃。
其中，第一NixFe100-x层厚度为35nm，利用磁控溅射法在MgO层上镀敷第一NixFe100-x层具体工艺为：溅射靶材为NixFe100-x靶材，其中，x＝75，溅射电源选用脉冲电源，脉冲频率为70kHz，溅射功率为350W，溅射电压为150V，氩气流量为65sccm，基片温度为180℃。
其中，FexMn100-x层厚度为25nm，利用磁控溅射法在第一NixFe100-x层上镀敷FexMn100-x层具体工艺为：溅射靶材为FexMn100-x靶材，其中，x＝20，溅射电源选用脉冲电源，脉冲频率为130kHz，溅射功率为450W，溅射电压为250V，氩气流量为70sccm，基片温度为200℃。
其中，第二NixFe100-x层厚度为30nm，利用磁控溅射法在FexMn100-x层上镀敷第二NixFe100-x层具体工艺为：溅射靶材为NixFe100-x靶材，其中，x＝85，溅射电源选用脉冲电源，脉冲频率为110kHz，溅射功率为230W，溅射电压为150V，氩气流量为70sccm，基片温度为250℃。
其中，NixMn100-x层厚度为20nm，利用磁控溅射法在第二NixFe100-x层上镀敷NixMn100-x层具体工艺为：溅射靶材为NixMn100-x靶材，其中，x＝25，溅射电源选用脉冲电源，脉冲频率为100kHz，溅射功率为380W，溅射电压为200V，氩气流量为70sccm，基片温度为250℃。
其中，La0.7(Ba0.3-xCax)MnO3层厚度为15nm，利用磁控溅射法在NixMn100-x层上镀敷La0.7(Ba0.3-xCax)MnO3具体工艺为：溅射靶材为LaBaCaMn，溅射电源选用脉冲电源，脉冲频率为70kHz，溅射功率为30W，溅射电压为200V，氩气流量为30sccm，氧气流量为65sccm，基片温度为250℃。
对比例5
巨磁电阻薄膜由如下方法制备：提供玻璃基片；利用磁控溅射法在玻璃基片上镀敷MgO层；利用磁控溅射法在MgO层上镀敷第一NixFe100-x层，其中，x＝75；利用磁控溅射法在第一NixFe100-x层上镀敷FexMn100-x层，其中，x＝12；利用磁控溅射法在FexMn100-x层上镀敷第二NixFe100-x层，其中，x＝75；利用磁控溅射法在第二NixFe100-x层上镀敷NixMn100-x层，其中，x＝25；利用磁控溅射法在NixMn100-x层上镀敷La0.7(Ba0.3-xCax)MnO3，其中，x＝0.03。
其中，MgO层的厚度为25nm，利用磁控溅射法在玻璃基片上镀敷MgO层的具体工艺为：溅射靶材为MgO靶材，溅射电源选用脉冲电源，脉冲频率为70kHz，溅射功率为120W，溅射电压为150V，氩气流量为60ccm，基片温度为170℃。
其中，第一NixFe100-x层厚度为35nm，利用磁控溅射法在MgO层上镀敷第一NixFe100-x层具体工艺为：溅射靶材为NixFe100-x靶材，其中，x＝75，溅射电源选用脉冲电源，脉冲频率为70kHz，溅射功率为350W，溅射电压为150V，氩气流量为65sccm，基片温度为180℃。
其中，FexMn100-x层厚度为15nm，利用磁控溅射法在第一NixFe100-x层上镀敷FexMn100-x层具体工艺为：溅射靶材为FexMn100-x靶材，其中，x＝12，溅射电源选用脉冲电源，脉冲频率为100kHz，溅射功率为350W，溅射电压为350V，氩气流量为70sccm，基片温度为300℃。
其中，第二NixFe100-x层厚度为40nm，利用磁控溅射法在FexMn100-x层上镀敷第二NixFe100-x层具体工艺为：溅射靶材为NixFe100-x靶材，其中，x＝75，溅射电源选用脉冲电源，脉冲频率为150kHz，溅射功率为300W，溅射电压为50V，氩气流量为70sccm，基片温度为150℃。
其中，NixMn100-x层厚度为20nm，利用磁控溅射法在第二NixFe100-x层上镀敷NixMn100-x层具体工艺为：溅射靶材为NixMn100-x靶材，其中，x＝25，溅射电源选用脉冲电源，脉冲频率为100kHz，溅射功率为380W，溅射电压为200V，氩气流量为70sccm，基片温度为250℃。
其中，La0.7(Ba0.3-xCax)MnO3层厚度为15nm，利用磁控溅射法在NixMn100-x层上镀敷La0.7(Ba0.3-xCax)MnO3具体工艺为：溅射靶材为LaBaCaMn，溅射电源选用脉冲电源，脉冲频率为70kHz，溅射功率为30W，溅射电压为200V，氩气流量为30sccm，氧气流量为65sccm，基片温度为250℃。
对比例6
巨磁电阻薄膜由如下方法制备：提供玻璃基片；利用磁控溅射法在玻璃基片上镀敷MgO层；利用磁控溅射法在MgO层上镀敷第一NixFe100-x层，其中，x＝75；利用磁控溅射法在第一NixFe100-x层上镀敷FexMn100-x层，其中，x＝12；利用磁控溅射法在FexMn100-x层上镀敷第二NixFe100-x层，其中，x＝85；利用磁控溅射法在第二NixFe100-x层上镀敷NixMn100-x层，其中，x＝15；利用磁控溅射法在NixMn100-x层上镀敷La0.7(Ba0.3-xCax)MnO3，其中，x＝0.03。
其中，MgO层的厚度为25nm，利用磁控溅射法在玻璃基片上镀敷MgO层的具体工艺为：溅射靶材为MgO靶材，溅射电源选用脉冲电源，脉冲频率为70kHz，溅射功率为120W，溅射电压为150V，氩气流量为60ccm，基片温度为170℃。
其中，第一NixFe100-x层厚度为35nm，利用磁控溅射法在MgO层上镀敷第一NixFe100-x层具体工艺为：溅射靶材为NixFe100-x靶材，其中，x＝75，溅射电源选用脉冲电源，脉冲频率为70kHz，溅射功率为350W，溅射电压为150V，氩气流量为65sccm，基片温度为180℃。
其中，FexMn100-x层厚度为15nm，利用磁控溅射法在第一NixFe100-x层上镀敷FexMn100-x层具体工艺为：溅射靶材为FexMn100-x靶材，其中，x＝12，溅射电源选用脉冲电源，脉冲频率为100kHz，溅射功率为350W，溅射电压为350V，氩气流量为70sccm，基片温度为300℃。
其中，第二NixFe100-x层厚度为30nm，利用磁控溅射法在FexMn100-x层上镀敷第二NixFe100-x层具体工艺为：溅射靶材为NixFe100-x靶材，其中，x＝85，溅射电源选用脉冲电源，脉冲频率为110kHz，溅射功率为230W，溅射电压为150V，氩气流量为70sccm，基片温度为250℃。
其中，NixMn100-x层厚度为30nm，利用磁控溅射法在第二NixFe100-x层上镀敷NixMn100-x层具体工艺为：溅射靶材为NixMn100-x靶材，其中，x＝15，溅射电源选用脉冲电源，脉冲频率为130kHz，溅射功率为450W，溅射电压为120V，氩气流量为70sccm，基片温度为150℃。
其中，La0.7(Ba0.3-xCax)MnO3层厚度为15nm，利用磁控溅射法在NixMn100-x层上镀敷La0.7(Ba0.3-xCax)MnO3具体工艺为：溅射靶材为LaBaCaMn，溅射电源选用脉冲电源，脉冲频率为70kHz，溅射功率为30W，溅射电压为200V，氩气流量为30sccm，氧气流量为65sccm，基片温度为250℃。
对比例7
巨磁电阻薄膜由如下方法制备：提供玻璃基片；利用磁控溅射法在玻璃基片上镀敷MgO层；利用磁控溅射法在MgO层上镀敷第一NixFe100-x层，其中，x＝75；利用磁控溅射法在第一NixFe100-x层上镀敷FexMn100-x层，其中，x＝12；利用磁控溅射法在FexMn100-x层上镀敷第二NixFe100-x层，其中，x＝85；利用磁控溅射法在第二NixFe100-x层上镀敷NixMn100-x层，其中，x＝25；利用磁控溅射法在NixMn100-x层上镀敷La0.7(Ba0.3-xCax)MnO3，其中，x＝0.03。
其中，MgO层的厚度为25nm，利用磁控溅射法在玻璃基片上镀敷MgO层的具体工艺为：溅射靶材为MgO靶材，溅射电源选用脉冲电源，脉冲频率为70kHz，溅射功率为120W，溅射电压为150V，氩气流量为60ccm，基片温度为170℃。
其中，第一NixFe100-x层厚度为35nm，利用磁控溅射法在MgO层上镀敷第一NixFe100-x层具体工艺为：溅射靶材为NixFe100-x靶材，其中，x＝75，溅射电源选用脉冲电源，脉冲频率为70kHz，溅射功率为350W，溅射电压为150V，氩气流量为65sccm，基片温度为180℃。
其中，FexMn100-x层厚度为15nm，利用磁控溅射法在第一NixFe100-x层上镀敷FexMn100-x层具体工艺为：溅射靶材为FexMn100-x靶材，其中，x＝12，溅射电源选用脉冲电源，脉冲频率为100kHz，溅射功率为350W，溅射电压为350V，氩气流量为70sccm，基片温度为300℃。
其中，第二NixFe100-x层厚度为30nm，利用磁控溅射法在FexMn100-x层上镀敷第二NixFe100-x层具体工艺为：溅射靶材为NixFe100-x靶材，其中，x＝85，溅射电源选用脉冲电源，脉冲频率为110kHz，溅射功率为230W，溅射电压为150V，氩气流量为70sccm，基片温度为250℃。
其中，NixMn100-x层厚度为20nm，利用磁控溅射法在第二NixFe100-x层上镀敷NixMn100-x层具体工艺为：溅射靶材为NixMn100-x靶材，其中，x＝25，溅射电源选用脉冲电源，脉冲频率为100kHz，溅射功率为380W，溅射电压为200V，氩气流量为70sccm，基片温度为250℃。
其中，La0.7(Ba0.3-xCax)MnO3层厚度为25nm，利用磁控溅射法在NixMn100-x层上镀敷La0.7(Ba0.3-xCax)MnO3具体工艺为：溅射靶材为LaBaCaMn，溅射电源选用脉冲电源，脉冲频率为150kHz，溅射功率为400W，溅射电压为100V，氩气流量为50sccm，氧气流量为65sccm，基片温度为250℃。
对按照实施例1-3以及对比例1-7方法制备的薄膜进行磁电阻测试以及初始磁导率测试。磁电阻测试是将样品至于磁场中，首先测试在没有外加磁场时，样品的电阻率(四探针法)，然后将外磁场增加到磁场强度为3T，再次测试样品的电阻率，随后将两次电阻率测试值相减并除以无磁场时样品的电阻率，得到磁阻率。磁导率测试使用VSM进行，其测试方法是任何磁性材料教科书中都会介绍的方法，本申请不再赘述，初始磁导率数值基于实施例1进行标准化。
表1
Figure BDA0002278466070000181
Figure BDA0002278466070000191
前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (10)

1.一种巨磁电阻薄膜，其特征在于：所述巨磁电阻薄膜是由如下方法制备的：
提供玻璃基片；
利用磁控溅射法在所述玻璃基片上镀敷MgO层；
利用磁控溅射法在所述MgO层上镀敷第一NixFe100-x层，其中，70<x<80；
利用磁控溅射法在所述第一NixFe100-x层上镀敷FexMn100-x层，其中，10<x<15；
利用磁控溅射法在所述FexMn100-x层上镀敷第二NixFe100-x层，其中，80<x<90；
利用磁控溅射法在所述第二NixFe100-x层上镀敷NixMn100-x层，其中，20<x<30；
利用磁控溅射法在所述NixMn100-x层上镀敷La0.7(Ba0.3-xCax)MnO3，其中，0.02<x<0.04。
2.如权利要求1所述的巨磁电阻薄膜，其特征在于：其中，所述MgO层的厚度为20-30nm，所述利用磁控溅射法在所述玻璃基片上镀敷MgO层的具体工艺为：溅射靶材为MgO靶材，溅射电源选用脉冲电源，脉冲频率为50-100kHz，溅射功率为100-150W，溅射电压为100-200V，氩气流量为50-70sccm，基片温度为150-200℃。
3.如权利要求2所述的巨磁电阻薄膜，其特征在于：其中，所述第一NixFe100-x层厚度为30-40nm，所述利用磁控溅射法在所述MgO层上镀敷第一NixFe100-x层具体工艺为：溅射靶材为NixFe100-x靶材，其中，70<x<80，溅射电源选用脉冲电源，脉冲频率为60-80kHz，溅射功率为300-400W，溅射电压为100-200V，氩气流量为55-75sccm，基片温度为150-200℃。
4.如权利要求3所述的巨磁电阻薄膜，其特征在于：其中，所述FexMn100-x层厚度为10-20nm，所述利用磁控溅射法在所述第一NixFe100-x层上镀敷FexMn100-x层具体工艺为：溅射靶材为FexMn100-x靶材，其中，10<x<15，溅射电源选用脉冲电源，脉冲频率为80-120kHz，溅射功率为300-400W，溅射电压为300-400V，氩气流量为65-80sccm，基片温度为250-350℃。
5.如权利要求4所述的巨磁电阻薄膜，其特征在于：其中，所述第二NixFe100-x层厚度为25-35nm，所述利用磁控溅射法在所述FexMn100-x层上镀敷第二NixFe100-x层具体工艺为：溅射靶材为NixFe100-x靶材，其中，80<x<90，溅射电源选用脉冲电源，脉冲频率为100-130kHz，溅射功率为200-250W，溅射电压为100-200V，氩气流量为65-80sccm，基片温度为200-300℃。
6.如权利要求5所述的巨磁电阻薄膜，其特征在于：其中，所述NixMn100-x层厚度为15-25nm，所述利用磁控溅射法在所述第二NixFe100-x层上镀敷NixMn100-x层具体工艺为：溅射靶材为NixMn100-x靶材，其中，20<x<30，溅射电源选用脉冲电源，脉冲频率为85-125kHz，溅射功率为320-420W，溅射电压为150-300V，氩气流量为65-80sccm，基片温度为200-300℃。
7.如权利要求6所述的巨磁电阻薄膜，其特征在于：其中，La0.7(Ba0.3-xCax)MnO3层厚度为10-20nm，所述利用磁控溅射法在所述NixMn100-x层上镀敷La0.7(Ba0.3-xCax)MnO3具体工艺为：溅射靶材为LaBaCaMn，溅射电源选用脉冲电源，脉冲频率为50-100kHz，溅射功率为250-350W，溅射电压为150-300V，氩气流量为20-40sccm，氧气流量为60-70sccm，基片温度为200-300℃。
8.一种巨磁电阻薄膜的制备方法，其特征在于：所述巨磁电阻薄膜的制备方法包括如下步骤：
提供玻璃基片；
利用磁控溅射法在所述玻璃基片上镀敷MgO层；
利用磁控溅射法在所述MgO层上镀敷第一NixFe100-x层，其中，70<x<80；
利用磁控溅射法在所述第一NixFe100-x层上镀敷FexMn100-x层，其中，10<x<15；
利用磁控溅射法在所述FexMn100-x层上镀敷第二NixFe100-x层，其中，80<x<90；
利用磁控溅射法在所述第二NixFe100-x层上镀敷NixMn100-x层，其中，20<x<30；
利用磁控溅射法在所述NixMn100-x层上镀敷La0.7(Ba0.3-xCax)MnO3，其中，0.02<x<0.04。
9.如权利要求8所述的巨磁电阻薄膜的制备方法，其特征在于：其中，所述MgO层的厚度为20-30nm，所述利用磁控溅射法在所述玻璃基片上镀敷MgO层的具体工艺为：溅射靶材为MgO靶材，溅射电源选用脉冲电源，脉冲频率为50-100kHz，溅射功率为100-150W，溅射电压为100-200V，氩气流量为50-70sccm，基片温度为150-200℃。
10.如权利要求9所述的巨磁电阻薄膜的制备方法，其特征在于：其中，所述第一NixFe100-x层厚度为30-40nm，所述利用磁控溅射法在所述MgO层上镀敷第一NixFe100-x层具体工艺为：溅射靶材为NixFe100-x靶材，其中，70<x<80，溅射电源选用脉冲电源，脉冲频率为60-80kHz，溅射功率为300-400W，溅射电压为100-200V，氩气流量为55-75sccm，基片温度为150-200℃。
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