CN1967891A - 一种具有线性磁电阻效应的磁性多层膜及其用途 - Google Patents
一种具有线性磁电阻效应的磁性多层膜及其用途 Download PDFInfo
- Publication number
- CN1967891A CN1967891A CN 200510123229 CN200510123229A CN1967891A CN 1967891 A CN1967891 A CN 1967891A CN 200510123229 CN200510123229 CN 200510123229 CN 200510123229 A CN200510123229 A CN 200510123229A CN 1967891 A CN1967891 A CN 1967891A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- magnetoresistance effect
- magnetic
- linear
- layer
- thickness
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Hall/Mr Elements (AREA)
Abstract
本发明涉及一种具有线性磁电阻效应的磁性多层膜,其为基于磁矩垂直于水平面的磁性材料的自旋阀磁电阻器件,包括:一衬底,其上依次沉积了缓冲层、第一磁性层、非磁金属导电层或者绝缘层、第二磁性层、反铁磁钉扎层及覆盖层,所述的第一磁性层的磁矩方向为竖直方向,第二磁性层的磁矩方向为水平方向,即第一磁性层的磁矩方向与第二磁性层的磁矩方向相互垂直。本发明提供的对磁场呈线性响应的磁性多层膜可用于磁场传感器和磁头。使用了本发明提供的磁性多层膜的磁场传感器克服了一般传感器只能探测水平方向磁场变化的缺点,在不改变传感器位置和方向的前提下,可以实现垂直方向磁场的测量。
Description
技术领域
本发明涉及一种具有线性磁电阻效应的磁性多层膜,及其用途。
背景技术
通常,以巨磁电阻(GMR)和隧穿电阻(TMR)为核心部分的计算机磁头,和包括地磁传感器、位置传感器、速度传感器、加速度传感器等在内的各种磁场传感器,都是利用各种磁效应进行工作的,并且都要求电阻(或电压)随外加磁场的变化呈线性响应,并且要求响应曲线能过零点(外加磁场为零)。
其中,应用霍尔效应(Hall effect)的磁场传感器符合上述要求,并且由于其价格低廉,目前在市场上大部分低灵敏度的磁场传感器都采用这种技术。但是在霍尔效应中,电阻(电压)随外加磁场的变化太小,因此,这类磁场传感器灵敏度低,而且对信号放大的要求较高。对于灵敏度要求较高的磁头已均不再采用这种效应作为工作基础。
各项异性磁电阻效应(AMR)是另一种制备方法简单且成本低廉的工作基础。各项异性磁电阻存在于各种磁性薄膜中,其可达最大3%的磁电阻变化。采用AMR的磁场传感器的整条磁场响应曲线不是线性变化的,仅在零点两侧基本上呈线性。因此可以采取取其间一段的方法加以应用,并且靠后期的信号处理系统修正存在的问题。但是AMR的磁电阻变化小,对磁场响应也不够灵敏,可应用的磁场范围也比较窄。
第三种常见的效应为普通的巨磁电阻效应(GMR)。巨磁电阻具有磁电阻变化大,磁场响应灵敏,磁场适用范围宽等优点,但是,普通的自旋阀结构的巨磁电阻的其整条磁场响应曲线也不呈线性。需要和各项异性磁电阻效应一样,取其中的一段呈线性响应的部分加以应用,并靠信号处理系统加以修正所出现的问题,所以对后段信号处理要求较高。
现有技术中最为理想的具有线性响应的巨磁电阻和隧穿电阻是将上下两个磁电极磁矩相互垂直排布,那么其磁场响应曲线就会呈现出线性变化。目前通用的方法是通过在一个磁电极两端加永磁体的方法,强行修正其磁矩排布方向,使其相互垂直。这种方法具有磁场响应曲线呈线性变化,信号后其处理简单,磁场反应灵敏的优点,但是这种方法的成本较高,目前只有商用计算机磁头采用这种方法。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中应用霍尔效应的磁场传感器灵敏度低,而且对信号放大的要求较高;各项异性磁电阻效应的磁电阻变化小,对磁场响应也不够灵敏,可应用的磁场范围也比较窄;普通的巨磁电阻效应对后段信号处理要求较高;而采用具有线性响应的巨磁电阻和隧穿电阻需要靠永磁来实现两个磁电极相互垂直,成本较高的缺点,从而提供一种对磁场呈线性响应、且灵敏度高、制作成本低廉的磁性多层膜,及其用途。
本发明的目的是通过如下的技术方案实现的:
本发明提供一种具有线性磁电阻效应的磁性多层膜,其为基于磁矩垂直于水平面的磁性材料的自旋阀磁电阻器件,如图1所示,包括:一衬底1(以下简称SB),其上依次沉积了缓冲层2(以下简称BL)、第一磁性层3(以下简称FM1)、非磁金属导电层(以下简称NM)或者绝缘层4(以下简称I)、第二磁性层5(以下简称FM2)、反铁磁钉扎层6(以下简称AFM)及覆盖层7(以下简称TL),即SB/BL/FM1/NM/FM2/AFM/TL或者SB/BL/FM1/I/FM2/AFM/TL,所述的第一磁性层(FM1)的磁矩方向为竖直方向,第二磁性层(FM2)的磁矩方向为水平方向,即第一磁性层(FM1)的磁矩方向与第二磁性层(FM2)的磁矩方向相互垂直。
所述的衬底为SiO,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1~50nm。
所述的第一磁性层为:PtxCoy,Ptx(CozFe100-z)y,PtxFey,[PtmCon]h,[Ptm(CozFe100-z)n]h,或[PtmFen]h;其中,1nm<x<50nm,0.2nm<y<5nm,0.1nm<m<2nm,0.1nm<n<2nm,1<h<20,50<z<95;或是:CoPt合金膜,CoAu多层膜,MnBi合金膜,FePt多层膜,CoPd多层膜等具有垂直各项异性的金属单质或者合金膜;
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;
所述的非磁金属导电层厚度为0.5~10nm;
所述绝缘层为氧化物组成,所述的氧化物包括:Al2O3,AlN,MgO,Ta2O5,HfO2;
所述的绝缘层的厚度为0.3~5nm;
所述的第二磁性层包括铁磁性材料、半金属磁性材料、和磁性半导体材料;
所述的铁磁性材料包括:Fe、Co、Ni等3d过渡族磁性金属,Pr、Nd、Sm、Gd、Te、Dy等稀土金属,Co-Fe、Co-Fe-B、Nd-Fe-B、Ni-Fe、Gd-Y等铁磁性合金;
所述的半金属磁性材料包括:Fe3O4、CrO2、La1-xSrxMnO3(0.16<x<1.0),La1-xCaxMnO3(0.18<x<0.5),或Pr1-xSrxMnO3(0.3<x<1.0)和Co2MnSi等Heussler合金;
所述的磁性半导体材料包括:Fe、Co、Ni、V、Mn掺杂的ZnO、TiO2、HfO2和SnO2,或Mn掺杂的GaAs、InAs、GaN和ZnTe;
所述的第二磁性层的厚度为1~10nm;
所述的钉扎层为反铁磁性金属及其合金,或反铁磁性人工钉扎材料,优选Cr、Ir-Mn、Pt-Mn、Fe-Mn、Cr-Pt、CoO、NiO、Co/Ru/Co、Co-Fe/Ru/Co-Fe、Co/Cu/Co,或反铁磁性钙钛矿稀土锰氧化物等;
所述的钉扎层的厚度为5~20nm;
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3~10nm。
本发明是利用常规的薄膜制备手段(例如:分子束外延方法,磁控溅射方法,电子束蒸发,激光脉冲沉积法,化学气相沉积法,电镀法,或电化学沉积法)在衬底上制备上述具有线性磁电阻效应的磁性多层膜的。这种结构的磁性多层膜的核心的结构为FM1/NM/FM2或者FM1/I/FM2。如图2所示,这种结构的磁性多层膜,第一磁性层(FM1)的磁矩方向为竖直方向,第二磁性层(FM2)的磁矩方向为水平方向。这样第一磁性层(FM1)的磁矩方向与第二磁性层(FM2)的磁矩方向相互垂直。如果在水平或者竖直方向施加外磁场,第一磁性层(FM1)由于其顶部钉扎层(AFM)的相互作用,其磁矩方向保持不变;第二磁性层(FM2)的磁矩方向则在外磁场的驱动下偏离竖直方向,如图3所示,与第一磁性层(FM1)的磁矩方向产生了一夹角。外磁场的强弱决定了此夹角的大小,因而,夹角的不同可以从宏观上反映出电阻随磁场的强弱变化。撤掉外磁场后,则第二磁性层(FM2)的磁矩方向恢复到原来的竖直方向。
通过调整第二磁性层(FM2)的厚度和形状,可以控制第二磁性层(FM2)的磁矩变化对外加磁场的响应范围及响应方向。
本发明通过一种新结构的磁性多层膜来实现对外加磁场呈线性响应的目的,其磁场响应曲线如图4所示,与现有技术中的第四种方法一样,呈线性变化,且通过零点,并具有很高的灵敏性。本发明不是采用加永磁体的方法使其磁电极相互垂直,而是采用一种较简单的方法,达到同样的目的,因而大幅度地降低了成本。
本发明提供的具有线性磁电阻效应的磁性多层膜可用于磁场传感器和磁头。通常是需将上述对磁场呈线性响应的磁性多层膜进行微加工,得到100纳米到几十微米大小的、具有所需特定形状的磁性多层膜,然后按常规的方法组装成磁场传感器或磁头。
所述的微加工包括:常规的紫外曝光、电子束曝光、聚焦粒子束刻蚀、氩离子刻蚀、和化学反应刻蚀方法。
磁性多层膜的形状决定了磁性多层膜对哪个方向施加的磁场进行响应,常用的形状包括:线条(长30nm~500μm,宽20nm~500μm)、圆形(直径为20nm~500μm)、椭圆形(长轴为30nm~500μm,短轴为20nm~500μm)、圆环(外径为30nm~500μm,内径为20nm~500μm)、椭圆环(长轴外径为30nm~500μm,短轴外径为20nm~500μm,长轴内径为20nm~500μm,短轴内径为20nm~500μm)。
经过微加工处理过的本发明提供的对磁场呈线性响应的磁性多层膜可用于磁场传感器或磁头的信息采集部分的磁性多层膜。
现有的磁性传感器一般都只能探测水平方向的磁场变化,如果想探测垂直方向的磁场变化,则需要把传感器的衬底立起来。而使用了本发明提供的磁性多层膜的磁场传感器克服了一般传感器只能探测水平方向磁场变化的缺点,在不改变传感器位置和方向的前提下,可以实现垂直方向磁场的测量。其能够分别探测水平,垂直两个方向的磁场变化,而无需改变衬底的位置。对于需要探测两维或者三维方向的传感器来说,本发明将极大的降低成本。同理,使用了本发明提供的磁性多层膜的磁头能够有效的降低制造成本。
附图说明
图1为本发明提供的具有线性磁电阻效应的磁性多层膜的示意图;其中,1衬底,2缓冲层,3第一磁性层,4非磁金属导电层或者绝缘层,5第二磁性层,6钉扎层,7覆盖层;
图2为不加磁场时,本发明提供的具有线性磁电阻效应的磁性多层膜中两个磁性层的磁矩方向的示意图;
图3为施加外磁场时,本发明提供的具有线性磁电阻效应的磁性多层膜中两个磁性层的磁矩方向的示意图;
图4为本发明实施例1提供的磁性多层膜对外加磁场的响应曲线。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细地说明
实施例1
利用磁控溅射的方法制备磁性多层膜。衬底为Si/SiO2,磁性多层膜结构为:Ru(5nm)/Pt(10nm)/[Co(0.4nm)/Pt(0.6nm)]5/Co(0.4nm)/Cu(2nm)/Co(3nm)/IrMn(12nm)/Ru(5nm)。磁性多层膜生长条件:备底真空:5×10-7帕;溅射用高纯度氩气气压:0.07帕;溅射功率:120瓦;样品架旋转速率:20rmp;生长温度:室温;生长速率:0.3-1.1埃/秒。生长时间:薄膜厚度/生长速率。
利用紫外光刻以及氩离子刻蚀的方法进行微加工。紫外光刻条件:光刻胶:S9918;曝光剂量:55mJ/cm2;曝光时间:17秒;显影液:MF319;显影时间:45秒;烘烤时间:60秒;烘烤温度:95度。氩离子刻蚀条件:功率:300瓦;氩气压:30mTorr。
图形形状为椭圆柱,椭圆长轴长8微米,短轴长4微米,高42纳米。顶电极和底电极之间采用SiO2绝缘。SiO2厚度50纳米。
利用上述制备工艺得到的磁性多层膜对外加磁场的响应曲线如图4所示,其为一对磁场呈线性响应的具有磁场选择性的磁性多层膜。
实施例2
利用磁控溅射的方法制备磁性多层膜。衬底为Si/SiO2,磁性多层膜结构为:Ru(5nm)/Pt(10nm)/[Co(0.4nm)/Pt(0.6nm)]5/Co(0.4nm)/Cu(2nm)/Co(3nm)/IrMn(12nm)/Ru(5nm)。磁性多层膜生长条件:备底真空:5×10-7帕;溅射用高纯度氩气气压:0.07帕;溅射功率:120瓦;样品架旋转速率:20rmp;生长温度:室温;生长速率:0.3-1.1埃/秒。生长时间:薄膜厚度/生长速率。
利用紫外光刻和电子束曝光结合氩离子刻蚀的方法进行微加工。紫外光刻条件:光刻胶:S9918;曝光剂量:55mJ/cm2;曝光时间:17秒;显影液:MF319;显影时间:45秒;烘烤时间:60秒;烘烤温度:95度。电子束曝光条件:光刻胶:PMMA950;曝光剂量:120mJ/cm2;显影液:MIBK/IPA;定影液:IPA显影时间:40秒;定影时间:40秒;烘烤时间:60秒;烘烤温度:180度。氩离子刻蚀条件:功率:300瓦;氩气压:30mTorr。
图形形状为椭圆柱,椭圆长轴长200纳米,短轴长100纳米,高42纳米。顶电极和底电极之间采用SiO2绝缘。SiO2厚度50纳米。
利用上述制备工艺即可得到对磁场呈线性响应的具有磁场选择性的磁性多层膜。
实施例3~6
利用与实施例1同样的方法制备磁性多层膜。磁性多层膜的成分列于表1。
表1、对磁场呈线性响应的磁性多层膜的组成
实施例 | 衬底 | 缓冲层 | 第一软磁性层 | 隔离层 | 第二软磁层 | 钉扎层 | 覆盖层 | |||||
成分 | 成分 | 厚度(nm) | 成分 | 层数 | 成份 | 厚度(nm) | 成份 | 厚度(nm) | 成分 | 成分 | 厚度(nm) | |
3 | Si | Ru | 50 | Pt(Co90Fe10) | 1 | Cu | 1 | Co90Fe10 | 2 | PtMn | Ta | 5 |
4 | MgO | Cr | 40 | Pt(Co81Fe19) | 5 | Cu | 2 | Co81Fe19 | 3 | IrMn | Pt | 5 |
5 | LaAlO3 | Au | 6 | Pt(Co75Fe25) | 10 | Cu | 3 | Co75Fe25 | 4 | FeMn | Au | 5 |
6 | Al2O3 | Pt | 30 | Pt(Co50Fe50) | 20 | Cu | 4 | Co50Fe50 | 5 | CrPt | Ru | 5 |
采用与实施例1同样的微加工方法即可得到对磁场呈线性响应的具有磁场选择性的具有一定形状的磁性多层膜。
实施例7~10
利用与实施例1同样的方法制备磁性多层膜。磁性多层膜的成分列于表2。
表2、对磁场呈线性响应的磁性多层膜的组成
实施例 | 衬底 | 缓冲层 | 第一软磁性层 | 隔离层 | 第二软磁层 | 钉扎层 | 覆盖层 | |||||
成分 | 成分 | 厚度(nm) | 成分 | 层数 | 成份 | 厚度(nm) | 成份 | 厚度(nm) | 成分 | 成分 | 厚度(nm) | |
7 | Si | Ru | 50 | CoPt | 4 | Cu | 2 | Co90Fe10 | 2 | PtMn | Ta | 5 |
8 | MgO | Cr | 40 | CoAu | 5 | Ru | 2 | Co81Fe19 | 3 | IrMn | Pt | 5 |
9 | LaAlO3 | Au | 6 | MnBi | 10 | Au | 2 | Co75Fe25 | 4 | FeMn | Au | 5 |
10 | Al2O3 | Pt | 30 | FePt | 20 | Al | 2 | Co50Fe50 | 5 | CrPt | Ru | 5 |
利用与实施例2同样的微加工方法即可得到对磁场呈线性响应的具有磁场选择性的具有一定形状的磁性多层膜。
实施例11
利用磁控溅射的方法制备磁性多层膜。衬底为Si/SiO2,磁性多层膜结构为:Ru(5nm)/Pt(10nm)/[Co(0.4nm)/Pt(0.6nm)]5/Co(0.4nm)/Al-O(1nm)/Co(3nm)/IrMn(12nm)/Ru(5nm)。磁性多层膜生长条件:备底真空:5×10-7帕;溅射用高纯度氩气气压:0.07帕;溅射功率:120瓦;样品架旋转速率:20rmp;生长温度:室温;生长速率:0.3-1.1埃/秒。生长时间:薄膜厚度/生长速率。
利用紫外光刻以及氩离子刻蚀的方法进行微加工。紫外光刻条件:光刻胶:S9918;曝光剂量:55mJ/cm2;曝光时间:17秒;显影液:MF319;显影时间:45秒;烘烤时间:60秒;烘烤温度:95度。氩离子刻蚀条件:功率:300瓦;氩气压:30mTorr。
图形形状为椭圆柱,椭圆长轴长8微米,短轴长4微米,高42纳米。顶电极和底电极之间采用SiO2绝缘。SiO2厚度50纳米。
利用上述制备工艺即可得到对磁场呈线性响应的具有磁场选择性的磁性多层膜。
实施例12
利用磁控溅射的方法制备磁性多层膜。衬底为Si/SiO2,磁性多层膜结构为:Ru(5nm)/Pt(10nm)/[Co(0.4nm)/Pt(0.6nm)]5/Co(0.4nm)/Al-O(1.3nm)/Co(3nm)/IrMn(12nm)/Ru(5nm)。磁性多层膜生长条件:备底真空:5×10-7帕;溅射用高纯度氩气气压:0.07帕;溅射功率:120瓦;样品架旋转速率:20rmp;生长温度:室温;生长速率:0.3-1.1埃/秒。生长时间:薄膜厚度/生长速率。
利用紫外光刻和电子束曝光结合氩离子刻蚀的方法进行微加工。紫外光刻条件:光刻胶:S9918;曝光剂量:55mJ/cm2;曝光时间:17秒;显影液:MF319;显影时间:45秒;烘烤时间:60秒;烘烤温度:95度。电子束曝光条件:光刻胶:PMMA950;曝光剂量:120mJ/cm2;显影液:MIBK/IPA;定影液:IPA显影时间:40秒;定影时间:40秒;烘烤时间:60秒;烘烤温度:180度。氩离子刻蚀条件:功率:300瓦;氩气压:30mTorr。
图形形状为椭圆柱,椭圆长轴长200纳米,短轴长100纳米,高42纳米。顶电极和底电极之间采用SiO2绝缘。SiO2厚度50纳米。
利用上述制备工艺即可得到对磁场呈线性响应的具有磁场选择性的磁性多层膜。
实施例13~16
利用与实施例1同样的方法制备磁性多层膜。磁性多层膜的成分列于表3。
表3、对磁场呈线性响应的磁性多层膜的组成
实施例 | 衬底 | 缓冲层 | 第一软磁性层 | 隔离层 | 第二软磁层 | 钉扎层 | 覆盖层 | |||||
成分 | 成分 | 厚度(nm) | 成分 | 层数 | 成份 | 厚度(nm) | 成份 | 厚度(nm) | 成分 | 成分 | 厚度(nm) | |
13 | Si | Ru | 50 | Pt(Co90Fe10) | 1 | Al-O | 0.8 | Co90Fe10 | 2 | PtMn | Ta | 5 |
14 | MgO | Cr | 40 | Pt(Co81Fe19) | 5 | Al-O | 1 | Co81Fe19 | 3 | IrMn | Pt | 5 |
15 | LaAlO3 | Au | 6 | Pt(Co75Fe25) | 10 | Al-O | 1.3 | Co75Fe25 | 4 | FeMn | Au | 5 |
16 | Al2O3 | Pt | 30 | Pt(Co50Fe50) | 20 | Al-O | 2 | Co50Fe50 | 5 | CrPt | Ru | 5 |
利用与实施例1同样的微加工方法即可得到对磁场呈线性响应的具有磁场选择性的具有一定形状的磁性多层膜。
实施例17~20
利用与实施例1同样的方法制备磁性多层膜。磁性多层膜的成分列于表4。
表4、对磁场呈线性响应的磁性多层膜的组成
实施例 | 衬底 | 缓冲层 | 第一软磁性层 | 隔离层 | 第二软磁层 | 钉扎层 | 覆盖层 | |||||
成分 | 成分 | 厚度(nm) | 成分 | 层数 | 成份 | 厚度(nm) | 成份 | 厚度(nm) | 成分 | 成分 | 厚度(nm) | |
17 | Si | Ru | 50 | CoPt | 4 | MgO | 3 | CoFeB | 2 | PtMn | Ta | 5 |
18 | MgO | Cr | 40 | CoAu | 5 | AlN | 0.3 | NiFe | 3 | IrMn | Pt | 5 |
19 | LaAlO3 | Au | 6 | MnBi | 10 | HfO | 2 | FeO | 4 | FeMn | Au | 5 |
20 | Al2O3 | Pt | 30 | FePt | 20 | TiO | 5 | LaSrMnO | 5 | CrPt | Ru | 5 |
利用与实施例2同样的微加工方法即可得到对磁场呈线性响应的具有磁场选择性的具有一定形状的磁性多层膜。
Claims (10)
1、一种具有线性磁电阻效应的磁性多层膜,其为基于磁矩垂直于水平面的磁性材料的自旋阀磁电阻器件,包括:一衬底,其上依次沉积了缓冲层、第一磁性层、非磁金属导电层或者绝缘层、第二磁性层、反铁磁钉扎层及覆盖层,其特征在于:所述的第一磁性层的磁矩方向为竖直方向,第二磁性层的磁矩方向为水平方向。
2、如权利要求1所述的具有线性磁电阻效应的磁性多层膜,其特征在于:所述的衬底为SiO,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1~50nm;
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3~10nm。
3、如权利要求1所述的具有线性磁电阻效应的磁性多层膜,其特征在于:所述的第一磁性层为:PtxCoy,Ptx(CozFe100-z)y,PtxFey,[PtmCon]h,[Ptm(CozFe100-z)n]h,或[PtmFen]h;其中,1nm<x<50nm,0.2nm<y<5nm,0.1nm<m<2nm,0.1nm<n<2nm,1<h<20,50<z<95;或是:CoPt合金膜,CoAu多层膜,MnBi合金膜,FePt多层膜,CoPd多层膜。
4、如权利要求1所述的具有线性磁电阻效应的磁性多层膜,其特征在于: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;所述的非磁金属导电层厚度为0.5~10nm。
5、如权利要求1所述的具有线性磁电阻效应的磁性多层膜,其特征在于:所述绝缘层Al2O3,AlN,MgO,Ta2O5,或HfO2;所述的绝缘层的厚度为0.3~5nm。
6、如权利要求1所述的具有线性磁电阻效应的磁性多层膜,其特征在于:所述的第二磁性层为铁磁性材料、半金属磁性材料、或磁性半导体材料;所述的第二磁性层的厚度为1~10nm。
7、如权利要求6所述的具有线性磁电阻效应的磁性多层膜,其特征在于:所述的铁磁性材料为Fe、Co、Ni、Pr、Nd、Sm、Gd、Te、Dy、Co-Fe、Co-Fe-B、Nd-Fe-B、Ni-Fe、或Gd-Y铁磁性合金;
所述的半金属磁性材料为Fe3O4、CrO2、La1-xSrxMnO3(0.16<x<1.0),La1-xCaxMnO3(0.18<x<0.5),Pr1-xSrxMnO3(0.3<x<1.0)或Co2MnSi;
所述的磁性半导体材料为Fe、Co、Ni、V、Mn掺杂的ZnO、TiO2、HfO2和SnO2,或Mn掺杂的GaAs、InAs、GaN和ZnTe。
8、如权利要求1所述的具有线性磁电阻效应的磁性多层膜,其特征在于:所述的钉扎层为反铁磁性金属及其合金,或反铁磁性人工钉扎材料;所述的钉扎层的厚度为5~20nm。
9、如权利要求1所述的具有线性磁电阻效应的磁性多层膜,其特征在于:所述的钉扎层为Cr、Ir-Mn、Pt-Mn、Fe-Mn、Cr-Pt、CoO、NiO、Co/Ru/Co、Co-Fe/Ru/Co-Fe、Co/Cu/Co,或反铁磁性钙钛矿稀土锰氧化物。
10、权利要求1~9之一所述的具有线性磁电阻效应的磁性多层膜在磁场传感器和磁头上的应用。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CNB2005101232295A CN100505360C (zh) | 2005-11-15 | 2005-11-15 | 一种具有线性磁电阻效应的磁性多层膜及其用途 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CNB2005101232295A CN100505360C (zh) | 2005-11-15 | 2005-11-15 | 一种具有线性磁电阻效应的磁性多层膜及其用途 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN1967891A true CN1967891A (zh) | 2007-05-23 |
CN100505360C CN100505360C (zh) | 2009-06-24 |
Family
ID=38076517
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CNB2005101232295A Active CN100505360C (zh) | 2005-11-15 | 2005-11-15 | 一种具有线性磁电阻效应的磁性多层膜及其用途 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN100505360C (zh) |
Cited By (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101834053A (zh) * | 2010-05-19 | 2010-09-15 | 西南科技大学 | 一种铁磁/反铁磁多层膜钉扎材料及其制备方法 |
CN102280574A (zh) * | 2011-01-07 | 2011-12-14 | 江苏多维科技有限公司 | 薄膜磁电阻传感元件、多个传感元件的组合及与该组合耦合的电子装置 |
CN102110515B (zh) * | 2009-12-29 | 2012-09-05 | 中国科学院物理研究所 | 用于有机磁致电阻器件的磁性多层膜及其制造方法 |
CN103137855A (zh) * | 2011-12-01 | 2013-06-05 | 索尼公司 | 存储元件和存储设备 |
CN102082018B (zh) * | 2009-11-26 | 2013-10-16 | 中国科学院物理研究所 | 一种磁性多层膜单元及其制备和磁矩翻转方法 |
CN104947057A (zh) * | 2015-06-04 | 2015-09-30 | 山西师范大学 | L10-FePt基多层膜宽场线性磁电阻传感器及其制备方法 |
CN105954692A (zh) * | 2016-04-26 | 2016-09-21 | 中国科学院物理研究所 | 具有改善的灵敏度和线性度的磁传感器 |
CN106338347A (zh) * | 2016-11-02 | 2017-01-18 | 清华大学 | 一种高温声表面波传感器的叉指电极材料及其制备方法 |
CN107190242A (zh) * | 2017-05-12 | 2017-09-22 | 华侨大学 | 一种具有大范围可调矫顽力纳米厚度稀土‑过渡合金薄膜的制备方法 |
CN109166690A (zh) * | 2018-08-27 | 2019-01-08 | 电子科技大学 | 一种基于多层交换偏置结构的各向异性磁电阻 |
CN110190183A (zh) * | 2019-04-24 | 2019-08-30 | 中国科学院金属研究所 | 一种具有反常霍尔效应的高Fe掺杂Fe1+yTe单晶薄膜的制备方法 |
TWI676168B (zh) * | 2017-09-13 | 2019-11-01 | 日商東芝記憶體股份有限公司 | 磁性裝置及其製造方法 |
CN110412081A (zh) * | 2019-07-16 | 2019-11-05 | 三峡大学 | 一种稀土(re)-过渡族金属(tm)合金中非共线反铁磁耦合原子磁矩间夹角测量方法 |
CN111433620A (zh) * | 2017-12-04 | 2020-07-17 | 株式会社村田制作所 | 磁传感器 |
CN111983530A (zh) * | 2020-07-21 | 2020-11-24 | 电子科技大学 | 一种基于磁性绝缘体的平面自旋阀磁电阻传感器及其制备方法 |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6756237B2 (en) * | 2002-03-25 | 2004-06-29 | Brown University Research Foundation | Reduction of noise, and optimization of magnetic field sensitivity and electrical properties in magnetic tunnel junction devices |
JP2004056037A (ja) * | 2002-07-24 | 2004-02-19 | Fujitsu Ltd | Cpp構造磁気抵抗効果素子 |
CN1294559C (zh) * | 2004-10-10 | 2007-01-10 | 中国科学院物理研究所 | 具有共振隧穿效应的双势垒隧道结传感器 |
-
2005
- 2005-11-15 CN CNB2005101232295A patent/CN100505360C/zh active Active
Cited By (21)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102082018B (zh) * | 2009-11-26 | 2013-10-16 | 中国科学院物理研究所 | 一种磁性多层膜单元及其制备和磁矩翻转方法 |
CN102110515B (zh) * | 2009-12-29 | 2012-09-05 | 中国科学院物理研究所 | 用于有机磁致电阻器件的磁性多层膜及其制造方法 |
CN101834053B (zh) * | 2010-05-19 | 2012-07-04 | 西南科技大学 | 一种铁磁/反铁磁多层膜钉扎材料及其制备方法 |
CN101834053A (zh) * | 2010-05-19 | 2010-09-15 | 西南科技大学 | 一种铁磁/反铁磁多层膜钉扎材料及其制备方法 |
CN102280574B (zh) * | 2011-01-07 | 2014-04-16 | 江苏多维科技有限公司 | 薄膜磁电阻传感元件、多个传感元件的组合及与该组合耦合的电子装置 |
CN102280574A (zh) * | 2011-01-07 | 2011-12-14 | 江苏多维科技有限公司 | 薄膜磁电阻传感元件、多个传感元件的组合及与该组合耦合的电子装置 |
CN103137855B (zh) * | 2011-12-01 | 2017-04-05 | 索尼公司 | 存储元件和存储设备 |
CN103137855A (zh) * | 2011-12-01 | 2013-06-05 | 索尼公司 | 存储元件和存储设备 |
CN104947057B (zh) * | 2015-06-04 | 2017-08-08 | 山西师范大学 | L10‑FePt基多层膜宽场线性磁电阻传感器及其制备方法 |
CN104947057A (zh) * | 2015-06-04 | 2015-09-30 | 山西师范大学 | L10-FePt基多层膜宽场线性磁电阻传感器及其制备方法 |
CN105954692A (zh) * | 2016-04-26 | 2016-09-21 | 中国科学院物理研究所 | 具有改善的灵敏度和线性度的磁传感器 |
CN106338347A (zh) * | 2016-11-02 | 2017-01-18 | 清华大学 | 一种高温声表面波传感器的叉指电极材料及其制备方法 |
CN107190242A (zh) * | 2017-05-12 | 2017-09-22 | 华侨大学 | 一种具有大范围可调矫顽力纳米厚度稀土‑过渡合金薄膜的制备方法 |
TWI676168B (zh) * | 2017-09-13 | 2019-11-01 | 日商東芝記憶體股份有限公司 | 磁性裝置及其製造方法 |
CN111433620A (zh) * | 2017-12-04 | 2020-07-17 | 株式会社村田制作所 | 磁传感器 |
CN109166690A (zh) * | 2018-08-27 | 2019-01-08 | 电子科技大学 | 一种基于多层交换偏置结构的各向异性磁电阻 |
CN110190183A (zh) * | 2019-04-24 | 2019-08-30 | 中国科学院金属研究所 | 一种具有反常霍尔效应的高Fe掺杂Fe1+yTe单晶薄膜的制备方法 |
CN110412081A (zh) * | 2019-07-16 | 2019-11-05 | 三峡大学 | 一种稀土(re)-过渡族金属(tm)合金中非共线反铁磁耦合原子磁矩间夹角测量方法 |
CN110412081B (zh) * | 2019-07-16 | 2022-03-08 | 三峡大学 | 一种稀土(re)-过渡族金属(tm)合金中非共线反铁磁耦合原子磁矩间夹角测量方法 |
CN111983530A (zh) * | 2020-07-21 | 2020-11-24 | 电子科技大学 | 一种基于磁性绝缘体的平面自旋阀磁电阻传感器及其制备方法 |
CN111983530B (zh) * | 2020-07-21 | 2023-01-17 | 电子科技大学 | 一种基于磁性绝缘体的平面自旋阀磁电阻传感器及其制备方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN100505360C (zh) | 2009-06-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN1967891A (zh) | 一种具有线性磁电阻效应的磁性多层膜及其用途 | |
CN102270736B (zh) | 一种用于磁敏传感器的磁性纳米多层膜及其制造方法 | |
JP6105817B2 (ja) | 温度センサのためのナノ磁性多層膜とその製造方法 | |
US6577124B2 (en) | Magnetic field sensor with perpendicular axis sensitivity, comprising a giant magnetoresistance material or a spin tunnel junction | |
EP2073285B1 (en) | A high performance MTJ element for STT-RAM and method for making the same | |
CN101079469A (zh) | 一种具有量子效应的MgO双势垒磁性隧道结及其用途 | |
JPH11134620A (ja) | 強磁性トンネル接合素子センサ及びその製造方法 | |
CN103531707A (zh) | 磁性隧道结 | |
CN1836896A (zh) | 用于磁性/非磁性/磁性多层薄膜的核心复合膜及其用途 | |
CN1960018A (zh) | 电流垂直平面型巨磁致电阻传感器 | |
WO2007115509A1 (fr) | Élément magnétique logique à couches magnétiques toroïdales multiples, et procédé de traitement logique l'utilisant | |
CN1333534A (zh) | 自旋阀及其制造方法 | |
CN1992104B (zh) | 一种环状磁性多层膜及其制备方法和用途 | |
CN1851807A (zh) | 磁阻结构 | |
JP2016183904A (ja) | 磁気センサ及び磁気式エンコーダ | |
US9810747B2 (en) | Magnetic sensor and magnetic encoder | |
CN101996734B (zh) | 一种线性响应巨磁电阻效应多层膜 | |
CN1649028A (zh) | 磁阻器件 | |
CN101853918B (zh) | 单电子磁电阻结构及其应用 | |
CN1460272A (zh) | 具有改进的磁场范围的磁多层结构 | |
CN104009151A (zh) | 闭合形状的磁性隧道结 | |
CN1955753A (zh) | 一种层状集成的三维磁场传感器及其制备方法和用途 | |
JP2001266566A (ja) | 磁気メモリ素子及びそれを用いた磁気メモリ | |
JP2003289163A (ja) | スピンバルブトランジスタ | |
CN102623018A (zh) | 一种基于垂直磁化自由层的磁性多层膜及磁性传感器 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract |
Assignee: Wuxi Nano MEMS, Inc. Assignor: Research Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences Contract record no.: 2010320001105 Denomination of invention: Magnetic multilayer film with linear magnetoresistance effect and its application Granted publication date: 20090624 License type: Exclusive License Open date: 20070523 Record date: 20100902 |