本發(fā)明屬于鐵磁金屬薄膜材料，具體涉及由鈷鐵硅/鈀多層膜構成且具有垂直磁各向異性的磁性器件，還涉及由鈷鐵硅/鈀多層膜構成且具有垂直磁各向異性的磁性器件的制備方法。

背景技術：

1、垂直磁各向異性是指磁性材料內部的磁矩(或磁化方向)在垂直于薄膜平面方向上表現(xiàn)出的優(yōu)先排列現(xiàn)象。這種特性使得材料的磁化方向更容易沿著垂直方向而不是平行方向排列，這在磁性存儲器件、磁傳感器以及自旋電子學領域具有重要的應用價值。傳統(tǒng)具有垂直磁各向異性材料的自旋極化率通常較小，極大地限制了它們的進一步應用。co2fesi作為一種具有高自旋極化率的材料，受到了研究人員的廣泛關注?，F(xiàn)有的技術手段中，在pt/co2fesi/mgo及pd/co2fesi/mgo三明治結構薄膜中通過改變厚度以及退火溫度等制備條件來實現(xiàn)體系的垂直磁各向異性。為了滿足現(xiàn)代信息技術對高存儲密度、高性能磁性器件的需求，進一步提高自旋電子學器件的性能，設計開發(fā)具有垂直磁各向異性的磁性多層膜具有非常重要的意義。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的第一個目的是提供由鈷鐵硅/鈀多層膜構成且具有垂直磁各向異性的磁性器件，該磁性器件具有垂直磁各向異性能，有助于開發(fā)基于鈷鐵硅/鈀多層膜([co2fesi/pd]n多層膜)的自旋電子器件。

2、本發(fā)明的第二個目的是提供由鈷鐵硅/鈀多層膜構成且具有垂直磁各向異性的磁性器件的制備方法，能夠制備得到上述磁性器件，為增強co2fesi多層膜的垂直磁特性研究提供思路。

3、本發(fā)明所采用的第一個技術方案是，由鈷鐵硅/鈀多層膜構成且具有垂直磁各向異性的磁性器件的制備方法，具體步驟如下：

4、步驟1.由磁控濺射法直接在襯底上沉積ta緩沖層；

5、步驟2.用磁控濺射法將co2fesi層和pd層交替沉積構成[co2fesi/pd]n磁性多層膜，n為堆疊周期數(shù)；

6、步驟3.由磁控濺射法在[co2fesi/pd]n多層膜上沉積覆蓋層；

7、步驟4.退火：在覆蓋層沉積結束后，將樣品進行退火處理。

8、本發(fā)明的特征還在于：

9、步驟1中，襯底為si基片、sio2基片或預先模印刻制圖案的si基片。

10、磁性器件中每一層材料的沉積均采用磁控濺射系統(tǒng)制備，濺射氣氛為氬氣，氬氣流量為18sccm-36sccm。

11、磁控濺射系統(tǒng)中基板旋轉速度為10rpm-20rpm。

12、步驟2中，[co2fesi/pd]n多層膜由co2fesi層和pd層交替沉積而成，沉積一層co2fesi層及一層pd層為一個周期，堆疊周期數(shù)n為1到7。

13、步驟3中，覆蓋層的材質為非鐵磁性重金屬。步驟4中，退火溫度為250℃-350℃，退火時間為0.5h-2h。

14、本發(fā)明所采用的第二個技術方案是，由鈷鐵硅/鈀多層膜構成且具有垂直磁各向異性的磁性器件，有上述方法制備得到。

15、本發(fā)明的有益效果是：

16、本發(fā)明方法制備得到了[co2fesi/pd]n多層膜，即使co2fesi層本身具有面內磁各向異性，也能實現(xiàn)垂直磁各向異性。多層膜結構利用多界面效應增強了體系的垂直磁各向異性，有助于開發(fā)基于鈷鐵硅/鈀多層膜([co2fesi/pd]n多層膜)的自旋電子器件，為增強基于co2fesi多層膜的垂直磁特性研究提供思路，這將對高密度垂直磁記錄及磁光存儲等信息存儲領域具有重大的潛在應用價值。

技術特征：

1.由鈷鐵硅/鈀多層膜構成且具有垂直磁各向異性的磁性器件的制備方法，其特征在于，具體步驟如下：

2.根據(jù)權利要求1所述的由鈷鐵硅/鈀多層膜構成且具有垂直磁各向異性的磁性器件的制備方法，其特征在于，步驟1中，襯底(1)為si基片、sio2基片或預先模印刻制圖案的si基片。

3.根據(jù)權利要求1所述的由鈷鐵硅/鈀多層膜構成且具有垂直磁各向異性的磁性器件的制備方法，其特征在于，磁性器件中每一層材料的沉積均采用磁控濺射系統(tǒng)制備，濺射氣氛為氬氣，氬氣流量為18sccm-36sccm。

4.根據(jù)權利要求3所述的由鈷鐵硅/鈀多層膜構成且具有垂直磁各向異性的磁性器件的制備方法，其特征在于，磁控濺射系統(tǒng)中基板旋轉速度為5rpm-20rpm。

5.根據(jù)權利要求1所述的由鈷鐵硅/鈀多層膜構成且具有垂直磁各向異性的磁性器件的制備方法，其特征在于，步驟2中，堆疊周期數(shù)n為1到7。

6.根據(jù)權利要求1所述的由鈷鐵硅/鈀多層膜構成且具有垂直磁各向異性的磁性器件的制備方法，其特征在于，步驟3中，覆蓋層(4)的材質為非鐵磁性重金屬。

7.根據(jù)權利要求1所述的由鈷鐵硅/鈀多層膜構成且具有垂直磁各向異性的磁性器件的制備方法，其特征在于，步驟4中，退火溫度為250℃-350℃，退火時間為0.5h-2h。

8.由鈷鐵硅/鈀多層膜構成且具有垂直磁各向異性的磁性器件，其特征在于，采用權利要求1-7任意一項所述方法制備得到。

技術總結
本發(fā)明公開由鈷鐵硅/鈀多層膜構成且具有垂直磁各向異性的磁性器件的制備方法，具體步驟如下：步驟1.由磁控濺射法直接在襯底上沉積Ta緩沖層；步驟2.用磁控濺射法將Co<subgt;2</subgt;FeSi層和Pd層交替沉積構成[Co<subgt;2</subgt;FeSi/Pd]<subgt;n</subgt;磁性多層膜，n為堆疊周期數(shù)；步驟3.由磁控濺射法在[Co<subgt;2</subgt;FeSi/Pd]<subgt;n</subgt;多層膜上沉積覆蓋層；步驟4.退火：在Pd覆蓋層沉積結束后，將樣品進行退火處理。還公開了上述方法制備得到的磁性器件，該磁性器件具有垂直磁各向異性能。

技術研發(fā)人員：馬麗,王雪,萬雅帆,龍河海,朱澤鐿,鄭富,王曉夢,曹志杰
受保護的技術使用者：寧夏大學
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/1/2