导读:本文包含了垂直各向异性论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:各向异性,晶格,薄膜,霍尔,常数,磁性,轨道。
垂直各向异性论文文献综述
彭荣华,胡祥云,李建慧,刘亚军[1]（2019）在《频率域海洋可控源电磁垂直各向异性叁维反演》一文中研究指出地层宏观电性各向异性会对可控源电磁响应产生重要影响.由于海底地层电性结构常表现为电导率各向异性,若仅对海洋可控源电磁(MCSEM)数据进行常规各向同性反演,有可能无法获得准确的反演解释结果,从而削弱MCSEM技术的可靠性.本文实现了电导率垂直各向异性(VTI)条件下频率域海洋可控源电磁数据叁维反演算法.其中,叁维正演采用基于二次场控制方程的交错网格有限体积法,并利用直接矩阵分解技术来求解离散所得的大型线性方程组,有利于快速计算多场源的响应.反演采用具有近似二次收敛性的高斯牛顿算法对目标函数进行最优化.最后,对具有VTI电性各向异性特征的盐丘构造模型的MCSEM合成数据分别进行了电导率各向同性和垂直各向异性叁维反演,结果表明:各向同性叁维反演算法无法对受VTI介质影响的MCSEM数据进行正确的反演解释,而垂直各向异性叁维反演能够获得更为可靠的地下电阻率结构和异常体分布,展现出对海底电性各向异性结构更为优良的反演解释能力.(本文来源于《地球物理学报》期刊2019年06期）
李刚[2]（2019）在《异质结构薄膜的垂直磁各向异性和自旋霍尔效应》一文中研究指出由于钇铁石榴石(Y_3Fe_5O_(12),YIG)具有高绝缘性、极低的阻尼因子和长的磁振子衰减长度,近年来在自旋电子学中吸引了人们的极大兴趣,并且大大促进了自旋泵浦、自旋热电子学、自旋波电子学甚至拓扑自旋电子学的研究。钇铁石榴石薄膜和其他稀土铁石榴石薄膜一样,形状各向异性占主导地位,所以通常具有面内易磁化。随着自旋电子学的迅速发展,具有垂直磁各向异性的磁性绝缘体纳米薄膜变得越来越有吸引力。例如,在自旋波电子学中,自旋波传输的构型需要满足磁化方向与传输方向相垂直;利用自旋-轨道力矩可以实现绝缘垂直磁性薄膜磁化方向的翻转,基于这一原理的非易失性磁存储器和逻辑器件,与相应的全金属器件相比,焦耳热将显着减少;由拓扑绝缘体和垂直磁化的绝缘磁性层所构成的异质结构被认为是实现量子反常霍尔效应和其他拓扑磁电效应的有效方法之一。因此,绝缘垂直磁性薄膜及其异质结构成为人们越来越关注的主题。具有垂直磁各向异性YIG薄膜的制备具有挑战性。文献报道,利用脉冲激光方法在晶格参数大于YIG晶格约1.41%的单晶石榴石衬底上通过特定缓冲层适当减小外延张应力,实现了具有一定垂直磁各向异性的YIG薄膜,复杂的制备过程且较小的垂直磁各向异性都不利于其今后的进一步发展。本论文中,我们选取了叁种单晶石榴石衬底,晶格参数均大于YIG的晶格参数,失配度在0.76%到1.58%范围,利用磁控溅射在叁种衬底上直接沉积了YIG薄膜,通过后退火处理使制备态的非晶YIG薄膜结晶,获得了垂直磁各向异性可调的高质量(111)YIG外延薄膜。在晶格失配度为1.08%和1.58%的衬底上,由于大应变所导致的磁弹各向异性的绝对优势,薄的YIG薄膜显示出了大的垂直磁各向异性;而应变较小的YIG薄膜,包括应变部分弛豫的较厚YIG薄膜和晶格失配度只有0.76%的YIG薄膜,观察到了明显的磁弹各向异性,但不足以克服形状各向异性因而表现为面内易磁化。进一步,YIG/Pt异质结构的磁输运特性表明,我们制备的垂直磁化和面内磁化YIG外延薄膜均具有高质量的磁表面,可以使自旋流在YIG和Pt的界面进行有效的穿透。上述方法同样适用于其他稀土石榴石磁性薄膜,获得可控的垂直磁各向异性。在自旋电子学中,纯自旋流的产生和探测一直是人们关注的焦点,非磁金属的自旋霍尔效应及其逆效应被认为是产生和检测纯自旋流的最有效方法之一,而自旋霍尔角则是对材料的电荷流和自旋流相互转换效率的表征。在“铁磁/非磁金属”异质结构中,由于自旋-轨道耦合相关的自旋霍尔效应,通过非磁金属的电流产生自旋流,被铁磁层吸收,对铁磁层磁矩产生力矩作用,是自旋-轨道力矩的最重要来源之一。自旋-轨道力矩可使铁磁层磁矩翻转,相应的临界电流密度与非磁金属的自旋霍尔角紧密相关。寻找大自旋霍尔角材料具有重要意义。β-W是公认的具有大自旋霍尔角的材料,但是β-W不稳定,经高温退火极易发生相变,转化为稳定的α相,自旋霍尔角大幅减小,因而文献报道的具有垂直磁各向异性、且表现显着自旋-轨道力矩的W/CoFeB/MgO异质结构,其退火温度不能高于300°C,远低于半导体CMOS集成要求的350-400°C。我们发现了一种具有大自旋霍尔角且温度稳定性优于350°C的W-B合金,获得了兼具垂直磁各向异性的W-B/CoFeB/MgO体系;利用直流和脉冲电流诱导的自旋-轨道力矩实现了CoFeB磁化翻转;当外加面内辅助场为130 Oe时,临界翻转电流密度为2×10~7 A/cm~2。我们进一步发现W-B/CoFeB/MgO体系的自旋-轨道力矩由类阻尼有效场主导,W-B的自旋霍尔角为-0.23,与相同厚度的β-W可相比拟。我们研究了Cu缓冲层对Ir_(25)Mn_(75)自旋霍尔效应的影响。利用自旋塞贝克效应和自旋泵浦对YIG/Ir_(25)Mn_(75)和YIG/Cu/Ir_(25)Mn_(75)异质结构薄膜进行测量,发现Cu层的存在导致Ir_(25)Mn_(75)产生更大的逆自旋霍尔电压。通过磁性表征发现,直接生长在YIG上Ir_(25)Mn_(75)结晶性较差,室温下反铁磁性减弱;而YIG/Cu/Ir_(25)Mn_(75)中的Ir_(25)Mn_(75)则具有较好的结晶性和反铁磁性。利用角分辨X射线光电子能谱技术分析了YIG/Ir_(25)Mn_(75)中Mn的氧化情况,发现Mn以金属相存在,氧化情况不明显。通过铁磁共振测量发现YIG/Cu/Ir_(25)Mn_(75)的界面自旋混合电导略大于YIG/Ir_(25)Mn_(75)。因而Ir_(25)Mn_(75)在YIG/Cu/Ir_(25)Mn_(75)中逆自旋霍尔电压的增大主要来自于缓冲层Cu对Ir_(25)Mn_(75)微结构和相应反铁磁性的影响。(本文来源于《中国科学院大学(中国科学院物理研究所)》期刊2019-06-01）
谢宏康[3]（2019）在《界面效应对Fe基软磁薄膜高频性能及垂直各向异性的调控》一文中研究指出伴随着信息产业的高速发展,不仅要求应用于其中的电磁器件微型化、薄膜化,而且还要求其在高频段有良好响应。Fe基软磁材料由于拥有低矫顽力、高磁导率以及较低的损耗功率,易于磁化和退磁等性能广泛应用到传感器、转换器、存储器等设备中,对于Fe基软磁薄膜及超薄膜的研究也因此引起了人们的广泛关注。本文研究了Si衬底的粗糙度及缓冲层Al的粗糙度对CoFeB及FeNi铁磁薄膜的静态与动态磁性能的影响,通过振动样品磁强计(VSM)与铁磁共振(FMR)的测试来表征CoFeB及FeNi软磁薄膜的矫顽力、共振频率与阻尼等磁性能与粗糙度的变化关系。同时,在FeCo/Pt多周期薄膜体系中改变多层膜样品中铁磁层厚度及样品周期数,并采用退火热处理、变种子层等方式调控FeCo/Pt间的由于界面效应而产生的垂直各向异性,并通过磁光克尔显微镜来表征样品中畴壁的翻转与运动。样品体系可以作为磁性隧道结(MTJs)结构中的自由层,使其在磁随机存储器(MRAM)中具有更高效的信息存储能力。主要研究结果如下:(1)在CoFeB薄膜体系中,通过采用不同浓度的NaOH溶液腐蚀Si衬底表面而改变其粗糙度,通过VSM和FMR测试来表征样品的静态和动态磁性能。实验结果如下:随着NaOH浓度的逐渐增大,Si衬底表面粗糙度会呈现出先上升后下降的趋势,矫顽力H_c与有效阻尼α的变化规律均与衬底粗糙度变化呈单调关系。同样地,在FeNi体系中,通过溅射不同厚度的Al作为FeNi软磁薄膜的缓冲层,其粗糙度随厚度的变化而变化,随着中间层Al厚度的增加,其粗糙度呈现出先增大后趋于稳定的规律,H_c与α的变化规律均与衬底粗糙度变化同样呈现单调关系。结果证明了粗糙度的变化能够有效的调控薄膜的矫顽力及有效阻尼。(2)首先,在FeCo/Pt多周期超薄膜体系中,改变铁磁层厚度及样品周期数发现:当铁磁层FeCo太薄或太厚时,样品均呈现出面内各向异性;当FeCo层厚度为0.4-0.8 nm之间时才能表现出良好的垂直各向异性,并通过磁光克尔显微镜研究了其磁畴的成核、长大、扩张、翻转过程及畴壁的运动过程。其次,通过改变体系中的种子层类型与厚度发现:Au与Pt种子层(111)织构的引入有助于垂直各向异性的产生。最后通过真空磁场热处理的方式对样品进行了不同温度下的退火热处理后发现:经过适当温度的退火热处理后,其垂直各向异性增强,而退火温度达到400°C则会减弱样品垂直各向异性。(本文来源于《兰州大学》期刊2019-06-01）
张安家,王赟,孙鹏远,李添才[4]（2019）在《多组垂直裂缝诱导各向异性的HTI近似及其特征分析》一文中研究指出在裂缝诱导各向异性理论研究中通常使用等效HTI介质来近似多组裂缝所引起的综合效应.由于构造运动的复杂性,多组裂缝普遍存在于地壳与油气储层中.为了研究多组裂缝的地震属性特征,分析常用的等效HTI模型对于多组裂缝近似精度及附加裂缝对介质属性特征的影响,本文利用线性滑移模型进行了多组垂直裂缝的单斜各向异性等效介质理论计算,并利用空间搜索方法求取与其最为接近的HTI介质各向异性弹性参数.重点研究了在两种各向异性介质中纵波速度、快慢横波速度和极化特征及其差异,量化分析附加裂缝对于地震属性如速度、极化方向和走时等的影响,研究对附加裂缝敏感的地震属性.此研究结果和方法为进一步研究多组裂缝的反演及识别方法提供基础,同时对于将高阶对称性各向异性介质中已存在的计算方法应用于低阶对称性时的适用程度、精度分析及相关方法研究具有重要作用.(本文来源于《地球物理学报》期刊2019年05期）
张庆阳[5]（2019）在《Mn_xGa|Co_2FeAl超晶格磁性及垂直磁各向异性能的第一性原理研究》一文中研究指出随着时代的发展,人们对信息存储的要求越来越高,比如在希望储存容量增大的同时又要便于携带。目前,磁随机存储器(MRAM)因其优良的性能,如非易失性、高速度、高密度、低能耗等,被广泛的应用在存储领域。为了进一步提高磁随机存储器的存储密度,磁随机存储器的磁性层要求满足以下四个条件:1、大的垂直磁各向异性常数()。2、低的磁阻尼常数。3、小的磁矩。4、大的隧道磁电阻率(TMR)。其中,大的垂直磁各向异性在克服热扰动以及增强磁记录稳定性方面起着非常重要的作用;低的磁阻尼常数能减小磁矩翻转电流,从而减小能耗;小的总磁矩,可以有效的降低退磁场,并且能减小相邻存储单元的耦合作用,从而增加记录信息的稳定性,提高信噪比;大的TMR与自旋极化有关,可以进一步提高MRAM的存储密度和存取的速度。因此寻找同时具有大的垂直磁各向异性能与低的、的半金属材料成为问题的关键。我们利用第一性原理,通过控制界面、改变Mn_xGa硬磁层和Co_2FeAl软磁层的厚度与界面交换耦合,对Mn_xGa|Co_2FeAl(x=1,1.66,3)超晶格进行了一系列的研究。结果表明,当反铁磁耦合的Mn_xGa层和Co_2FeAl层具有适合的厚度与界面时,超晶格的总磁矩可以很好地平衡到零附近。在超晶格中,Mn_xGa层可以保留其块体的强垂直磁各向异性(PMA),对于x=1,1.66,3时,块体值分别可到达0.38,0.37,0.22 meV/Mn。超晶格中PMA很少依赖于厚度,但是与Mn_xGa和Co_2FeAl层之间的耦合密切相关。我们发现,Mn-Co界面处的铁磁/反铁磁耦合会产生小/大的界面负PMA,因此会减小超晶格的PMA;然而,对于Ga-Co界面,铁磁/反铁磁耦合对超晶格的PMA产生大/小的正贡献。此外,Ga-Co(MnGa-Co)界面是实验上外延生长Mn_xGa|Co_2FeAl超晶格的最好的界面,因为它可以保证超晶格呈现高稳定性、大PMA和可调磁矩。总之,我们用第一性原理计算研究了Mn_xGa|CFA超晶格(x=1,1.66,3)的几何结构、电子结构和磁性。全面地研究了磁性和垂直次各向异性能对化学组分,界面和厚度的依赖关系,分析了界面交换耦合,并提供了物理机制。此外,我们画出了磁性原子的PDOS图,用二阶微扰公式分析了磁各向异性能的起源,并发现电子在8)=±2之间的跃迁是造成超晶格大的PMA的主要原因。本文对Mn_xGa|Co_2FeAl超晶格的探究不仅对科学研究,而且对磁隧道结的应用有着指导作用,为下一代数据存储设备和自旋电子学存储应用提供新的选择和可行方案。(本文来源于《西南大学》期刊2019-04-01）
施辉,李明华,方帅,王莎莎,王双海[6]（2018）在《CoFeB/MgO界面垂直磁各向异性的影响因素研究》一文中研究指出回顾了近年来国际上关于提高CoFeB/MgO界面垂直磁各向异性的研究,从非磁/CoFeB/MgO多层膜结构(各层膜的厚度、堆积次序、周期数、铁磁/氧化物界面粗糙度和铁磁层,氧化物层及缓冲层的结晶状态)、成分(铁磁层的成分、缓冲层的材料、保护层的材料)及材料工艺(热处理温度、外加电场和外加应力)等方面考察了CoFeB/MgO异质结中界面垂直磁各向异性的影响因素。理解CoFeB/MgO界面垂直磁各向异性的影响因素有助于更好地理解非磁/CoFeB/MgO磁性多层膜中垂直磁各向异性来源的深层物理机制以及通过优化材料结构和工艺进而优化非磁/CoFeB/MgO磁性多层膜的垂直磁各向异性。(本文来源于《功能材料》期刊2018年07期）
俱海浪[7]（2018）在《Co基磁性多层膜垂直磁各向异性研究》一文中研究指出研究了Co/Pt、Co/Ni及CoFeB/Ni等垂直磁各向异性磁性多层膜中的成分、结构及制备工艺等因素对其磁性能及自旋相关输运的影响,其中CoFeB/Ni磁性多层膜结构是首次在实验上进行制备研究的;通过对多层膜加入MgO底层及退火处理,均大幅度的提高了其垂直磁各向异性;通过材料的性能测试及结构表征构建材料性能与结构之间的关系。本论文的主要研究内容如下:制备了以Pt及MgO/Pt为底层的Co/Pt多层膜样品,通过测试其反常霍尔效应回线、磁滞回线等方法研究了其垂直磁各向异性,发现在Co/Pt多层膜中加入MgO底层后样品的矫顽力和霍尔电阻分别较单纯Pt底层样品提高了 324%和17%;加入MgO底层经退火后Co/Pt多层膜的有效磁各向异性常数Keff增加到原始Co/Pt多层膜的356%。Pt底层和MgO/Pt底层样品的X射线衍射与截面样品的透射电镜测试结果表明,加入MgO后促使Co/Pt多层膜的(111)织构增强,从而提高了样品的垂直磁各向异性。制备了以Pt及MgO/Pt为底层的Co/Ni多层膜样品,将Co/Pt多层膜的高垂直磁各向异性与Co/Ni多层膜的低阻尼系数相结合,系统研究了各参数如周期层中Co、Ni厚度、底层Pt厚度、Co/Ni周期数以及不同MgO厚度等对样品性能的影响,发现在底层中加入MgO及进行合适温度的退火,可以进一步的优化多层膜的垂直磁各向异性。加入MgO底层及进行退火处理,样品的Keff分别增加了 185%和215%;通过对样品结构的X射线衍射测试分析,发现加入MgO后样品的(111)织构明显增强;通过对截面样品的透射电镜测试发现其晶格条纹在加入MgO后变得清晰有序,取向趋于一致,这说明样品垂直磁各向异性的提高与MgO底层加入后增强了(111)方向的织构有关。研究了复合靶材CoFeB与Ni构成周期层的多层膜性能。在对Pt底层CoFeB/Ni多层膜的研究中,通过加入MgO底层及退火处理,样品的Keff分别增加了176%和212%。对样品的X射线衍射测试发现,MgO底层加入后,样品的(111)织构显着的增强,同时样品出现了对应的CoFeB/Ni周期层(111)衍射峰。通过对截面样品的透射电镜测试发现样品的晶格取向基本一致。通过引入矫顽力不同的Co/Pt及Co/Ni两个铁磁层,制备出了以Au为隔离层的赝自旋阀结构样品,当固定隔离层Au的厚度,Co/Pt多层膜周期数n大于3时两个铁磁层的磁矩翻转在磁场的作用下是先后进行的,样品具备了明显的磁电阻效应;通过测试磁滞小回线发现n等于4时,两个铁磁层之间是反铁磁耦合,当n分别等于2、5、6时,两个铁磁层之间是铁磁耦合;改变隔离层Au的厚度时,两个铁磁层的耦合在铁磁与反铁磁之间转换,样品的磁电阻效应随着Au厚度的逐渐增加出现振荡减小的趋势。(本文来源于《北京科技大学》期刊2018-06-01）
徐展[8]（2018）在《CoFe基垂直磁各向异性合金薄膜的制备及特性研究》一文中研究指出随着信息技术的发展,对存储技术的要求越来越高,提高记录密度和读写速度,降低功耗已经成为信息技术中研究最为活跃的领域之一。基于垂直磁隧道结(Magnetic Tunnelling Junction,MTJ)的磁性随机存储器(Magnetic Random Access Memory,MRAM)具有存储密度大、读写速度快和功耗低等优点而有望成为新一代通用存储器。Co_2FeAl(CFA)和GdFeCo两种软磁薄膜具有大的垂直磁各向异性。另外,CFA合金薄膜有着高的自旋极化率和低的阻尼因子,GdFeCo薄膜可实现在皮秒到飞秒级别的超快磁化翻转,因此它们被广泛应用于MRAM中。CFA和GdFeCo是制备垂直磁隧道结的热门材料,因此研究它们的垂直磁各向异性具有重要的意义。本论文就CFA和GdFeCo两种垂直磁各向异性合金薄膜的制备及磁、光、电与结构特性进行了系统的研究,主要内容如下:首先,用直流磁控溅射法分别在32 W和13 W功率下制备了25 nm厚的CFA合金薄膜,并进行了退火处理。研究了溅射功率和退火温度对CFA薄膜磁与结构特性的影响。高功率下制备的沉积态薄膜就具有强磁性,同时也具有单轴磁各向异性;而对应的低功率下制备的沉积态薄膜则呈现出弱磁性。300℃退火后出现单轴磁各向异性;700℃退火后,所有的薄膜均表现为磁各向同性。随着退火温度的升高,薄膜的矫顽力变大。X射线衍射分析表明的随着热处理温度升高,薄膜的晶粒尺寸增大,从而导致晶粒间磁耦合作用增强,这与薄膜的磁特性结果相一致。其次,在Pd/CFA/MgO结构中实现了易轴垂直于膜面。制备了一系列Pd/CFA/MgO结构薄膜,并在200-450℃进行真空退火。系统地研究了退火温度、磁性层厚度、Pd/CFA和CFA/MgO界面对薄膜垂直磁各向异性的影响。结果表明,Pd/CFA/MgO结构薄膜经250-400℃退火后具有垂直磁各向异性。在300-350℃退火下薄膜的垂直磁各向异性最佳,并且观察到垂直CFA厚度范围为3-5 nm,有效磁各向异性常数可达到2×10~6 erg/cm~3。另外研究发现Pd/CFA和CFA/MgO界面都对薄膜的垂直磁各向异性具有正贡献。最后,采用镶嵌靶技术,在不同直流溅射功率下制备了一系列厚度为100 nm的GdFeCo薄膜。随着溅射功率的增大,GdFeCo薄膜的易轴从水平方向变成垂直方向,然后再变成水平方向。这是由于随着溅射功率的增加,Gd的含量增加所导致的。为了研究薄膜的热稳定性,在不同温度下对富Gd的GdFeCo薄膜进行真空热处理,测量了薄膜的磁电和磁光特性,200℃下退火的薄膜还保持着富Gd的垂直,表明制备的薄膜有好的热稳定性。另外,我们采用射频磁控溅射法制备了一系列厚度更薄的GdFeCo薄膜,同样实现了GdFeCo薄膜磁特性的可调。(本文来源于《华侨大学》期刊2018-05-31）
李玮[9]（2018）在《垂直磁各向异性FePt薄膜的微观结构与织构研究》一文中研究指出L10-FePt薄膜由于具有极高的单轴磁晶各向异性、高的饱和磁化强度以及良好的耐腐蚀性能,是目前热辅助垂直磁记录技术的首选材料。在制备L10-FePt薄膜的过程中,必须对沉积态FePt薄膜进行退火处理或者高温沉积来完成有序化转变,以获得L10有序相;同时,必须使易磁化轴[001]轴垂直于薄膜表面,形成(001)纤维织构,才能实现L10-FePt薄膜的垂直磁各向异性,从而满足垂直磁记录技术的实际应用需求。因此,为了提高L10-FePt薄膜的(001)纤维织构,本文从FePt薄膜在有序化转变过程中微观结构的变化以及纤维织构的演化规律方面进行了研究,主要工作包括以下几个方面:首先,研究了在磁控溅射制备FePt薄膜过程中,溅射气压对FePt薄膜有序化转变的影响。在沉积态时,随着溅射气压的增加,薄膜内岛的尺寸逐渐增大,团簇的程度越来越严重,使得表面粗糙度增大,同时结晶性越来越差,薄膜内部的缺陷越来越多。这种微观结构的变化使薄膜的有序化过程与晶粒长大过程均受到了阻碍,因此需要更高的退火温度才能发生有序化转变。所以为了降低FePt薄膜的有序化转变温度,用尽可能低的溅射气压来制备内部缺陷少,结晶性良好的沉积态薄膜,以此来促进有序化转变的进行。此外,分别对FePt薄膜在退火过程中的晶粒长大动力学和有序化转变动力学进行了研究。根据实验结果计算得到FePt薄膜的晶粒长大激活能Q为78kJ/mol,有序化转变激活能E为169 kJ/mol。由此可见,晶粒长大激活能小于有序化转变激活能,因此在退火的过程中,FePt薄膜内会优先发生晶粒长大,随后才会进行有序化转变。其次,研究了 L10-FePt薄膜在有序化转变过程中纤维织构的形成机制。利用Voigt、Reuss和Hill模型计算了四方结构的L10-FePt薄膜在具有理想纤维织构时的各向异性弹性常数,并根据该弹性常数得到了 L10-FePt薄膜的各向异性双轴弹性模量。在此基础上,计算了有序化转变后的L10-FePt薄膜各向异性弹性应变能;并讨论了有序化转变前薄膜的面内应变状态对L10-FePt薄膜各向异性弹性应变能的影响。结果表明,在FePt薄膜处于无面内应变或面内拉伸应变的状态下发生有序化转变时,L10-FePt薄膜的(001)面具有最小的弹性应变能,因此,更容易形成(001)纤维织构。与此同时,深入分析了 100 nm FePt薄膜在随炉升温退火过程中的微观结构特征和纤维织构演化规律。研究表明,有序化转变前沉积态FePt薄膜和400℃退火态FePt薄膜均具有较弱的{111}纤维织构。而在550℃发生有序化转变后,薄膜内的{111}纤维织构减弱,并且开始有(001)纤维织构出现。当退火温度升高到600℃时,薄膜内的(001)纤维织构有一定幅度的增强,但始终没有出现强的(001)纤维织构。这是因为在随炉升温退火过程中,FePt薄膜需要经过一段时间的晶粒长大后,才会发生有序化转变,但此时薄膜内的面内拉伸应变会随着晶粒长大而减小,导致形成(001)纤维织构的驱动力不足,因此,无法得到具有强(001)纤维织构的L10-FePt薄膜。随着退火温度的进一步升高,700℃退火态L10-FePt薄膜内(001)纤维织构的强度严重下降,这是因为在其沉积态薄膜内存在生长孪晶,而经过700℃退火后形成了大量的多重孪晶,这种多重孪晶的出现是(001)纤维织构弱化的重要原因。最后,为了避免导致(001)纤维织构弱化的因素出现,对L10-FePt薄膜的制备工艺进行了优化。通过将退火方式改变为到温入炉以加快升温速率,并且调整FePt薄膜的厚度来降低孪晶出现频率,成功地在非晶态SiO2基底上制备出了具有强(001)纤维织构的L10-FePt薄膜,并实现了垂直磁各向异性。研究表明,当薄膜厚度为5nm时,L10-FePt薄膜具有最强的(001)纤维织构,并保持着良好的层间结构,但当薄膜厚度增加至15 nm以上时,在薄膜生长方向出现了孪晶,同时(001)纤维织构的强度也开始下降。另外,采用到温入炉的方式进行有序化退火,在提高升温速率的情况下,可以大幅地减少晶粒长大的时间,使薄膜在保持着较大的面内拉伸应变的状态下进行有序化转变,从而促进了(001)纤维织构的形成。由此可见,提高升温速率和控制薄膜厚度是在非晶态基底上制备强(001)纤维织构L10-FePt薄膜最为关键的两个因素。通过以上对FePt薄膜在有序化转变过程中微观结构的变化以及(001)纤维织构的形成机制的系统研究,提出了在非晶态SiO2基底上制备强(001)纤维织构L10-FePt薄膜的方法,从而对提高L10-FePt薄膜的磁性能提供有价值的参考依据。(本文来源于《北京科技大学》期刊2018-05-30）
盛宇,张楠,王开友,马星桥[10]（2018）在《自旋轨道矩调控的垂直磁各向异性四态存储器结构》一文中研究指出利用氧化钽缓冲层对垂直各向异性钴铂多层膜磁性的影响,构想并验证了一种四态存储器单元.存储器器件包含两个区域,其中一区域的钴铂多层膜[Pt(3 nm)/Co(0.47 nm)/Pt(1.5 nm)]直接生长在热氧化硅衬底上,另一个区域在磁性膜和衬底之间沉积了一层氧化钽作为缓冲层[TaO x(0.3 nm)/Pt(3 nm)/Co(0.47 nm)/Pt(1.5 nm)],缓冲层导致两个区域的垂直磁各向异性不同.在固定的水平磁场下对器件施加与磁场同向的电流,由于电流引起的自旋轨道耦合力矩,两个区域的磁化取向均会发生翻转,且拥有不同的临界翻转电流.改变通过器件导电通道的电流脉冲形式,器件的磁化状态可以在4个态之间切换.本文器件的结构为设计自旋轨道矩存储器件提供了新的思路.(本文来源于《物理学报》期刊2018年11期）
垂直各向异性论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
由于钇铁石榴石(Y_3Fe_5O_(12),YIG)具有高绝缘性、极低的阻尼因子和长的磁振子衰减长度,近年来在自旋电子学中吸引了人们的极大兴趣,并且大大促进了自旋泵浦、自旋热电子学、自旋波电子学甚至拓扑自旋电子学的研究。钇铁石榴石薄膜和其他稀土铁石榴石薄膜一样,形状各向异性占主导地位,所以通常具有面内易磁化。随着自旋电子学的迅速发展,具有垂直磁各向异性的磁性绝缘体纳米薄膜变得越来越有吸引力。例如,在自旋波电子学中,自旋波传输的构型需要满足磁化方向与传输方向相垂直;利用自旋-轨道力矩可以实现绝缘垂直磁性薄膜磁化方向的翻转,基于这一原理的非易失性磁存储器和逻辑器件,与相应的全金属器件相比,焦耳热将显着减少;由拓扑绝缘体和垂直磁化的绝缘磁性层所构成的异质结构被认为是实现量子反常霍尔效应和其他拓扑磁电效应的有效方法之一。因此,绝缘垂直磁性薄膜及其异质结构成为人们越来越关注的主题。具有垂直磁各向异性YIG薄膜的制备具有挑战性。文献报道,利用脉冲激光方法在晶格参数大于YIG晶格约1.41%的单晶石榴石衬底上通过特定缓冲层适当减小外延张应力,实现了具有一定垂直磁各向异性的YIG薄膜,复杂的制备过程且较小的垂直磁各向异性都不利于其今后的进一步发展。本论文中,我们选取了叁种单晶石榴石衬底,晶格参数均大于YIG的晶格参数,失配度在0.76%到1.58%范围,利用磁控溅射在叁种衬底上直接沉积了YIG薄膜,通过后退火处理使制备态的非晶YIG薄膜结晶,获得了垂直磁各向异性可调的高质量(111)YIG外延薄膜。在晶格失配度为1.08%和1.58%的衬底上,由于大应变所导致的磁弹各向异性的绝对优势,薄的YIG薄膜显示出了大的垂直磁各向异性;而应变较小的YIG薄膜,包括应变部分弛豫的较厚YIG薄膜和晶格失配度只有0.76%的YIG薄膜,观察到了明显的磁弹各向异性,但不足以克服形状各向异性因而表现为面内易磁化。进一步,YIG/Pt异质结构的磁输运特性表明,我们制备的垂直磁化和面内磁化YIG外延薄膜均具有高质量的磁表面,可以使自旋流在YIG和Pt的界面进行有效的穿透。上述方法同样适用于其他稀土石榴石磁性薄膜,获得可控的垂直磁各向异性。在自旋电子学中,纯自旋流的产生和探测一直是人们关注的焦点,非磁金属的自旋霍尔效应及其逆效应被认为是产生和检测纯自旋流的最有效方法之一,而自旋霍尔角则是对材料的电荷流和自旋流相互转换效率的表征。在“铁磁/非磁金属”异质结构中,由于自旋-轨道耦合相关的自旋霍尔效应,通过非磁金属的电流产生自旋流,被铁磁层吸收,对铁磁层磁矩产生力矩作用,是自旋-轨道力矩的最重要来源之一。自旋-轨道力矩可使铁磁层磁矩翻转,相应的临界电流密度与非磁金属的自旋霍尔角紧密相关。寻找大自旋霍尔角材料具有重要意义。β-W是公认的具有大自旋霍尔角的材料,但是β-W不稳定,经高温退火极易发生相变,转化为稳定的α相,自旋霍尔角大幅减小,因而文献报道的具有垂直磁各向异性、且表现显着自旋-轨道力矩的W/CoFeB/MgO异质结构,其退火温度不能高于300°C,远低于半导体CMOS集成要求的350-400°C。我们发现了一种具有大自旋霍尔角且温度稳定性优于350°C的W-B合金,获得了兼具垂直磁各向异性的W-B/CoFeB/MgO体系;利用直流和脉冲电流诱导的自旋-轨道力矩实现了CoFeB磁化翻转;当外加面内辅助场为130 Oe时,临界翻转电流密度为2×10~7 A/cm~2。我们进一步发现W-B/CoFeB/MgO体系的自旋-轨道力矩由类阻尼有效场主导,W-B的自旋霍尔角为-0.23,与相同厚度的β-W可相比拟。我们研究了Cu缓冲层对Ir_(25)Mn_(75)自旋霍尔效应的影响。利用自旋塞贝克效应和自旋泵浦对YIG/Ir_(25)Mn_(75)和YIG/Cu/Ir_(25)Mn_(75)异质结构薄膜进行测量,发现Cu层的存在导致Ir_(25)Mn_(75)产生更大的逆自旋霍尔电压。通过磁性表征发现,直接生长在YIG上Ir_(25)Mn_(75)结晶性较差,室温下反铁磁性减弱;而YIG/Cu/Ir_(25)Mn_(75)中的Ir_(25)Mn_(75)则具有较好的结晶性和反铁磁性。利用角分辨X射线光电子能谱技术分析了YIG/Ir_(25)Mn_(75)中Mn的氧化情况,发现Mn以金属相存在,氧化情况不明显。通过铁磁共振测量发现YIG/Cu/Ir_(25)Mn_(75)的界面自旋混合电导略大于YIG/Ir_(25)Mn_(75)。因而Ir_(25)Mn_(75)在YIG/Cu/Ir_(25)Mn_(75)中逆自旋霍尔电压的增大主要来自于缓冲层Cu对Ir_(25)Mn_(75)微结构和相应反铁磁性的影响。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
垂直各向异性论文参考文献
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