IrMn/(Fe, Co, CoFe) 交换偏置体系退火的深度分辨研究
材料科学
2024-06-17 v2 介观与纳米尺度物理
强关联电子
摘要
本工作对反铁磁/铁磁（AFM/FM）体系在退火过程中的结构与磁性剖面进行了深度分辨研究。我们利用极化中子与软 X 射线散射、二次中性粒子质谱以及磁强计，研究了由 AFM IrMn 和 FM（Co、Fe、CoFe）结构组成的体系。由中子反射术获得的结构深度剖面表明，即便在退火前 AFM 层即存在非均匀性，这与锰向样品表面的迁移有关。对具有 CoFe 和 Co 层的样品进行退火导致锰迁移轻微增加（ 5%），然而这并未造成 AFM/FM 界面交换耦合的显著退化。在 Fe/IrMn 体系中观察到显著不同的图景：样品退火时观察到铁向 AFM 层的强烈迁移，导致磁剖面侵蚀、非磁性合金形成以及钉扎强度退化。该研究可用于不同自旋电子器件中 AF/FM 体系的设计，包括 HDD 读取头，其在器件制造过程的不同阶段会进行热退火。
引用
@article{arxiv.2311.04992,
title = {Depth resolved study of annealing in IrMn/(Fe, Co, CoFe) exchange bias systems},
author = {Yu. Khaydukov and A. Dobrynin and S. Hassan and M. Ormston and K. Nikolaev and P. Bencok and R. Fan and P. Steadman and A. Csik and A. Vorobiev},
journal= {arXiv preprint arXiv:2311.04992},
year = {2024}
}