通过氮辅助沉积提升反铁磁/铁磁堆叠的多晶性能

Y. Khaydukov; G. McCafferty; A. Dobrynin; A. Devishvili; A. Vorobiev; P. Bencok; R. Fan; P. Steadman; K. McNeill; M. Ormston

通过氮辅助沉积提升反铁磁/铁磁堆叠的多晶性能

材料科学 2024-10-28 v1 强关联电子

作者: Y. Khaydukov , G. McCafferty , A. Dobrynin , A. Devishvili , A. Vorobiev , P. Bencok , R. Fan , P. Steadman , K. McNeill , M. Ormston

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摘要

在磁控溅射 Co $_{70}$ Fe $_{30}$ 层期间，通过在氩等离子体中引入氮添加剂，改进了反铁磁/铁磁（AF/FM）型 IrMn $_3$ /Co $_{70}$ Fe $_{30}$ 双层的沉积工艺。这一微小改动显著增强了 IrMn 层厚度在 20{\AA} 至 50{\AA} 范围内 AF/FM 双层的交换偏置能，并降低了 FM 层的矫顽力。计算表明，交换偏置能的提升和矫顽力的降低可归因于反铁磁体各向异性能的增加，这使得反铁磁晶粒对铁磁体的钉扎更加有效。X 射线衍射、中子反射法和 X 射线磁圆二色性证实，各向异性的增加是由氮从 FM 层扩散到 AF 层引起的。我们的研究允许通过对溅射工艺的微小修改来改善交换耦合 FM/AF 结构的磁特性，和/或通过减小 AF 层厚度来节省高达 20% 的昂贵 IrMn $_3$ 靶材。

关键词

交换偏置反铁磁/铁磁堆叠磁控溅射氮扩散矫顽力磁各向异性

引用

@article{arxiv.2410.19620,
  title  = {Improved performance of polycrystalline antiferromagnet/ferromagnet stack by nitrogen assisted deposition},
  author = {Y. Khaydukov and G. McCafferty and A. Dobrynin and A. Devishvili and A. Vorobiev and P. Bencok and R. Fan and P. Steadman and K. McNeill and M. Ormston},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2410.19620},
  year   = {2024}
}

通过氮辅助沉积提升反铁磁/铁磁堆叠的多晶性能

摘要

关键词

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