室温下多晶 MnN/CoFe 双层膜中的大交换偏置

我们报道了一种新型多晶交换偏置系统 MnN/CoFe，其在室温下表现出高达 1800 Oe 的交换偏置，矫顽场约为 600 Oe。估算得到室温下的界面交换能和有效单轴各向异性分别为 $J_\mathrm{eff} = 0.41\,\mathrm{mJ}/\mathrm{m}^2$ 和 $K_\mathrm{eff} = 37\,\mathrm{kJ}\,/\,\mathrm{m}^3$。研究发现，通过控制 MnN 中的氮含量可调节其热稳定性。最大阻塞温度超过 $325^\circ$C，然而在厚 MnN 极限下的中值阻塞温度为 $160^\circ$C。观察到良好的自钝化抗氧化稳定性，使得 MnN 可用于光刻定义的微结构。作为原理验证，我们展示了一个由 MnN 交换偏置的简单 GMR 堆栈，其显示出平行和反平行磁态之间的清晰分离。这些特性伴随着令人惊讶的简单 MnN 薄膜制造工艺。