沉积态CoFeB/MgO薄膜中的垂直磁各向异性
介观与纳米尺度物理
2022-10-05 v1 应用物理
摘要
在各种缓冲层上制备垂直磁化铁磁薄膜，尤其是基于众多新发现的自旋轨道转矩（SOT）材料构建高能效自旋轨道电子器件，是一项长期挑战。即便对于广泛使用的CoFeB/MgO结构，垂直磁各向异性（PMA）也仅能通过300{\deg}C以上后退火在有限缓冲层上建立。此处我们报道，CoFeB/MgO薄膜的PMA可在无后退火条件下可靠地建立于多种缓冲层上。进一步结果表明，精确控制MgO厚度（其决定下方CoFeB层中的氧扩散）是获得沉积态PMA的关键。有趣的是，与先前理解相反，后退火对业已建立的沉积态PMA无显著影响，但确实通过调控氧分布（而非结晶度或Co、Fe-O键合）增强了具有厚MgO层的不饱和PMA。此外，我们的结果表明氧扩散在高温下PMA退化中也起关键作用。这些结果为基于多种高效SOT材料构建自旋轨道电子器件提供了实用途径。
引用
@article{arxiv.2208.14913,
title = {Perpendicular magnetic anisotropy in as-deposited CoFeB/MgO thin films},
author = {Kaihua Lou and Tunan Xie and Qianwen Zhao and Baiqing Jiang and ChaoChao Xia and Hanying Zhang and Zhihong Yao and Chong Bi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2208.14913},
year = {2022}
}
备注
15 pages, 4 figures