通过钨缓冲和封装层调控 CoFeB 薄膜的磁性质
材料科学
2025-01-28 v1
摘要
控制 W 与 CoFeB 基底或封装层之间的界面在合适的温度下对于修改磁各向异性强度至关重要。本文中，我们系统地探讨了 W 缓冲层和封装层对室温下 (RT) 喷涂并在最佳烘结温度 (TA) 为 400℃ 时烘结的 W (5 nm)/CoFeB(10 nm) 和 CoFeB(10 nm)/W(3 nm) 双层薄膜结构的结构、拓扑和磁各向异性性质的影响。我们的发现表明，这些双层薄膜的单向磁各向异性(UMA)具有的面外 coercivity (Hcp) 高度受到 W 缓冲层、封装层以及 TA 的影响。具体而言，400℃烘结后，与未烘结样品相比，Hcp 高出数倍。与仅有 CoFeB/W 双层薄膜相比，经 W 缓冲层包覆并在 400℃烘结的 CoFeB 薄膜表现出更大的 Hcp、双向 UMA 以及更高的平面 UMA 能量密度 (Keff)，这可归因于 W 缓冲层在烘结过程中诱导 CoFeB 的晶体化。W 缓冲层、封装层以及 TA 对 W 和 CoFeB 基双层样品的表面形貌、晶粒尺寸和表面粗糙度具有显著影响。XRD 分析揭示了 400℃烘结样品中嵌入较大晶粒中的纳米晶体。因此，本工作为实现 W 和 CoFeB 基自旋器件中的高热稳定性 UMA 提供了可行的方案。
引用
@article{arxiv.2501.15215,
title = {Tailoring magnetic properties of CoFeB films via tungsten buffer and capping layers},
author = {L. Saravanan and Nanhe Kumar Gupta and Carlos Garcia and Sujeet Chaudhary},
journal= {arXiv preprint arXiv:2501.15215},
year = {2025}
}