一、顶钉扎自旋阀中Ta缓冲层的优化研究（论文文献综述）
李光耀[1]（2021）在《基于巨磁阻效应的磁单极开关传感器研究》文中研究说明基于物联网技术发展的需求,磁传感器作为一种非接触式感知元器件,已日益不可或缺。其中,基于巨磁阻效应（Giant Magnetic Resistance,简称GMR）的GMR传感器因其尺寸小、功耗低、性能稳定、易于集成等优势,吸引着各国科研人员的广泛关注与研究。本研究针对目前巨磁阻单极开关开关场可调节范围小的问题,提出了双钉扎自旋阀结构,利用交换偏置场易于调整,以可调交换偏置场替代只能在较小范围内改变的耦合场,达到满足更大开关场应用需求的目的。具体开展的研究工作如下:首先为实现磁性单极开关开关场可较大范围调整的目的,研究中提出了一种双钉扎自旋阀结构,通过FM/AFM的交换偏置场调制来实现较大开关场范围的可调。研究中采用了Ta/Ni Fe/Ir Mn/Co Fe/Cu/Co Fe/Ir Mn/Ta、Ta/Ni Fe/Ir Mn/Co Fe/Ru/Co Fe/Cu/Co Fe/Ir Mn/Ta两种结构。通过制备测试研究发现前一种结构由于底部的Ir M n/Co Fe双层膜与顶部的Co Fe/Ir Mn双层膜两个交换偏置场相近,造成底钉扎与顶钉扎翻转场重叠的现象,不易实现开关场的有效调制;而后一种结构通过将一组常规钉扎结构由具有更大交换偏置场的人工反铁磁（SAF）结构替代,并且通过对比SAF在结构顶层与在结构底层对双钉扎自旋阀薄膜性能的影响,确定了SAF位于底层、常规钉扎结构位于顶层的双钉扎自旋阀结构,可以解决前一种结构的问题。最终通过在8-16 nm范围内改变双钉扎自旋阀中常规被钉扎层的厚度,可以实现双钉扎磁阻薄膜中关断磁场Brp在70-164 Oe和开启磁场Bop在148-242 Oe范围内的调制。而后,基于我们研制的Ta/Ni Fe/Ir Mn/Co Fe/Ru/Co Fe/Cu/Co Fe/Ir Mn/Ta薄膜,开展了单桥磁性单极开关的制备和测试研究工作,利用微细加工技术,制备的磁阻条尺寸为20μm×200μm,实现了开启场Bop为20 Oe,关断场Brp为192 Oe的磁性单极开关,满足磁性单极开关的应用要求。进一步,通过在6-10 nm范围内改变常规被钉扎层中Co Fe厚度能有效地实现磁性单极开关的开关场大小的调整。对比于目前商业化应用的巨磁电阻磁性单极开关最大工作场80 Oe,双钉扎自旋阀磁性单极开关传感器能在更大的磁场应用范围得到应用。
付思炜[2]（2021）在《基于正负巨磁阻效应的自旋阀材料优化及传感器应用》文中研究指明1988年巨磁阻效应的发现,促进了磁电子学的发展,并开启了基于巨磁阻效应的材料和器件的研究热潮。巨磁电阻（GMR）材料在存储、汽车、航天与工业等领域中迅速得到了商业化应用,并因而受到了国内外学术界和产业界的广泛关注。随后于1991年发现的自旋阀材料与GMR多层膜材料相比,具有饱和场低、矫顽力小、线性度好等优势,在电流检测、姿态导航、位置检测等传感器系统中获得了广泛应用。为了获取高性能的自旋阀薄膜以制备高性能传感器,本文针对自旋阀材料结构设计与性能优化的影响因素,以及基于自旋阀材料的传感器的设计和应用系统,开展了一系列相关研究工作。本文首先介绍了巨磁电阻材料的研究进展以及相关传感器应用领域的研究背景,提出了本论文相关工作的研究内容和研究意义。分析了巨磁阻效应的物理机制、自旋阀材料的典型结构与工作原理,以及自旋阀材料的几种制备技术。通过磁控溅射技术,制备了结构为Ta-Ni Fe-Co Fe-Cu-Co Fe-Ru-Co Fe-Ir Mn-Ta的自旋阀薄膜材料,研究了自旋阀材料结构中不同功能层材料的选型和厚度对自旋阀材料性能的影响。通过对比实验获得最优的材料结构,优化过后自旋阀材料的磁电阻比约为6.0%,交换偏置场约为1200Oe,矫顽力为3.5Oe。在所采用的人工合成反铁磁结构的自旋阀材料中,人工合成反铁磁Co Fe-Cu-Co Fe三明治结构的Co Fe相对厚度变化可以调控自旋阀材料的性能,从而获得了正巨磁阻效应和负巨磁阻效应的两种性能的自旋阀材料。基于正巨磁阻效应和负巨磁阻效应的两类自旋阀材料设计制备了一种惠斯通电桥结构的传感单元,通过设计掩膜版制备得到了惠斯通电桥传感单元,对传感单元的电桥输出进行了测试与分析。最后,研究了基于自旋阀材料的传感器在角度测量方面的应用,基于两轴自旋阀传感器设计了一款角度传感器系统,该系统包括信号采集、信号放大、模数转换、单片机处理和LED显示等模块。通过测试和分析,该角度传感器系统可以实现0-360度范围的角度测量,两轴传感器的信号输出相位差约90度,可以分辨旋转的方向,通过归一化处理可以解决两轴传感器灵敏度之间的偏差问题。研究结果表明,自旋阀传感器在角度测量系统方面具有很好的应用前景。
苏鉴[3]（2020）在《垂直各向异性FeNiB/MgO薄膜的巨大隧穿磁电阻和磁化状态的调控》文中研究指明具有高垂直磁各向异性（PMA）,大隧穿磁电阻（TMR）的垂直磁性隧道结（P-MTJ）材料是保证磁性随机存储器（MRAM）不断发展的基础。在以自旋转移力矩（ST）和P-MTJ为核心的ST-MRAM日益成熟的今天,如何进一步提高磁化翻转速度以及如何降低能耗是MRAM发展的不懈追求,同时结合自旋轨道力矩（SOT）和P-MTJ的SOT-MRAM和斯格明子（Skyrmion）的研究也是未来信息存储发展的新方向。关于自旋阀结构中铁磁层在磁化翻转过程中的动力学研究也是目前的一个很有活力的研究方向。本论文围绕新型垂直各向异性材料的探索及其自旋状态的调控开展研究工作,主要结果如下:（1）利用磁控溅射的方法制备Mo/FeNiB/MgO异质结构薄膜及其倒置结构MgO/FeNiB/Mo薄膜,FeNiB厚度在一定的厚度范围内均表现出大的PMA,且异质结具有高的热稳定性。在Mo/FeNiB（1.2 nm）/MgO和MgO/FeNiB（1.5 nm）/Mo中,经400℃真空退火后其有效PMA场约为5 kOe,保证了良好的自发垂直磁化,可与CoFeB/MgO体系相媲美。值得注意的是,无论是在连续薄膜还是微加工后的器件中,垂直磁化的FeNiB层矫顽力,都比对应结构的CoFeB层的矫顽力小一个数量级。我们制作了核心结构为Mo/FeNiB/MgO/CoFeB/Mo的赝自旋阀结构的垂直磁隧道结,其在室温下TMR为113%,5K时为221%。这些结果表明,Mo/FeNiB/MgO异质结可以作为开发下一代自旋电子器件核心单元的候选材料。（2）利用磁控溅射制备一系列具有垂直磁各向异性的Pt/WB/FeNiB/MgO多层膜。样品经过350℃退火后,垂直各向异性场大于4000Oe。随后,在异质结中,分别利用直流和脉冲电流的方法实现FeNiB的磁化翻转;当外加面内辅助场为200 Oe时,实现磁化翻转的临界电流密度约为1.6×107 A/cm2,该数值和垂直磁化CoFeB/MgO的结果相接近。利用二次谐波的测量方式研究发现其磁化翻转主要由类阻尼力矩主导。（3）多层结构中的磁性skyrmions由于其尺寸小、抗扰动能力强、电流驱动的可移动性高以及与现有自旋电子技术相兼容等优点被认为是下一代存储的一个新的方向。我们系统地研究了在具有垂直磁各向异性的Mo/FeNiB/MgO多层膜结构中Neel型磁性skyrmion的产生过程,在这些结构中,随着FeNiB层厚度的增加,磁性各向异性从PMA向平面内磁各向异性（IPA）不断变化。通过调节外加磁场和外加电场,可以在该材料体系中获得稳定的高密度的skyrmions。该材料的发现拓宽了关于Skyrmion新材料的探索,有利于促进基于skyrmions的自旋电子器件的发展。（4）在具有较大交换偏置的自旋阀结构IrMn/CoFe/Cu/CoFeB中,通过不同磁场条件下的扫频铁磁共振研究了自由层CoFeB的磁阻尼特性。发现CoFeB层的阻尼系数在两个磁层的平行和反平行结构之间没有差异,这与理论预测一致;但是在钉扎层CoFe磁化翻转的中间态,观察到自由层的有效阻尼系数的显着提高,从0.012增加到0.029。这种显着的增强,明显地超过了泵浦自旋流的影响,主要是由于钉扎层CoFe在磁化翻转过程中磁畴壁产生的杂散场引起自由层CoFeB共振线宽的不均匀展宽和/或双磁振子散射所致。同时,由于畴壁的耦合作用,共振峰的频移也被观察到。我们的结果证实了钉扎层畴壁诱导耦合对自旋阀磁阻尼的显着影响,在讨论异质结中非局域自旋输运诱导的阻尼时应适当排除这一影响。该结论同样适用于IrMn/CoFe/Ta/CoFeB/MgO/CoFeB磁性隧道结。
王向谦[4]（2020）在《Co基磁性多层膜的磁各向异性与磁化翻转研究》文中认为近年来,随着人工智能、物联网和大数据等新一代信息技术成为推动社会经济发展的关键基础和重要引擎,使得人们对信息存储技术水平的要求日益增高。基于垂直磁各向异性（PMA）材料的自旋转矩磁性随机存取存储器（STT-MRAM）由于拥有较高的磁存储密度、良好的热稳定性等优点,使得PMA磁性薄膜成为了当前的研究热点。本文以Co基多层纳米薄膜为主要研究对象,通过多种调控手段,对磁性多层膜的磁各向异性和磁化翻转过程进行了系统性的研究与分析。本研究对垂直磁性存储技术和磁传感器技术的发展具有重要意义。本文的主要研究内容如下:1、研究了沉积周期﹑中间层厚度和退火温度等参数的变化对[Ta/CoFe]n多层膜面内磁各向异性、薄膜微观结构及高频磁特性带来的影响,并利用CoFe/Cu/CoFe结构的人工反铁磁层（SAF）对自旋阀的磁电阻率和交换偏置场进行了系统性的调控。结果表明薄膜的高频性能对层周期数、Ta层厚度和退火温度都有较强的响应,并发现SAF结构能够显着的提升自旋阀薄膜的交换偏置场,而自旋阀的磁电阻率则更依赖于真空磁热退火温度。2、研究了层周期数、Co层厚度、薄膜图案化和低温对[Pt/Co]N多层膜的垂直磁各向异性和翻转场分布的影响。发现样品的PMA会随着周期数的增加变强,而Co层厚度的增加则会减弱薄膜的PMA,两种调控方法都会使磁畴的成核场朝着+Hr移动,而湮灭场朝着-Hr移动,可逆翻转过程变长,不可逆翻转比例下降。另外与连续膜相比,[Pt/Co]N多层膜线阵列和点阵列的矫顽力和剩磁比变大,成核场和湮灭场分布位置越来越近,可逆翻转范围变短,而且不同的图案结构对翻转场分布产生的影响也不同。并且发现在300K以下时,[Pt/Co]N多层膜表现出更强的垂直磁各向异性。3、研究了CoFe层的厚度、样品结构和磁热退火条件对[Pt/CoFe/MgO]n多层膜的垂直磁各向异性、磁畴结构和磁化翻转过程的影响。结果发现样品的PMA和不可逆翻转场分布位置强烈依赖于CoFe的厚度,并且当样品结构反置时,薄膜内的磁畴宽度发生了明显的变化;经过适当温度的退火能够有效改善样品的PMA,而且[Pt/CoFe/MgO]10薄膜的PMA对低温的响应程度要强于[Co/Pt]n多层膜。4、研究了重金属覆盖层的材料种类、厚度和溅射功率对CoFe多层膜PMA的影响。结果表明[Pt/CoFe/X]10垂直磁各向异性的强弱取决于重金属覆盖层X的5d电子数,覆盖层材料的5d电子数越少,薄膜的可逆翻转过程越长;并且发现通过调节覆盖层厚度和溅射功率能够有效的调控样品的PMA和翻转场分布。
康洁[5]（2020）在《基于SAF结构的自旋阀材料的制备与优化》文中研究指明自1988年在磁性/非磁性多层膜材料中发现巨磁电阻（Giant Magneto Resistance,GMR）效应以来,巨磁电阻材料在传感器、存储器件等领域迅速获得了产业化和商业应用,由于其重要的学术研究价值和广阔的市场应用前景吸引了高校、科研院所和高科技公司相关科研人员的广泛关注和投入。1991年,B.Dieny提出了磁性层/非磁性隔离层/磁性层/反铁磁层的四层薄膜的自旋阀（Spin Valve）材料结构,相比于1988年发现的磁性/非磁性多层膜材料,自旋阀材料因灵敏度高、对磁场方向敏感及饱和场低等优势,在汽车电子、工业控制、消费电子以及生物医学等领域具有广泛应用前景。本文的主要工作就是开展自旋阀材料的制备、优化以及自旋阀传感器设计及制备工艺研究。本文主要研究包括:自旋阀材料的结构设计、材料选择与工艺优化,获得高性能的自旋阀材料;探索在柔性衬底上生长自旋阀材料,为柔性传感器的研制奠定基础;对基于自旋阀材料的传感器的设计及制备工艺流程进行研究,为下一步开展传感器制备及性能研究工作奠定基础。本文首先介绍了GMR效应的研究背景和应用前景,基于自旋阀材料在传感器领域的应用前景提出本课题研究目的及意义。接下来分析了GMR效应产生的物理机制以及自旋阀材料的基本工作机理。在自旋阀材料的结构设计、材料选择与工艺优化部分,为了增强材料在器件应用时的磁场稳定性,选用人工合成反铁磁材料作为被钉扎层,通过高真空磁控溅射方法在硅基衬底上制备了结构为“衬底/Ta/Ni Fe/Co Fe/Cu/Co Fe/Ru/Co Fe/Ir Mn/Ta”的SAF结构顶钉扎自旋阀材料,通过自由层、Cu层、被钉扎层和钉扎层等各层的优化,尤其是对SAF三明治结构Co Fe/Ru/Co Fe进行了重点优化,获得的自旋阀材料巨磁电阻比为6.4%、交换偏置场为950Oe。在对SAF三明治结构Co Fe/Ru/Co Fe进行优化时,通过调控两个Co Fe层的相对厚度,获得了具有正巨磁电阻效应和负巨磁电阻效应的不同性能的自旋阀材料,从而为自旋阀传感器的设计提供了一种新的研究思路。本文基于硅基衬底自旋阀材料的工艺优化结果,采用柔性聚对苯二甲酸乙二酯（Polyethylene Terephthalata,PET）衬底,生长了SAF结构的自旋阀材料,材料的巨磁电阻比为5%、交换偏置场为500Oe,相比于硅基衬底,材料的交换场有所降低,这与衬底表面的平整度及自旋阀材料的生长界面状态有关,要想提高材料性能,还需要进一步的优化。进一步地,本文对基于自旋阀材料的传感器的结构设计及制备工艺流程进行了研究,提出了采用正巨磁电阻效应材料和负巨磁电阻效应材料设计传感器,以及设置芯上在位磁场调制结构减小传感器的噪声,并设计了自旋阀传感器的制造工艺流程,为下一步开展自旋阀传感器的制备及性能分析奠定了基础。
刘振涛[6]（2019）在《GMR自旋阀材料的制备及性能研究》文中研究指明自从1988年巨磁电阻（GMR）效应被发现之后,基于GMR效应的磁性传感技术引起了人们的广泛关注。由于自旋阀结构的GMR传感器具有灵敏度高、线性度高和能耗低的优点,已经在航空航天、汽车电子、自动化控制等领域得到了广泛的应用。而自旋阀薄膜材料作为自旋阀传感器的核心部分,其性能直接影响传感器的灵敏度、磁滞特性和工作范围,为了制备出高性能的自旋阀薄膜材料,本文对自旋阀材料的结构设计、制备工艺和结构特性进行了深入的研究。本文中首先介绍了巨磁电阻材料及器件的研究现状和应用前景,阐述了本课题研究的目的,对GMR效应的物理机制及自旋阀材料的工作原理进行了研究。我们设计了单自由层结构、复合自由层结构和人工合成反铁磁被钉扎层结构的自旋阀材料,采用磁控溅射方法在硅衬底上制备了单自由层结构的顶钉扎自旋阀薄膜材料,对自旋阀结构中各层材料厚度进行了的优化,并且分析了各层材料的厚度对自旋阀材料性能的影响。尤其是重点研究了复合铁磁自由层和人工合成反铁磁被钉扎层结构对自旋阀材料性能的影响,优化了自旋阀结构和制备工艺,自旋阀薄膜材料的磁电阻率达到了 6.73%。此外,本文还研究了自旋阀材料的磁场角度依赖特性。我们做了两组实验,第一组是沿不同方向施加外磁场测试自旋阀材料的磁电阻曲线,发现自旋阀材料的磁电阻率与外磁场方向角余弦值的绝对值成正比。第二组是在固定强度的旋转磁场下测试自旋阀材料电阻值的变化情况,通过对数据进行分析,发现当旋转磁场强度大于100Oe时自旋阀材料的被钉扎层的磁化方向会明显偏离原钉扎方向,我们还进一步计算得到了被钉扎层磁化方向的偏转角度与旋转磁场方向角的关系。
王蕾[7]（2018）在《高性能巨磁阻多层膜的制备与表征》文中提出1988年巨磁电阻（GMR）效应的发现,开启了磁电子学研究的热潮,为磁性传感器领域带来了影响重大的变革。作为磁场传感的重要元件,GMR传感器相比传统AMR和HALL传感器具有灵敏度高、线性度好、体积较小、热稳定性优良和功率低等优点,成为传感技术领域的研究热点。而自旋阀结构材料作为制备GMR传感器的一种多层膜材料,具备了饱和场低、稳定性好、GMR效应高的优势,可以制备出性能优异的GMR传感器,在该研究领域内备受关注。为实现具有优良特性的GMR传感器,本文对传感器核心部分的自旋阀结构材料进行了研究,主要围绕着自旋阀薄膜材料的制备、自旋阀材料的结构特性以及性能参数的测试等方面来进行研究。论文首先对磁控溅射系统中各个靶材溅射时的沉积速率进行了标定。得到了在特定的溅射功率和溅射气压下,各个靶材制备薄膜的沉积速率,为后续自旋阀材料的生长与制备提供了基础。其次,本文在SiO2衬底上,使用磁控溅射法制备出了结构为“缓冲层/自由层/非磁性隔离层/被钉扎层/反铁磁层/覆盖层”的Ir Mn顶钉扎材料。通过对该结构中各层薄膜的材料种类及厚度的对比研究,使用强磁场探针台测量了自旋阀材料的磁电阻曲线,对得到的数据进行了分析,并找到了各层结构最合适的材料种类及厚度,制备出了性能优良的自旋阀材料。最后,我们研究了测量时磁场与自旋阀易磁化轴之间的角度对自旋阀磁电阻曲线的影响,这个角度包括外加磁场位于自旋阀材料平面内时与材料易磁化轴的夹角和外加磁场位于与自旋阀材料平面垂直的平面内时,与材料易磁化轴在垂直方向上的夹角。对这两种情况下得到的曲线数据进行了处理和分析,研究磁场与自旋阀易磁化轴之间的角度特性。
邹志理[8]（2016）在《基于巨磁电阻效应的线性可调传感器研究》文中进行了进一步梳理随着物联网技术的高速发展,对磁传感器的需求与日俱增,其中高灵敏度磁阻传感器具有探测灵敏度高、体积小、重量轻、易于集成等优势,在弱磁信号探测中具有其他类传感器不可替代的优势。因此,本文以具有高灵敏度的自旋阀型磁传感器为研究核心,在传统自旋阀型传感器薄膜单元基础上重点开展了正交双钉扎自旋阀传感器研究。利用双钉扎自旋阀结构的线性可调特性,通过微加工技术,制备出了线性区域可调的自旋阀线性传感器。本文针对传统双钉扎自旋阀薄膜实现交换偏置场正交需对薄膜进行两次退火,采用原位旋转制备磁场沉积薄膜的方法,简化了制备难度,提高了器件稳定性。在研究中我们首先开展了顶钉扎和底钉扎结构薄膜性能研究,发现溅射气体流量和CoFe厚度可以改变交换偏置效应,制备出了交换偏置场高达250 Oe的顶钉扎结构薄膜和交换偏置场高达180 Oe的底钉扎薄膜。在此基础上,利用磁场旋转夹具,研究了溅射气体流量、溅射功率、CoFe厚度和Ir Mn厚度对钉扎结构薄膜的交换偏置场和矫顽力的影响。同时研究了自由层和被钉扎层CoFe厚度、IrMn厚度、Cu层的溅射功率及厚度对传统自旋阀薄膜磁阻曲线的影响,制备出了高磁阻,低矫顽力、高交换偏置场的传统自旋阀薄膜。基于对传统自旋阀的研究,双钉扎自旋阀薄膜参考层的CoFe厚度、溅射气体流量和溅射功率会对参考层的交换偏置场产生影响,通过这三个因素共同调节,实现了双钉扎自旋阀薄膜的灵敏度在0.07%/Oe和0.3%/Oe之间的调节。且在此范围内,交换偏置场达到200 Oe,线性区间的最大值达到80 Oe,最小也优于50 Oe。最后,基于我们研制的双钉扎自旋阀薄膜,利用微细加工技术,制备出了基于四端惠斯通电桥的磁阻传感器,其线性区间为40 Oe,灵敏度达到0.61mV/V/Oe,偏置点降低至40 Oe,线性拟合度达到98.35%。
杜伟伟,唐晓莉,苏桦,张怀武[9]（2014）在《底钉扎与顶钉扎结构在磁传感器中应用研究》文中认为该文采用高真空磁控溅射技术分别制备了无缓冲层的NiFe/IrMn和IrMn/NiFe及有缓冲层的IrMn/NiFe 3种结构薄膜,并用振动样品磁强计对样品磁性能进行测试。结果表明,直接在Si上淀积NiFe/IrMn和在适当厚度的Ta/NiFe或Cu层作为缓冲层上淀积IrMn/NiFe的2种结构,有很大的交换偏置场。这样大的交换偏置场适合应用于顶钉扎和底钉扎结构的自旋阀巨磁电阻器件。
高晓平[10]（2014）在《新型磁性生物芯片的自旋阀薄膜研究》文中进行了进一步梳理从生物芯片的发展来看,第一代生物芯片绝大多数是基于光学测量的生物芯片,但是光学测量有许多的内禀缺陷,比如不能进行定量分析、精度有限、使用程序复杂、对使用者的专业要求高、设备庞大、价格高昂等；而基于磁性测量原理的第二代生物芯片,取消了后台的支撑设备,销售的是具有复杂处理能力的具体芯片,其价值由后台设备转移到了具体的芯片之中。与第一代生物芯片相比,新型的磁性生物芯片具有性价比高、价格低、更高的精确度、分辨率、稳定性、集成度、可重复使用、能够定量测量生物分子的数量的特点,因此这种新型的磁性生物芯片也是国际上的研究热点。新型的磁性生物芯片主要分为磁性测量部分,生物分子的磁标识以及电路测量部分。其中磁性测量部分,主要原理是利用自旋阀薄膜的巨磁电阻效应完成磁性测量。由于自旋阀薄膜将来的应用都是在室温环境下,因此,本文的主要工作旨在研究室温下,研究自旋阀薄膜的制备条件和性能优化。第一章介绍了生物芯片的概念和发展历史,第一代的光学生物芯片的工作原理,也着重介绍了新型的第二代磁性生物芯片的工作过程,本论文的工作在第二代磁性生物芯片中的作用,以及本论文的工作内容和创新点。第二章介绍了自旋电子学的研究对象及内容,以及巨磁电阻效应的概念。还介绍了利用巨磁电阻效应制备的自旋阀的结构和工作原理,自旋阀中铁磁/反铁磁双层膜怎样形成交换偏置作用。自旋阀不仅在新型的磁性生物芯片中有重要应用,本章最后还介绍了自旋阀巨磁电阻在其他领域的应用。第三章介绍了自旋输运的物理机制。对自旋电子学的几个重要物理概念作了解释,并介绍了自旋电子学中经典的一个物理模型,即基于Mott二流体电阻的磁电阻物理模型。第四章中首先介绍了磁控溅射工艺,包括它的原理、技术和镀膜所用到的设备,其次介绍了自旋阀薄膜的退火处理。在本章中的最后还详细描述了本文中的磁电阻值的测量设备、方法和原理。第五章的主要内容是对自旋阀薄膜进行了全层优化,以提高自旋阀的磁电阻值,降低矫顽力,提高工作场。首先介绍了本论文自旋阀的结构,其次分别对自旋阀薄膜的反铁磁层IrMn被钉扎层CoFe、隔离层Cu、自由层NiFe/CoFe和Ta缓冲层进行了优化。本章最后还分别对自旋阀的矫顽力做了分析,也对自旋阀薄膜的高频特性做了测试与分析。最后一章对全文进行了总结,通过本文的优化处理方案,研制出了高磁电阻率、低矫顽力和大交换偏置场的自旋阀。自旋阀的GMR值可以达到6.5%,自由层矫顽力为2.40e,交换偏置场为2000e,并且在5.2G的高频下有共振峰。分析了本论文工作中存在的问题,并提出了一些改进的想法。还对后续部分的工作做了介绍。
二、顶钉扎自旋阀中Ta缓冲层的优化研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、顶钉扎自旋阀中Ta缓冲层的优化研究（论文提纲范文）
（1）基于巨磁阻效应的磁单极开关传感器研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景及意义 |
| 1.2 磁电阻效应综述 |
| 1.2.1 磁电阻效应简史 |
| 1.2.2 巨磁阻效应理论解释 |
| 1.3 自旋阀结构及原理简介 |
| 1.4 巨磁阻磁开关的应用 |
| 1.5 巨磁阻磁开关的研究现状与发展趋势 |
| 1.6 本文的主要研究内容 |
| 第二章 自旋阀薄膜的制备和测试方法 |
| 2.1 自旋阀薄膜的制备 |
| 2.2 光刻设备及其原理 |
| 2.3 测试方法 |
| 2.3.1 磁滞回线测试系统 |
| 2.3.2 磁阻曲线测试系统 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 双钉扎自旋阀薄膜的研究 |
| 3.1 基于双钉扎自旋阀结构的磁性单极开关原理 |
| 3.1.1 FM/AFM双层膜结构交换偏置原理 |
| 3.1.2 双钉扎自旋阀结构磁开关原理 |
| 3.2 顶钉扎自旋阀结构优化研究 |
| 3.2.1 铁磁/反铁磁双层交换偏置特性研究 |
| 3.2.2 隔离层优化研究 |
| 3.2.3 自由层优化研究 |
| 3.2.4 被钉扎层优化研究 |
| 3.2.5 磁场退火对自旋阀影响研究 |
| 3.3 底钉扎自旋阀结构优化研究 |
| 3.3.1 附加缓冲层优化研究 |
| 3.3.2 底钉扎与顶钉扎双层膜对比研究 |
| 3.4 双钉扎自旋阀研究 |
| 3.4.1 双钉扎自旋阀的单畴模型仿真 |
| 3.4.2 简单的双钉扎结构研究 |
| 3.4.3 人工反铁磁结构研究 |
| 3.4.4 基于人工反铁磁的双钉扎自旋阀结构研究 |
| 3.5 开关场范围调节研究 |
| 3.5.1 顶钉扎自旋阀结构开关场范围调节研究 |
| 3.5.2 双钉扎自旋阀结构开关场范围调节研究 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 巨磁阻磁性单极开关传感器的制作和测试 |
| 4.1 顶钉扎自旋阀薄膜的单桥开关传感器的研究 |
| 4.1.1 自旋阀磁性单极开关传感器工作原理 |
| 4.1.2 自旋阀磁性单极开关传感器制作工艺 |
| 4.1.3 自旋阀磁性单极开关传感器的性能参数 |
| 4.1.4 自旋阀磁性单极开关传感器测试 |
| 4.2 长宽对双钉扎自旋阀磁单条磁阻性能影响的研究 |
| 4.3 双钉扎自旋阀薄膜的单桥开关传感器的研究 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 全文总结与展望 |
| 5.1 全文总结 |
| 5.2 后续工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的成果 |
（2）基于正负巨磁阻效应的自旋阀材料优化及传感器应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 磁电子学概论 |
| 1.2 GMR材料的国内外研究进展 |
| 1.3 自旋阀材料在传感器方面的应用及进展 |
| 1.3.1 基于GMR材料的传感器结构 |
| 1.3.2 基于GMR自旋阀材料的传感器应用 |
| 1.4 论文主要研究内容和结构安排 |
| 第二章 GMR自旋阀材料的物理机理和工作原理 |
| 2.1 GMR效应的物理机理 |
| 2.1.1 自旋相关散射 |
| 2.1.2 铁磁/反铁磁交换偏置 |
| 2.1.3 “Mott二流体”模型 |
| 2.2 GMR自旋阀材料结构分类 |
| 2.3 GMR自旋阀材料工作原理 |
| 2.4 GMR自旋阀材料的制备技术 |
| 2.4.1 真空蒸发镀膜技术 |
| 2.4.2 电子束蒸发镀膜技术 |
| 2.4.3 磁控溅射镀膜技术 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 GMR自旋阀材料的制备与表征 |
| 3.1 磁控溅射系统介绍 |
| 3.2 GMR自旋阀材料的制备流程 |
| 3.2.1 衬底处理 |
| 3.2.2 薄膜溅射流程 |
| 3.3 GMR自旋阀材料的主要性能参数与表征方法 |
| 3.3.1 GMR自旋阀材料的主要性能参数 |
| 3.3.2 GMR自旋阀材料性能表征方法 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 自旋阀薄膜材料的结构优化与性能分析 |
| 4.1 自旋阀薄膜材料的性能优化 |
| 4.1.1 缓冲层结构与厚度优化 |
| 4.1.2 隔离层结构与厚度优化 |
| 4.1.3 自由层结构与厚度优化 |
| 4.1.4 SAF结构中Co Fe层厚度优化 |
| 4.1.5 SAF结构中Ru层厚度优化 |
| 4.1.6 SAF结构中Ir Mn层厚度优化 |
| 4.2 负巨磁阻效应的自旋阀材料性能分析 |
| 4.3 基于自旋阀材料的惠斯通电桥设计与测试 |
| 4.3.1 基于自旋阀材料的惠斯通电桥设计 |
| 4.3.2 基于自旋阀材料的惠斯通电桥制备 |
| 4.3.3 基于自旋阀材料的惠斯通电桥性能分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 基于自旋阀传感器的角度测量系统设计及测试 |
| 5.1 基于自旋阀传感器的角度测量系统设计 |
| 5.1.1 自旋阀传感信号采集模块 |
| 5.1.2 供电模块 |
| 5.1.3 信号放大模块 |
| 5.1.4 单片机主控模块 |
| 5.2 角度测量系统测试平台搭建与数据分析 |
| 5.2.1 自旋阀传感器角度测量系统测试平台 |
| 5.2.2 自旋阀传感器角度数据分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 作者在读期间发表的学术论文及参加的科研项目 |
（3）垂直各向异性FeNiB/MgO薄膜的巨大隧穿磁电阻和磁化状态的调控（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 磁电阻效应及其应用 |
| 1.1.1 各向异性磁电阻(AMR) |
| 1.1.2 巨磁电阻效应(GMR)和自旋阀(Spin Valve) |
| 1.1.3 隧穿磁电阻(TMR)和磁性隧道结(MTJ) |
| 1.1.4 霍尔效应 |
| 1.2 垂直磁各向异性 |
| 1.2.1 垂直磁各向异性的发展历史 |
| 1.2.2 垂直磁各向异性的起源 |
| 1.2.3 垂直磁性隧道结 |
| 1.3 自旋-轨道力矩 |
| 1.3.1 自旋-轨道力矩简介 |
| 1.3.2 自旋-轨道力矩研究方法 |
| 1.3.3 自旋轨道力矩导致的磁化状态的翻转 |
| 1.4 斯格明子 |
| 1.4.1 Dzyaloshinskii-Moriya相互作用 |
| 1.4.2 室温斯格明子的产生与调控 |
| 1.5 铁磁共振简介 |
| 1.6 本论文的研究思路与结构 |
| 第2章 薄膜的制备与表征 |
| 2.1 薄膜的制备方法 |
| 2.1.1 磁控溅射原理 |
| 2.1.2 本实验所用到的磁控溅射系统 |
| 2.2 薄膜样品的后退火处理 |
| 2.3 薄膜的微纳加工 |
| 2.4 薄膜的表征方法 |
| 2.4.1 薄膜成分的分析 |
| 2.4.2 薄膜厚度的测量 |
| 2.4.3 磁性及电性测量 |
| 2.4.4 铁磁共振测量 |
| 第3章 Mo/FeNiB/MgO基磁性隧道结的垂直磁各向异性与隧穿磁电阻研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验方法 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 FeNiB/MgO垂直磁性薄膜的电流诱导磁化翻转与磁性斯格明子的产生与调控 |
| 4.1 FeNiB/MgO基垂直磁性薄膜的电流诱导磁化翻转 |
| 4.1.1 引言 |
| 4.1.2 实验方法 |
| 4.1.3 结果讨论 |
| 4.1.4 小结 |
| 4.2 FeNiB/MgO体系中磁性斯格明子的产生与调控 |
| 4.2.1 引言 |
| 4.2.2 实验方法 |
| 4.2.3 结果讨论 |
| 4.2.4 小结 |
| 第5章 自旋阀与磁性隧道结中的动力学研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验方法 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 个人简历及发表文章目录 |
（4）Co基磁性多层膜的磁各向异性与磁化翻转研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 第一章 引言 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 自旋电子学简介 |
| 1.3 磁性随机存储器的发展现状 |
| 1.4 垂直磁各向异性 |
| 1.4.1 磁各向异性的分类 |
| 1.4.2 垂直磁各向异性的来源 |
| 1.5 Co基多层膜的垂直磁各向异性研究进展 |
| 1.6 本文的研究目的与结构安排 |
| 参考文献 |
| 第二章 磁性理论基础 |
| 2.1 自旋相关理论 |
| 2.1.1 自旋相关散射 |
| 2.1.2 自旋相关隧穿 |
| 2.2 磁性体系中的能量 |
| 2.2.1 交换作用能 |
| 2.2.2 退磁能 |
| 2.2.3 塞曼能 |
| 2.2.4 磁晶各向异性能 |
| 2.3 静态磁化理论 |
| 2.3.1 磁畴与畴壁 |
| 2.3.2 静态磁化过程 |
| 2.3.3 可逆翻转与不可逆翻转 |
| 参考文献 |
| 第三章 薄膜制备及其性能表征 |
| 3.1 薄膜的制备 |
| 3.1.1 磁控溅射制备原理 |
| 3.1.2 磁控溅射台介绍 |
| 3.2 磁热退火处理 |
| 3.3 样品的微加工 |
| 3.4 样品结构形貌表征 |
| 3.4.1 X射线衍射(XRD) |
| 3.4.2 原子力显微镜(AFM) |
| 3.5 样品磁性能表征 |
| 3.5.1 振动样品磁强计(VSM) |
| 3.5.2 磁力显微镜(MFM) |
| 3.5.3 磁光克尔显微镜(MOKE) |
| 3.5.4 洛伦兹透射电镜(L-TEM) |
| 3.5.5 矢量网络分析仪(VNA) |
| 3.5.6 四探针法测试磁电阻 |
| 3.6 一阶反转曲线(FORC) |
| 3.6.1 理论模型 |
| 3.6.2 测试方法 |
| 3.6.3 数据处理 |
| 3.6.4 FORC分布图的意义 |
| 参考文献 |
| 第四章 CoFe多层膜面内磁各向异性(IMA)及相关磁性能的调控研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 [Ta/CoFe]_n多层膜IMA的调控研究 |
| 4.2.1 Ta/CoFe双层膜周期数对薄膜IMA的影响 |
| 4.2.2 磁热退火对薄膜IMA的优化 |
| 4.3 [Ta/CoFe]_n多层膜的高频磁特性研究 |
| 4.3.1 周期数的影响 |
| 4.3.2 磁热退火的影响 |
| 4.3.3 中间层厚度的影响 |
| 4.4 CoFe/Cu/CoFe多层膜对自旋阀性能的影响研究 |
| 4.4.1 SAF结构中CoFe层厚度的影响 |
| 4.4.2 SAF结构中Cu层厚度的影响 |
| 4.4.3 退火温度的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 [Pt/Co]_N多层膜垂直磁各向异性(PMA)及磁化翻转研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 [Pt/Co]_N多层膜PMA的调控研究 |
| 5.2.1 周期数的影响 |
| 5.2.2 Co层厚度的影响 |
| 5.3 利用一阶反转曲线研究[Pt/Co]_N多层膜的磁化翻转过程 |
| 5.3.1 [Pt/Co]_N多层膜的磁化翻转 |
| 5.3.2 [Pt/Co(x)]_(15)多层膜的磁化翻转 |
| 5.4 不同翻转场下[Pt/Co]_(15)多层膜的磁畴形态 |
| 5.5 外加磁场角度与[Pt/Co]_7多层膜PMA的变化关系 |
| 5.6 图案化薄膜的PMA和磁化翻转研究 |
| 5.7 低温对[Pt/Co]_(10)多层膜PMA的影响 |
| 5.8 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 (Pt/CoFe/MgO)_n多层膜垂直磁各向异性(PMA)与磁化翻转研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 CoFe层厚度的薄膜PMA和磁化翻转的影响 |
| 6.2.1 单周期Pt/CoFe/MgO薄膜的PMA和磁化翻转过程 |
| 6.2.2 多周期(Pt/CoFe/MgO)_5薄膜的PMA和磁化翻转过程 |
| 6.3 结构反置对CoFe多层膜PMA的影响 |
| 6.3.1 [MgO/CoFe/Pt]_5多层膜的PMA与磁畴翻转过程 |
| 6.3.2 [Pt/CoFe/MgO]_5多层膜的PMA与磁畴翻转过程 |
| 6.4 磁热退火对[Pt/CoFe/MgO]_5多层膜PMA的影响研究 |
| 6.4.1 不同退火温度的影响 |
| 6.4.2 不同退火时间的影响 |
| 6.5 低温下[Pt/CoFe/MgO]_(10)多层膜的PMA和磁化翻转研究 |
| 6.5.1 PMA的变化 |
| 6.5.2 对磁化翻转过程的影响 |
| 6.6 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第七章 重金属覆盖层对CoFe多层膜垂直磁各向异性(PMA)的影响 |
| 7.1 前言 |
| 7.2 不同覆盖层材料对[Pt/CoFe/X]_(10)多层膜磁性能的影响 |
| 7.2.1 PMA的变化 |
| 7.2.2 磁畴变化 |
| 7.2.3 磁化翻转过程研究 |
| 7.3 覆盖层厚度对[Pt/CoFe/X]_(10)多层膜磁性能的影响 |
| 7.3.1 对PMA的影响 |
| 7.3.2 对成核场和湮灭场分布的影响 |
| 7.4 W层溅射功率对[Pt/CoFe/W]_(10)多层膜PMA的影响 |
| 7.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第八章 总结与展望 |
| 在学期间的研究成果 |
| 致谢 |
（5）基于SAF结构的自旋阀材料的制备与优化（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 磁电子学简介 |
| 1.2 磁电阻效应综述 |
| 1.2.1 磁电阻效应发展历程 |
| 1.2.2 磁电阻效应的种类 |
| 1.2.2.1 正常磁电阻效应 |
| 1.2.2.2 各向异性磁电阻效应 |
| 1.2.2.3 隧穿磁电阻效应 |
| 1.2.2.4 巨磁电阻效应 |
| 1.2.2.5 庞磁电阻效应 |
| 1.2.3 基于GMR效应的材料分类 |
| 1.2.3.1 多层膜结构的GMR材料 |
| 1.2.3.2 颗粒膜结构的GMR材料 |
| 1.2.3.3 自旋阀结构的GMR材料 |
| 1.2.4 GMR传感器的研究进展与应用前景 |
| 1.3 研究目的及主要内容 |
| 2 GMR巨磁阻材料 |
| 2.1 GMR效应的产生机理 |
| 2.1.1 自旋相关散射 |
| 2.1.2 铁磁/反铁磁交换偏置 |
| 2.1.3 “Mott二流体”模型 |
| 2.2 自旋阀材料的典型结构 |
| 2.2.1 基本的自旋阀结构 |
| 2.2.2 具有复合自由层的自旋阀结构 |
| 2.2.3 具有人工合成反铁磁结构的自旋阀结构 |
| 2.3 自旋阀材料的工作机理 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 自旋阀材料的制备与表征 |
| 3.1 薄膜材料的制备技术 |
| 3.1.1 磁控溅射原理 |
| 3.1.2 磁控溅射系统 |
| 3.2 自旋阀材料制备流程 |
| 3.2.1 衬底的处理流程 |
| 3.2.2 自旋阀薄膜的溅射生长流程 |
| 3.3 自旋阀薄膜的性能测试 |
| 3.3.1 磁电阻测试系统 |
| 3.3.2 磁电阻曲线的测试方法 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 自旋阀材料的性能优化 |
| 4.1 自由层的厚度优化 |
| 4.1.1 NiFe的厚度优化 |
| 4.1.2 CoFe的厚度优化 |
| 4.2 非磁性隔离层的厚度优化 |
| 4.3 SAF的优化 |
| 4.3.1 相同厚度的磁性层的优化 |
| 4.3.2 CoFe1的厚度优化 |
| 4.3.3 CoFe2的厚度优化 |
| 4.4 SAF自旋阀材料中的负巨磁阻效应 |
| 4.5 基于柔性PET衬底的自旋阀材料 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 基于自旋阀材料的传感器结构设计与制备工艺流程设计 |
| 5.1 基于自旋阀材料的传感器结构设计 |
| 5.1.1 电桥搭建 |
| 5.1.2 信号处理电路的设计 |
| 5.2 基于自旋阀材料的传感器制备工艺流程设计 |
| 5.3 传感器制造关键工艺 |
| 5.3.1 光刻工艺 |
| 5.3.2 刻蚀工艺 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| A.攻读硕士学位期间参加的科研项目 |
| B.攻读硕士学位期间发表的专利 |
（6）GMR自旋阀材料的制备及性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 GMR效应研究历史与现状 |
| 1.2 GMR效应的应用 |
| 1.2.1 GMR磁头 |
| 1.2.2 GMR传感器 |
| 1.2.3 磁随机存储器(MRAM) |
| 1.3 GMR传感器的研究进展及应用前景 |
| 1.4 本论文研究的目的及主要内容 |
| 第2章 GMR自旋阀材料 |
| 2.1 GMR材料的物理机理 |
| 2.2 GMR材料的分类 |
| 2.2.1 多层膜结构的GMR材料 |
| 2.2.2 自旋阀结构的GMR材料 |
| 2.2.3 颗粒膜结构的GMR材料 |
| 2.3 铁磁/反铁磁的交换偏置 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 自旋阀薄膜材料的制备与表征 |
| 3.1 自旋阀薄膜材料的制备技术 |
| 3.1.1 磁控溅射原理 |
| 3.1.2 磁控溅射系统 |
| 3.2 自旋阀薄膜的制备流程 |
| 3.3 自旋阀薄膜材料的性能测试 |
| 3.3.1 磁电阻测试系统 |
| 3.3.2 磁电阻曲线的测试方法 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 自旋阀薄膜材料的制备与性能优化 |
| 4.1 自旋阀材料结构设计及各层材料的选择 |
| 4.2 自旋阀材料的性能参数 |
| 4.3 Ta/NiFe/Cu/NiFe/IrMn/Ta结构自旋阀材料的性能优化 |
| 4.3.1 反铁磁层IrMn的厚度对自旋阀材料性能的影响 |
| 4.3.2 被钉扎层NiFe的厚度对自旋阀材料性能的影响 |
| 4.3.3 自由层NiFe的厚度对自旋阀材料性能的影响 |
| 4.4 Ta/NiFe/CoFe/Cu/CoFe/NiFe/IrMn/Ta结构自旋阀材料的性能优化 |
| 4.4.1 复合自由层中CoFe厚度对自旋阀材料性能的影响 |
| 4.4.2 被钉扎层CoFe厚度对自旋阀材料性能的影响 |
| 4.4.3 复合被钉扎层中NiFe厚度对自旋阀材料性能的影响 |
| 4.4.4 缓冲层Ta厚度对自旋阀材料性能的影响 |
| 4.5 人工合成反铁磁钉扎自旋阀材料的性能优化 |
| 4.5.1 SAF结构自旋阀材料的磁电阻曲线 |
| 4.5.2 SAF结构中Ru层厚度对自旋阀材料性能的影响 |
| 4.5.3 SAF结构中CoFe厚度对自旋阀材料性能的影响 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 自旋阀材料的磁场角度依赖特性研究 |
| 5.1 外磁场方向对自旋阀材料磁电阻率的影响 |
| 5.1.1 外磁场方向对自旋阀材料电阻曲线的影响 |
| 5.1.2 自旋阀材料的磁电阻率与外磁场方向角的关系 |
| 5.2 固定大小的旋转磁场下自旋阀材料的磁阻特性分析 |
| 5.2.1 自旋阀材料电阻在旋转磁场下的变化情况 |
| 5.2.2 被钉扎层的磁化方向随旋转磁场方向角的变化情况 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
（7）高性能巨磁阻多层膜的制备与表征（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 磁电子学介绍 |
| 1.2 磁电阻效应综述 |
| 1.2.1 磁电阻效应历史 |
| 1.2.2 巨磁阻效应的理论解释 |
| 1.3 论文的主要内容 |
| 2 巨磁阻材料原理及应用 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 巨磁阻材料的种类 |
| 2.2.1 多层膜结构巨磁阻薄膜 |
| 2.2.2 自旋阀结构巨磁阻薄膜 |
| 2.2.3 颗粒状结构薄膜 |
| 2.2.4 磁隧道结 |
| 2.3 巨磁阻材料的应用 |
| 2.3.1 巨磁阻磁头 |
| 2.3.2 巨磁阻传感器 |
| 2.3.3 磁随机存储器(MRAM) |
| 2.4 GMR传感器的研究进展与应用前景 |
| 2.4.1 GMR传感器与传统磁传感器的对比 |
| 2.4.2 GMR传感器的研究进展 |
| 2.4.3 GMR传感器的应用前景 |
| 3 自旋阀薄膜材料的制备和测量 |
| 3.1 自旋阀材料制备方法 |
| 3.2 自旋阀薄膜生长速率标定 |
| 3.3 工艺参数设置 |
| 3.4 自旋阀结构参数设置 |
| 3.5 材料性能测试 |
| 3.5.1 磁电阻曲线测试 |
| 3.5.2 生长速率标定样品厚度测定 |
| 3.5.3 改变外加磁场方向测试 |
| 4 自旋阀结构与性能的关系 |
| 4.1 自旋阀各性能参数介绍 |
| 4.2 Cu层厚度对自旋阀性能的影响 |
| 4.3 铁磁层材料对自旋阀性能的影响 |
| 4.4 缓冲层种类和厚度对自旋阀性能的影响 |
| 4.5 反铁磁钉扎层厚度对自旋阀性能的影响 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 测量时角度对自旋阀性能的影响 |
| 5.1 面内磁场与自旋阀易磁化轴的夹角对磁电阻曲线的影响 |
| 5.2 面外磁场与自旋阀易磁化轴的夹角对磁电阻曲线的影响 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
（8）基于巨磁电阻效应的线性可调传感器研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 磁电子学简介 |
| 1.2 磁电阻效应综述 |
| 1.2.1 磁电阻效应简史 |
| 1.2.2 巨磁电阻效应的理论解释 |
| 1.3 自旋阀结构 |
| 1.3.1 自旋阀结构简介 |
| 1.3.2 自旋阀原理简介 |
| 1.4 巨磁电阻效应的应用 |
| 1.4.1 磁电阻磁头 |
| 1.4.2 磁电阻传感器 |
| 1.4.3 磁随机存储器(MRAM) |
| 1.5 GMR传感器的研究进展与应用前景 |
| 1.5.1 GMR传感器的研究进展 |
| 1.5.2 GMR传感器的应用前景 |
| 1.6 论文的主要内容 |
| 第二章 薄膜的制备和测试方法 |
| 2.1 自旋阀薄膜的制备 |
| 2.2 磁场旋转夹具的制作 |
| 2.3 测试方法 |
| 2.3.1 磁性参数测试 |
| 2.3.2 自旋阀薄膜巨磁电阻测试 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 双钉扎自旋阀薄膜的研究 |
| 3.1 双钉扎自旋阀结构 |
| 3.1.1 双钉扎自旋阀与单钉扎线性自旋阀的介绍 |
| 3.1.2 交换偏置效应 |
| 3.1.3 双钉扎自旋阀的敏感层与参考层的介绍 |
| 3.2 顶钉扎结构交换偏置效应研究 |
| 3.2.1 基于普通夹具的顶钉扎结构研究 |
| 3.2.2 基于磁场旋转夹具的顶钉扎结构研究 |
| 3.3 底钉扎结构交换偏置效应研究 |
| 3.3.1 基于普通夹具的底钉扎结构研究 |
| 3.3.2 基于磁场旋转夹具的底钉扎结构研究 |
| 3.4 基于磁场旋转夹具的自旋阀结构研究 |
| 3.5 双钉扎结构自旋阀的线性区域调制 |
| 3.6 双钉扎自旋阀线性优化 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 巨磁阻传感器的制作和测试研究 |
| 4.1 自旋阀薄膜磁阻单桥传感器 |
| 4.1.1 自旋阀薄膜磁阻单元条传感器工作原理 |
| 4.1.2 自旋阀薄膜磁阻单元条传感器的性能参数 |
| 4.1.3 自旋阀薄膜磁阻单元条传感器的设计 |
| 4.1.4 自旋阀薄膜磁阻单元条制作工艺 |
| 4.1.5 自旋阀薄膜单条传感器的测试 |
| 4.2 自旋阀线性传感器的研究 |
| 4.2.1 自旋阀线性传感器的工作原理 |
| 4.2.2 自旋阀线性传感器的性能指标 |
| 4.2.3 自旋阀线性传感器版图设计 |
| 4.2.4 自旋阀线性传感器工艺流程 |
| 4.2.5 自旋阀线性传感器的测量 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 结论 |
| 5.1 论文工作所取得的成果 |
| 5.2 论文的创新和展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间取得的研究成果 |
（9）底钉扎与顶钉扎结构在磁传感器中应用研究（论文提纲范文）
| 0 引言 |
| 1 NiFe/IrMn, IrMn/NiFe和有缓冲层的IrMn/NiFe薄膜的制备 |
| 2 实验结果和讨论 |
| 2.1 NiFe/IrMn, IrMn/NiFe薄膜的磁滞回线 |
| 2.2 Ta (4 nm) /NiFe (t) /IrMn (15 nm) /NiFe (5nm) 薄膜的磁滞回线 |
| 2.3 Ta (4nm) /NiFe (5nm) /IrMn (15nm) /NiFe (t) 薄膜的磁滞回线 |
| 2.4 Cu (tnm) /IrMn (15nm) /NiFe (7nm) 薄膜的磁滞回线 |
| 3 结论 |
（10）新型磁性生物芯片的自旋阀薄膜研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 生物芯片的发展 |
| 1.2 光学生物芯片简介 |
| 1.3 新型磁性生物芯片简介 |
| 1.3.1 新型磁芯生物芯片的优势 |
| 1.3.2 新型磁芯生物芯片工作原理 |
| 1.4 本论文的主要工作内容和创新点 |
| 1.4.1 本论文的研究目的 |
| 1.4.2 本论文的创新点 |
| 1.4.3 本论文的主要工作内容 |
| 第二章 自旋电子学简介 |
| 2.1 自旋电子学简介 |
| 2.2 巨磁电阻效应 |
| 2.3 自旋阀原理与结构 |
| 2.4 铁磁/反铁磁双层膜的交换偏置作用 |
| 2.5 自旋阀巨磁电阻器件的应用 |
| 第三章 自旋输运的物理机制 |
| 3.1 自旋电子学中的物理概念 |
| 3.1.1 自旋极化和自旋相关散射 |
| 3.1.2 自旋弛豫和自旋扩散长度 |
| 3.2 基于MOTT二流体电阻的磁电阻物理模型 |
| 3.3 小结 |
| 第四章 自旋阀薄膜的制备、退火及测量 |
| 4.1 磁控溅射工艺 |
| 4.1.1 辉光放电 |
| 4.1.2 磁控溅射技术 |
| 4.1.3 高真空磁控溅射仪 |
| 4.1.4 自旋阀薄膜的制备 |
| 4.2 自旋阀薄膜的退火处理 |
| 4.3 自旋阀磁电阻测量 |
| 4.4 小结 |
| 第五章 顶钉扎型自旋阀性能优化的研究 |
| 5.1 顶钉扎型自旋阀的磁电阻性能研究 |
| 5.1.1 顶钉扎型自旋阀结构 |
| 5.1.2 顶钉扎自旋阀结构及各层材料选择 |
| 5.1.3 实验条件及参数 |
| 5.1.4 反铁磁材料的选择与优化 |
| 5.1.5 被钉扎层的优化 |
| 5.1.6 Cu隔离层厚度与自旋阀磁电阻变化率的关系 |
| 5.1.7 NiFe/CoFe自由层的优化研究 |
| 5.1.8 缓冲层Ta的优化研究 |
| 5.2 自旋阀矫顽力的研究 |
| 5.3 自旋阀薄膜的高频特性研究 |
| 5.4 小结 |
| 第六章 总结和展望 |
| 6.1 硕士期间的主要工作内容回顾和主要结论 |
| 6.2 工作中的不足和后续的研究工作 |
| 参考文献 |
| 在学期间的研究成果 |
| 致谢 |
四、顶钉扎自旋阀中Ta缓冲层的优化研究（论文参考文献）
- [1]基于巨磁阻效应的磁单极开关传感器研究[D]. 李光耀. 电子科技大学, 2021(01)
- [2]基于正负巨磁阻效应的自旋阀材料优化及传感器应用[D]. 付思炜. 杭州电子科技大学, 2021
- [3]垂直各向异性FeNiB/MgO薄膜的巨大隧穿磁电阻和磁化状态的调控[D]. 苏鉴. 中国科学院大学(中国科学院物理研究所), 2020(01)
- [4]Co基磁性多层膜的磁各向异性与磁化翻转研究[D]. 王向谦. 兰州大学, 2020(01)
- [5]基于SAF结构的自旋阀材料的制备与优化[D]. 康洁. 杭州电子科技大学, 2020(02)
- [6]GMR自旋阀材料的制备及性能研究[D]. 刘振涛. 杭州电子科技大学, 2019(01)
- [7]高性能巨磁阻多层膜的制备与表征[D]. 王蕾. 杭州电子科技大学, 2018(01)
- [8]基于巨磁电阻效应的线性可调传感器研究[D]. 邹志理. 电子科技大学, 2016(02)
- [9]底钉扎与顶钉扎结构在磁传感器中应用研究[J]. 杜伟伟,唐晓莉,苏桦,张怀武. 压电与声光, 2014(04)
- [10]新型磁性生物芯片的自旋阀薄膜研究[D]. 高晓平. 兰州大学, 2014(10)