
技术摘要:
描述了包括多层结构的器件,所述多层结构包括三层。第一层为磁性Heusler化合物,第二层(用作间隔件层)在室温下为非磁性的,并且包括Ru和至少一种其它元素E(优选地:Al;或者Ga或Al与Ga、Ge、Sn或它们的组合的合金)的交替层,并且第三层也为磁性Heusler化合物。第二层的 全部
背景技术:
Heusler化合物是一类具有代表性公式X2YZ的材料,其中X和Y是过渡金属或镧系 元素,并且Z来自主族元素。由于X(或Y)和Z之间的化学区分,它们形成通过其中四个面心立 方结构互相渗透的空间群对称L21(或者D022(当它们为四方扭曲时))定义的唯一结构。 Heusler化合物的属性强烈依赖于组成化合物的元素的有序化。因此,制造高质量Heusler 膜通常需要高温热处理,例如,在明显高于室温的温度下沉积和/或在高温(400℃或更高) 下热退火。
技术实现要素:
本文公开了由非磁性模板间隔件层分离的高度纹理化(外延)、非常光滑、高质量 的Heusler化合物超薄双层膜,其可以在没有热退火工艺的情况下制造。模板间隔件层优选 地由具有B2结构(L10的立方版本)的Ru-Al二元合金形成。模板层可以在室温下沉积,并且 即使在沉积态也是有序的(即,形成交替的Ru和Al的原子层)。 特别感兴趣的是用RuAl模板间隔件层沉积的Heusler化合物的超薄双层膜,这些 结构是高度外延和有序的。本文所公开的Heusler化合物形成具有优异磁性、具有大的垂直 磁各向异性和方形磁滞回线(零磁场中的剩磁力矩接近每一单独层的饱和力矩)的高质量 膜。这些优点归因于模板层的B2对称性和Heusler层的L21(或D022)对称性之间的相似性。由 具有RuAl模板间隔件层的Heusler化合物的超薄双层膜制成的结构的一个重要属性是,两 个Heusler层的磁矩的相对取向取决于RuAl间隔件层的厚度。对于厚度在 至 和 至 之间的情况,磁矩的相对取向是反向平行的。根据先前观察到的基本的Cr层和Ru层 振荡耦合的周期性,期望磁矩的反向平行耦合的第二厚度的范围为 至 在CoAl模 板间隔件层中没有观察到这种反铁磁振荡耦合效应,在所述CoAl模板间隔件层中,两个含 Heusler层的磁矩总是相互平行,这与间隔件层厚度无关,所述厚度达至少 甚至 以 上。 模板间隔件层的最重要的特点是它由Heusler化合物中发现的元素组成。因此,例 如,Al从RuAl底层到含Heusler层中的任何混入或扩散都不会显著改变含Heusler层的性 4 CN 111554807 A 说 明 书 2/8 页 质,因为Al来自形成Heusler化合物的那类“Z元素”(参见