Ni_(80)Fe_(20)/Cu多层膜界面原子结构的分析

摘要

近来 ,超薄层的Ni80 Fe2 0 /Cu多层膜因其在巨磁电阻 (GMR)器件上的潜在应用而引起了极大的研究兴趣。众所周知 ,薄膜的电学和磁学性质明显地依赖于薄膜的微结构 ,如膜层的结晶性、应变分布、界面粗糙度以及原子互扩散等。由于巨磁电阻主要起源于界面自旋相关散射 ,有必要对Ni80 Fe2 0 /Cu多层膜的界面结构进行表征。但是 ,由于Ni80 Fe2 0 /Cu的原子散射因子差别非常小 ,用常规的X射线和电子衍射技术无法分析Ni80 Fe2 0 /Cu多层膜的界面结构。为克服这一困难 ,我们利用小角DAFS(衍射异常精细结构 )技术成功地分析了Ni80 Fe2 0 /Cu界面的原子密度和结晶性。所有样品都是用直流磁控溅射法在Si( 0 0 1 )衬底上制备的 ,其名义结构为 :Si( 0 0 1 ) /Fe( 80nm) / [Ni80 Fe2 0 ( 1 .8nm) /Cu(t) ]3 0 。其中 ,Fe为缓冲层 ,Cu层厚度分别为 0 .96nm和 0 .7nm。样品在优于 1 0 -3 Pa的真空中 ,1 5 0℃和 2 5 0℃的温度下分别进行了 1h的退火处理。用同步辐射X射线测量了样品特定衍射峰的强度随入射X射线能量的变化 ,即小角DAFS谱。结果分析表明 ,相对于Ni80 Fe2 0 和Cu体材料的原子密度差 (Δ0 )而言 ,多层膜中Ni80Fe2 0 和Cu的原子密度差别 (Δ)在退火之后明显减小 ,同时伴随着局域结晶性的改善。我们的结构还表?