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非晶态稀土-过渡金属合金亚铁磁薄膜具有很强的垂直磁各向异性、超快的磁矩翻转速度以及磁矩和角动量补偿的特性, 是当前自旋电子学以及超快信息存储领域的重要研究对象. 本文采用磁控溅射制备了系列X/Tbx(Fe0.75Co0.25)1–x/X三明治结构薄膜(\begin{document}$0.13 \leqslant x \leqslant 0.32$\end{document}, X = SiO2, Pt和W), 系统地研究了重金属Pt, W作为TbFeCo超薄膜的缓冲层和覆盖层(统称包覆层)对其室温下磁性和热稳定性的影响. 实验结果显示, 被SiO2包覆的TbFeCo薄膜具有垂直磁各向异性, 磁矩补偿成分在\begin{document}$0.21 < x < 0.24$\end{document}范围内. 用Pt包覆的3 nm 和5 nm TbFeCo超薄膜, 则不出现磁矩补偿现象, 在整个研究成分范围对应薄膜的磁矩始终由FeCo主导, 且在250 ℃高真空退火后垂直磁各向异性消失; 当以W作为包覆层时, 超薄TbFeCo的磁矩补偿点复现, 在补偿点成分附近, 其有效垂直各向异性场超过11.5 T, 且经过350—400 ℃退火后TbFeCo依然保持良好的垂直磁各向异性. 最后, 通过[Pt/TbFeCo]5/Pt和[W/TbFeCo]5/W多周期多层膜的宏观磁性测量和结构表征, 发现Pt/TbFeCo存在界面晶化, 导致以Pt作为包覆层时TbFeCo超薄膜不存在磁矩补偿, 且在垂直磁各向异性方面和热稳定性等方面的严重弱化. 重金属W/TbFeCo超薄膜体系具有磁矩补偿、巨大垂直磁各向异性场和高热稳定性的特点, 研究结果对今后设计基于非晶态稀土-过渡金属合金纳米磁性超薄膜的自旋电子学器件具有重要参考价值.
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