纳米氧化层原子扩散阻挡势垒的微结构与磁交换作用

层间原子扩散是影响巨磁电阻自旋阀、磁性隧道结稳定性的关键，左右着它们实用化的进程，纳米氧化层对原子扩散的阻挡作用已得到国际上的初步证实，我们对此有进一步的发展。本项目在"铁磁／反铁磁"交换偏置系统中引入纳米氧化层，通过对纳米氧化层中多种难易氧化原子的调整，以及纳米氧化层的厚度与位置的改变，深刻阐明扩散阻挡势垒与纳米氧化层的微结构之间的关系及原子迁移方向对不同化学势的依赖，同时，深入研究纳米氧化层本身的磁性，尤其是磁原子被氧化后由于近邻交换作用表现的不同于普通氧化物薄膜的磁性特征，澄清反铁磁层通过纳米氧化层对被钉扎层的交换偏置得以实现的物理根源；进一步，本项目还将发展一种全新的纳米氧化层，即非晶磁性材料纳米氧化层，研究原子扩散与交换偏置由于非晶铁磁层界面而引发的新特点及机理；最终设计原子扩散最低与交换偏置最优的组合，提高自旋阀与磁性隧道结材料的稳定性。