[发明专利]一种基于垂直磁化自由层的磁性多层膜及磁性传感器

权利要求书

1.一种基于垂直磁化自由层的磁性多层膜，其特征在于，它包括：

具有面内平衡磁化状态的第一磁性层（L1）; 

形成于第一磁性层（L1）之上的非磁性隔离层(SL) ；

以及，形成于非磁性隔离层（SL）之上的具有垂直磁化的磁性自由层 (L2)。

2.如权利要求1所述的基于垂直磁化自由层的磁性多层膜，其特征在于，所述非磁性隔离层优选采用厚度为1.0 nm～6.0 nm的非磁性金属层和/或厚度为0.5 nm～3.0 nm的隧道绝缘层。

3.如权利要求1或2所述的基于垂直磁化自由层的磁性多层膜，其特征在于，所述非磁性隔离层优选采用无机材料绝缘膜和/或有机材料绝缘膜，所述无机材料绝缘膜至少选自金属氧化物绝缘膜、金属绝缘氮化膜、类金刚石薄膜、EuS薄膜和Ga₂O₃薄膜中的任意一种或两种以上的组合。

4.如权利要求3所述的基于垂直磁化自由层的磁性多层膜，其特征在于，所述金属氧化物或金属氮化物是由能构成绝缘层的金属元素经氧化或氮化形成，所述金属元素至少选自Al、Ta、Zr、Zn、Sn、Nb和Mg中的任意一种或两种以上的组合。

5.如权利要求1所述的基于垂直磁化自由层的磁性多层膜，其特征在于，所述第一磁性层 (L1) 主要由具有面内平衡磁化状态的磁性材料制成，所述磁性材料优选采用具有磁性的合金和/或化合物。

6.如权利要求5所述的基于垂直磁化自由层的磁性多层膜，其特征在于，所述磁性材料至少选自3d过渡族磁性金属或其合金、4f稀土金属或其合金和半金属磁性材料中的任意一种或两种以上的组合；

所述3d过渡族磁性金属或其合金至少选自Fe、Co、Ni、CoFe、NiFe和CoFeB中的任意一种或两种以上的组合；

所述半金属磁性材料至少选自Fe₃O₄、CrO₂、La_0.7Sr_0.3MnO₃和Heussler合金中的任意一种或两种以上的组合。

7.如权利要求1所述的基于垂直磁化自由层的磁性多层膜，其特征在于，所述磁性自由层（L2）由具有垂直磁化的磁性材料制成，所述磁性材料至少选自Fe、CoFeB、Co/Pt、Co/Pd、Co/Ni、Cu/Ni和TeFeCoAl中的任意一种或两种以上的组合。

8.如权利要求1所述的基于垂直磁化自由层的磁性多层膜，其特征在于，它还包括反铁磁性层，所述第一磁性层（L1）形成于该反铁磁性层之上。

9.如权利要求8所述的基于垂直磁化自由层的磁性多层膜，其特征在于，所述反铁磁性层优选由反铁磁合金和/或反铁磁化合物形成；

所述反铁磁合金至少选自Pt-Mn、Pd-Mn、Fe-Mn、Ir-Mn和Rh-Mn中的任意一种或两种以上的组合。

10.一种磁性传感器，其特征在于，它包含如权利要求1所述的基于垂直磁化自由层的磁性多层膜。