杨明荣， 杨 昆， 黄海深， 周庭艳， 邹 江， 李阳军， 吴 波, 3

(1.遵义师范学院 物理与电子科学学院， 遵义 563006; 2.贵州师范大学 物理与电子科学学院， 贵阳 400715；3. 西北工业大学 航海学院， 西安 710072)

1 引 言

近年来，自旋电子学(Spintronics)快速的发展与进步，自旋阀(Spin Valve, SV)对自旋电子的发展具有着巨大的推动作用，特别是具有较大巨磁电阻(Giant Magneto-Resistive, GMR)值的自旋阀如今已经运用到许多先进的磁性器件中，例如自旋阀磁传感器、信息存储器[1,2]等等. 早在1991年，Dieny[3]等人提出了自旋阀结构，并首次在这种结构中发现了一种低饱和场的巨磁电阻(GMR)效应. 此后，人们在其他类似的层异质结构中也发现了这种GMR效应和高灵敏度特征[4, 5]. 近年来，不断革新的实验工艺和高效率的理论计算将自旋阀的各向异性磁阻值不断提升[6-13]，并有望应用于工业生产中所需要的磁性传感器及各种现代磁电子学设备之中.

通常，自旋阀的基本结构是由钉扎层、被钉扎层、自由层和隔离层组成，堆叠成层状结构. 其中钉扎层和自由层一般采用铁磁材料，被钉扎层采用反铁磁材料，隔离层为非磁性材料. 隔离层的存在主要是为了消除自由层与钉扎层之间的磁交换耦合作用. 根据Mott双电流模型[14]，当外加磁场发生变化时，自由层与被钉扎层的相对磁矩方向在平行和反平行这两种状态之间切换，并分别对应的是高电阻态和低电阻态.

研究表明，自旋阀的应用一个关键是需要获得自旋极化率的铁磁薄膜. 但是，铁磁层与隔离层的异质结构……