Abstract
巨磁阻(Giant Magnetoresistance) 現象由Baibich等人，在1988年從Fe/Cr超晶格(super lattice)中發現，之後即受到各界的注意並相繼投入研究其原理與應用。巨磁阻的研究發展不過短短的數十年，其在儲存裝置上的應用已普及到生活周遭。如在硬式磁碟機上讀取頭的應用。其中巨磁阻結構的熱穩定性對於應用是一個非常重要的參數。在高溫與高電流密度操作下會使多層膜界面上發生相互擴散，因而導致界面粗糙度上升破壞巨磁阻結構，降低磁阻變化率本實驗使用試片是利用直流濺鍍系統在3.5吋矽晶片上完成鍍膜過程，由美國Seagate所提供。試片結構為交換異向性自旋閥結構，結構為：Si/ SiO2 300.0 nm/ NiFeCr 5.0 nm / NiFe 3.0 nm / CoFe 0.8 nm / Cu 2.7 nm / CoFe 2.5 nm / CoFe 2.0 nm / PtMn 20.0 nm/ NiFeCr 3.5 nm (cap)。我們利用場發射電子顯微鏡（FEG-TEM）以及X光能量分散譜儀觀察交換異向性自旋閥結構在退火中界面結構變化的情形。為了能得到更準確的交換異向性自旋閥結構的訊息，實驗中利用累積積分方法做高分辨影像的處理以分析晶格常數的變化，求得精準的結構訊息。同時利用本實驗室所發展的反捲積方法改善所得之成分分佈之空間解析度，運用Wiener過濾器移除X光能譜量測中電子束所產生的延展效應，直接探討磁阻性質與組成元素擴散之相互關係。一般來說，交換異向性自旋閥這種多層膜結構在熱力學上是種不穩定的系統；在高溫的環境下，會導致結構的破壞造成磁阻變化率的降低。但實驗結果發現，自旋閥結構於在250 oC、2小時退火後，磁阻變化率確有上升的趨勢。場發射電子顯微鏡分析的結果，認為是鈷與銅界面在鍍膜製程上所產生的混合區產生解離，使界面變得更鮮明，導致巨磁阻變化率上升並使得自由層的矯頑場變小。本實驗探討結構與成分改變對於磁性性質上的影響。並進一步分析，對於所觀察到的混合區分解、與界面的鮮明化等現象，作詳細的討論。