[发明专利]一种稀土（RE）-过渡族金属（TM）合金中非共线反铁磁耦合原子磁矩间夹角测量方法

权利要求书

1.一种稀土(RE)-过渡族金属(TM)合金中非共线反铁磁耦合原子磁矩间夹角测量方法，其特征在于：通过测量由两层RE-TM磁性层组成的自旋阀的磁电阻角分辨谱，来测定RE-TM非共线反铁磁耦合原子磁矩之间的夹角；

由两层RE-TM磁性层与中间非磁性金属间隔层构成的自旋阀，对其磁电阻进行角分辨谱测量方法，包括以下步骤：

1)制备出由双层RE-TM磁性层构成的自旋阀，其中一层垂直磁化的RE-TM磁性层被反铁磁层钉扎，作为磁电阻测量时的固定层；另一层RE-TM磁性层为自由层；中间间隔层为纳米厚度的非磁性金属层；

2)采用四探针法测量自旋阀的磁电阻，两侧两根第一探针通电流，中间两根第二探针测电压；

3)定义自由层膜面为xy平面，膜面法线方向为z轴方向；施加磁场H，H在xy平面的投影与x轴之间的夹角为方位角，记为H与z轴之间的夹角定义为θ；其中RE-TM固定层由于被钉扎，其磁化方向在外磁场作用下不发生改变；而RE-TM自由层的磁矩随外磁场转动，固定方位角在HOz平面内扫描磁场，同时采用步骤2)的方法进行磁电阻测量，就能获得磁电阻值R关于角度θ的角分辨谱；

4)扫描方位角在不同的方位角时重复步骤3)进行磁电阻值R关于角度θ的角分辨谱测量，就能得到一极坐标图，从中提取出RE-TM自由层中非共线反铁磁耦合原子磁矩的夹角α信息，从极坐标图中，获得θ₀，α与θ₀的关系：-M_RE·sin(θ₀+α)＝M_TM·sinθ₀，其中M_RE和M_TM分别为稀土元素原子磁矩和过渡族金属元素原子磁矩；

稀土-过渡金属合金(RE-TM)磁性材料为稀土-过渡族金属非晶合金，其稀土元素为Tb、Gd和Ho元素中的一种，过渡族金属为Co、Fe和Ni元素中的一种；其中RE-TM磁性固定层的磁矩被反铁磁层钉扎，其磁化方向在磁场下无法转动，而RE-TM磁性自由层的磁矩跟随外磁场转动。

2.根据权利要求1所述的一种稀土(RE)-过渡族金属(TM)合金中非共线反铁磁耦合原子磁矩间夹角测量方法，其特征在于，自旋阀为钉扎型自旋阀，它包括反铁磁钉扎层、RE-TM磁性固定层、中间间隔层和RE-TM磁性自由层。

3.根据权利要求2所述的一种稀土(RE)-过渡族金属(TM)合金中非共线反铁磁耦合原子磁矩间夹角测量方法，其特征在于，所述自旋阀中反铁磁钉扎层选用IrMn合金、垂直磁化的TbCoFe合金、矫顽力大的垂直磁化多层膜(Co/Pt)n、(Co/Pd)n或由纳米厚度Ru分隔开的双层垂直磁化多层膜(Co/Pt)n/Ru/(Co/Pt)n、(Co/Pd)n/Ru/(Co/Pd)n构成的人工反铁磁钉扎层。

4.根据权利要求1所述的一种稀土(RE)-过渡族金属(TM)合金中非共线反铁磁耦合原子磁矩间夹角测量方法，其特征在于，所述的自旋阀中的中间间隔层选用Cu、Ag或者Au。

5.根据权利要求1所述的一种稀土(RE)-过渡族金属(TM)合金中非共线反铁磁耦合原子磁矩间夹角测量方法，其特征在于，在自旋阀顶部设有覆盖保护层；覆盖保护层选用二氧化硅、氧化镁、氧化铝、五氧化二钽、氮化硅、氮化铝或者氮化钛。