本发明属于信息技术和自旋电子学领域，具体涉及一种界面调控人工反铁磁耦合场结构的制备工艺。
背景技术：
1、人工反铁磁体结构：磁性层/非磁性层/磁性层，由非磁性过渡金属的薄间隔层把两个铁磁层隔开，磁性层之间通过层间交换作用耦合。理论学家们设计了各种模型来帮助更好地理解层间交换耦合作用的机理，如：自由电子模型、ruderman-kittel-kasuya-yosida(rkky)模型、空穴束缚模型、量子干涉模型、anderson模型。这些模型都依赖于一些简化的假设，但是对于耦合机制共享相同的基本物理图像：铁磁层诱导间隔层的传导电子自旋极化，这个极化扩展到整个间隔层，并最终与第二层铁磁层相互作用，从而产生有效的交换相互作用。
2、人工反铁磁体中的层间交换耦合作用远弱于反铁磁内部磁矩之间的直接交换（或超交换耦合）作用，这就使得人工反铁磁中的磁矩排列方式更容易调控。在人工反铁磁体中，通过改变非磁性间隔层的厚度来控制相邻铁磁层的层间耦合类型为铁磁耦合（平行排列）或反铁磁耦合（反平行排列），而随着间隔层厚度增加，层间交换耦合强度逐渐得到抑制。
3、人工反铁磁结构具有比较低的杂散场、良好的热稳定性、快速的高频响应等优点，广泛应用于磁传感器和磁随机存取存储器。通过调控人工反铁磁结构的杂散场，可以实现对其稳定性和灵敏度的调控；另外，磁性层间的耦合作用也会产生额外的自由度。调节人工反铁磁层间耦合强度的物理机制包括，基于中间层中传导电子能带结构的机制，基于磁性层与中间层之间界面效应的机制，基于磁性层内部自旋耦合强度的机制。因此，设计不同体系的人工反铁磁结构并深入研究层间交换耦合，将有助于扩展其应用领域并提供相关的技术支持，并且在基础研究和应用两个方面都具有重要意义和价值。
技术实现思路
1、本发明提供了一种界面调控人工反铁磁耦合场结构的制备工艺，目的在于提供一种新的调控方法增强反铁磁耦合强度。
2、为此，本发明采用如下技术方案：
3、一种界面调控人工反铁磁耦合场的结构，人工反铁磁的结构由下向上分别为：基底、缓冲层、种子层、下磁性层、下界面磁性层、非磁性层、上界面磁性层、上磁性层和保护层。
4、一种上述的界面调控人工反铁磁耦合场的结构的制备工艺，包括以下步骤：
5、1）将清洗、烘干好的基片固定在真空溅射室的基片台上，达到所需的真空度；
6、2）在基片上表面溅射钽层形成缓冲层；
7、3）在缓冲层上表面溅射生长铂层形成种子层；
8、4）在种子层上表面溅射下磁性层[pt/cofe]2；
9、5）在下磁性层上表面制备下界面磁性层[pt/coxfe1-x]，其中0≤x≤1；
10、6）在下界面磁性层上溅射非磁性层ir；
11、7）在非磁性ir层上溅射上界面磁性层[pt/coxfe1-x]，其中0≤x≤1；
12、8）在上界面磁性层上表面溅射上磁性层[cofe/pt]2；
13、9）在上磁性层上溅射钽层形成保护层，得到成品。
14、进一步地，所述步骤2）中缓冲层的厚度为5nm，所述步骤3）中种子层的厚度为3nm。
15、进一步地，所述步骤4）和8）中，上磁性层和下磁性层的周期均为2，pt厚度为2nm，cofe厚度为0.7nm。
16、进一步地，所述步骤5）和7）中，下界面磁性层和上界面磁性层的周期均为1，pt厚度为2nm，coxfe1-x厚度为0.7nm。
17、进一步地，所述步骤6）中非磁性层ir薄膜的厚度为0.7nm，所述步骤9）中保护层钽层的厚度为5nm。
18、进一步地，所述下界面磁性层和上界面磁性层成分及制备方法如下：
19、种类一、界面磁性层为[pt/fe]1，周期为1，直流磁控溅射，pt厚度为2nm，fe厚度为0.7nm；
20、或种类二、界面磁性层[pt/co0.25fe0.75]1，周期为1，直流磁控溅射，pt厚度为2nm，co靶、fe靶共溅，厚度为0.7nm；
21、或种类三、界面磁性层[pt/co0.5fe0.5]1，周期为1，直流磁控溅射，pt厚度为2nm，co靶、fe靶共溅，厚度为0.7nm；
22、或种类四、界面磁性层[pt/co0.75fe0.25]1，周期为1，直流磁控溅射，pt厚度为2nm，co靶、fe靶共溅，厚度为0.7nm；
23、或种类五、界面磁性层[pt/co]1，周期为1，直流磁控溅射，pt溅厚度为2nm，co厚度为0.7nm。
24、本发明的有益效果在于：
25、1.人工反铁磁结构中，改变磁性层/非磁性层/磁性层界面处磁性层中的成分比例，通过改变界面成分比例来调节晶格适配比，导致层间交换耦合强度发生变化。本发明为人工反铁磁薄膜耦合强度的调节提供了一种新的方法。
26、2.人工反铁磁结构中，通过改变非磁性层厚度调节薄膜反铁磁耦合强度，非磁性层厚度的增加会减少自旋相关散射，导致薄膜电阻变化率减小。本发明通过调节界面磁性层的成分比，调节晶格适配比，将增加薄膜磁电阻变化率。
1.一种界面调控人工反铁磁耦合场结构的制备工艺，其特征在于，结构由下向上依次为：基底、缓冲层、种子层、下磁性层、下界面磁性层、非磁性层、上界面磁性层、上磁性层和保护层；所述上、下界面磁性层采用不同原子比的[pt/coxfe1-x]结构，通过调控界面磁性层与非磁性层的界面结构实现反铁磁耦合增强；
2.根据权利要求1所述的界面调控人工反铁磁耦合场结构的制备工艺，其特征在于，所述下界面磁性层和上界面磁性层通过两靶共溅制备。
3.根据权利要求1所述的界面调控人工反铁磁耦合场结构的制备工艺，其特征在于，所述下界面磁性层和上界面磁性层采用相同的制备工艺。
4.根据权利要求1所述的界面调控人工反铁磁耦合场结构的制备工艺，其特征在于，所述下界面磁性层和上界面磁性层成分及制备方法如下：
5.根据权利要求1所述的界面调控人工反铁磁耦合场结构的制备工艺，其特征在于，所述步骤2）中缓冲层ta的厚度为5nm，所述步骤3）中种子层pt的厚度为3nm。
6.根据权利要求1所述的界面调控人工反铁磁耦合场的结构的制备工艺，其特征在于，所述步骤4）和8）中，上磁性层和下磁性层[pt/cofe]2的周期均为2，pt厚度为2nm，cofe厚度为0.7nm。
7.根据权利要求1所述的界面调控人工反铁磁耦合场结构的制备工艺，其特征在于，所述步骤6）中非磁性层ir薄膜的厚度为0.7nm，所述步骤9）中保护层ta的厚度为5nm。
