本發(fā)明涉及磁性材料領(lǐng)域，尤其涉及一種具有反鐵磁層間耦合的磁性多層膜及其制備方法。

背景技術(shù)：
層間交換耦合現(xiàn)象是指在磁性多層膜中，根據(jù)中間層材料厚度的不同，各磁性層的磁化強(qiáng)度能實(shí)現(xiàn)平行或者反平行耦合。1986年法國(guó)科學(xué)家阿爾貝·費(fèi)爾和德國(guó)科學(xué)家彼得·格林貝格爾相繼在Fe/Cr多層膜中觀察到反鐵磁層間耦合行為，且發(fā)現(xiàn)利用磁場(chǎng)改變?cè)擉w系的磁化構(gòu)型時(shí)能引起電阻顯著的變化，即所謂的巨磁電阻效應(yīng)(GMR)，該效應(yīng)來(lái)源于界面處與自旋相關(guān)的電子散射，目前已被廣泛應(yīng)用于當(dāng)前的硬盤(pán)讀寫(xiě)技術(shù)中。早期的研究中，中間層材料均為過(guò)渡金屬，且實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)大多數(shù)的過(guò)渡金屬都能實(shí)現(xiàn)此種反鐵磁耦合，只是反鐵磁耦合強(qiáng)度和磁阻行為隨過(guò)渡金屬的不同而有所差異。2002年《物理評(píng)論快報(bào)》(Phys.Rev.Lett.89,107206(1)-(4),2002)報(bào)道，利用絕緣MgO作為中間層材料，當(dāng)其厚度薄于1nm時(shí)，F(xiàn)e磁性層之間能實(shí)現(xiàn)清晰的反鐵磁耦合。該耦合是通過(guò)自旋極化的量子隧穿實(shí)現(xiàn)的，區(qū)別于過(guò)渡金屬中的RKKY振蕩型耦合作用，并由此產(chǎn)生了另外一種磁阻行為即隧穿磁阻；2004年《科學(xué)材料》(NatureMater.3.868(1)-(4),2004)報(bào)道，在Fe/MgO/Fe隧道結(jié)中獲得了室溫下180％的巨大隧穿磁阻效應(yīng)，較之前的GMR要大一個(gè)數(shù)量級(jí)，這使其在提升當(dāng)前硬盤(pán)的讀寫(xiě)性能上有著巨大潛力。但由于鐵磁層與勢(shì)壘層之間結(jié)構(gòu)上的差異，以至于很難實(shí)現(xiàn)真正意義上的外延生長(zhǎng)，大量缺陷的產(chǎn)生在一定程度上限制了其實(shí)際應(yīng)用。2008年《物理評(píng)論快報(bào)》(Phys.Rev.Lett.101,237202(1)-(4),2008)報(bào)道，利用稀磁半導(dǎo)體Ga0.97Mn0.03As作為磁性層，用Be摻雜的GaAs作為中間層時(shí)觀察到反鐵磁層間耦合，而用未摻雜的GaAs作為中間層時(shí)，該反鐵磁耦合消失。因此認(rèn)為該反鐵磁層間耦合是由Be摻雜所引入的載流子作為媒介實(shí)現(xiàn)的。該多層膜體系的優(yōu)勢(shì)在于二者具有非常類(lèi)似的晶體結(jié)構(gòu)，故能得到結(jié)構(gòu)優(yōu)良的多層膜樣品。然而稀磁半導(dǎo)體較弱的鐵磁性使其很難得到實(shí)際應(yīng)用。鈣鈦礦錳氧化物中接近100％的自旋極化率使其作為隧道結(jié)磁性電極時(shí)有著極為出色的表現(xiàn)，然而此類(lèi)器件通常制成自旋閥式的結(jié)構(gòu)，用反鐵磁層固定住底電極的磁化方向，通過(guò)外場(chǎng)改變上電極的磁化來(lái)控制兩鐵磁層磁化的相對(duì)取向。該結(jié)構(gòu)需要外加底部的反鐵磁釘扎層，使器件結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜。綜上，目前，對(duì)于反鐵磁層間耦合的研究主要集中在過(guò)渡金屬領(lǐng)域，對(duì)于其它材料的研究鮮有涉及。然而過(guò)渡金屬氧化物中復(fù)雜的電子關(guān)聯(lián)賦予了其十分豐富的物理性能，有望在未來(lái)的電子器件中大有可為。但是，如何得到基于過(guò)渡金屬氧化物的且零場(chǎng)下能實(shí)現(xiàn)鐵磁層之間反鐵磁層間耦合的磁性多層膜一直未能有所突破。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
有鑒于此，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種具有反鐵磁層間耦合的磁性多層膜及其制備方法，本發(fā)明提供的具有反鐵磁層間耦合的磁性多層膜不僅能夠很好的外延生長(zhǎng)，而且能夠?qū)崿F(xiàn)零磁場(chǎng)下兩鐵磁層間的反鐵磁耦合。本發(fā)明提供了一種具有反鐵磁層間耦合的磁性多層膜，包括：襯底，在所述襯底上依次疊加勢(shì)壘層和磁性層，且重復(fù)疊加勢(shì)壘層和磁性層，得到具有反鐵磁層間耦合的磁性多層膜；其中，所述勢(shì)壘層的勢(shì)壘材料為CaRu0.5Ti0.5O3，所述勢(shì)壘層的層數(shù)為N，N≥3；所述鐵磁層的鐵磁材料為鈣鈦礦型過(guò)渡金屬氧化物，所述磁性層的層數(shù)為N-1。優(yōu)選的，所述勢(shì)壘層的厚度為0.8～1.8nm。優(yōu)選的，所述磁性層的厚度為2.4～3.2nm。優(yōu)選的，所述襯底用襯底材料為NdGaO3、(LaAlO3)0.3(Sr2AlTaO6)0.7、SrTiO3、LaAlO3或DyScO3。優(yōu)選的，所述鈣鈦礦型過(guò)渡金屬氧化物為L(zhǎng)a0.67Ca0.33MnO3、La0.7Sr0.3MnO3、La0.7Ba0.3MnO3或Nd0.7Sr0.3MnO3。本發(fā)明還提供了一種具有反鐵磁層間耦合的磁性多層膜的制備方法，包括：在襯底上依次沉積勢(shì)壘層和磁性層，且重復(fù)沉積勢(shì)壘層和磁性層，得到沉積后的磁性多層膜；其中，所述勢(shì)壘層的勢(shì)壘材料為CaRu0.5Ti0.5O3；所述勢(shì)壘層的層數(shù)為N，N≥3；所述鐵磁層的鐵磁材料為鈣鈦礦型過(guò)渡金屬氧化物，所述磁性層的層數(shù)為N-1；將沉積后磁性多層膜退火，得到具有反鐵磁層間耦合的磁性多層膜。優(yōu)選的，所述鈣鈦礦型過(guò)渡金屬氧化物為L(zhǎng)a0.67Ca0.33MnO3、La0.7Sr0.3MnO3、La0.7Ba0.3MnO3或Nd0.7Sr0.3MnO3。優(yōu)選的，所述沉積的氧壓為20～40Pa。優(yōu)選的，所述退火的溫度為680～735℃。優(yōu)選的，勢(shì)壘材料CaRu0.5Ti0.5O3的制備方法為：將CaO、RuO2和TiO2粉末按照Ca元素、Ru元素和Ti元素的化學(xué)摩爾比2:1:1混合煅燒，得到勢(shì)壘材料。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供了一種具有反鐵磁層間耦合的磁性多層膜，通過(guò)將CaRu0.5Ti0.5O3作為勢(shì)壘材料，將鈣鈦礦型過(guò)渡金屬氧化物作為鐵磁材料，使得制備得到的具有反鐵磁層間耦合的磁性多層膜不僅能夠很好的外延生長(zhǎng)，且在零場(chǎng)下能實(shí)現(xiàn)鐵磁層之間反平行耦合，與目前自旋閥式結(jié)構(gòu)相比，無(wú)需底層反鐵磁層的釘扎，這對(duì)簡(jiǎn)化隧道結(jié)的結(jié)構(gòu)有著重要意義；并且該多層膜中鐵磁層的翻轉(zhuǎn)對(duì)外場(chǎng)的改變十分敏感，可以通過(guò)磁場(chǎng)來(lái)控制鐵磁層之間的磁化構(gòu)型，有利于其在磁性隧道結(jié)中的應(yīng)用。附圖說(shuō)明圖1為本發(fā)明實(shí)施例1和實(shí)施例2制備的磁性多層膜的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2a為本發(fā)明實(shí)施例1提供的磁性多層膜的X射線θ-2θ線掃描圖；圖2b為本發(fā)明實(shí)施例1提供的磁性多層膜的衍射面為正交(116)的X射線倒易空間掃描圖；圖3為本發(fā)明實(shí)施例1提供的磁性多層膜的磁化強(qiáng)度隨溫度的變化關(guān)系圖；圖4為本發(fā)明實(shí)施例1提供的磁性多層膜在50K時(shí)磁化強(qiáng)度隨磁場(chǎng)的變化關(guān)系圖；圖5為本發(fā)明實(shí)施例1提供的磁性多層膜在整個(gè)溫區(qū)磁化強(qiáng)度隨磁場(chǎng)的變化關(guān)系圖；圖6為本發(fā)明實(shí)施例2提供的磁性多層膜在100K時(shí)磁化強(qiáng)度隨磁場(chǎng)的變化關(guān)系圖。具體實(shí)施方式一種具有反鐵磁層間耦合的磁性多層膜，包括：襯底，在所述襯底上依次疊加勢(shì)壘層和磁性層，且重復(fù)疊加勢(shì)壘層和磁性層，得到具有反鐵磁層間耦合的磁性多層膜；其中，所述勢(shì)壘層的勢(shì)壘材料為CaRu0.5Ti0.5O3，所述勢(shì)壘層的層數(shù)為N，N≥3；所述鐵磁層的鐵磁材料為鈣鈦礦型過(guò)渡金屬氧化物，所述磁性層的層數(shù)為N-1。按照本發(fā)明，所述襯底用襯底材料優(yōu)選為NdGaO3、(LaAlO3)0.3(Sr2AlTaO6)0.7、SrTiO3、LaAlO3或DyScO3，更優(yōu)選為NdGaO3單晶基片，更優(yōu)選為晶面取向?yàn)閇001]方向的NdGaO3單晶基片；所述鈣鈦礦型過(guò)渡金屬氧化物優(yōu)選為L(zhǎng)a0.67Ca0.33MnO3、La0.7Sr0.3MnO3、La0.7Ba0.3MnO3或Nd0.7Sr0.3MnO3，更優(yōu)選為L(zhǎng)a0.67Ca0.33MnO3；所述襯底的厚度優(yōu)選為0.3～0.6mm，更優(yōu)選為0.4～0.5mm；所述勢(shì)壘層的厚度優(yōu)選為0.8～1.8nm，更優(yōu)選為1.0～1.6nm，最優(yōu)選為1.2～1.4nm；所述磁性層的厚度優(yōu)選為2.4～3.2nm，更優(yōu)選為2.6～3nm；最優(yōu)選為2.8～2.9nm；所述勢(shì)壘層的層數(shù)優(yōu)選為3≤N≤50，更優(yōu)選為4≤N≤30，最優(yōu)選為5≤N≤25，最優(yōu)選為6≤N≤15，最優(yōu)選為7≤N≤10。本發(fā)明還提供了一種具有反鐵磁層間耦合的磁性多層膜的制備方法，包括：在襯底上依次沉積勢(shì)壘層和磁性層，且重復(fù)沉積勢(shì)壘層和磁性層，得到沉積后的磁性多層膜；其中，所述勢(shì)壘層的勢(shì)壘材料為CaRu0.5Ti0.5O3；所述勢(shì)壘層的層數(shù)為N，N≥3；所述鐵磁層的鐵磁材料為鈣鈦礦型過(guò)渡金屬氧化物，所述磁性層的層數(shù)為N-1；將沉積后磁性多層膜退火，得到具有反鐵磁層間耦合的磁性多層膜。按照本發(fā)明，在襯底上依次沉積勢(shì)壘層和磁性層，且重復(fù)沉積勢(shì)壘層和磁性層，得到沉積后的磁性多層膜；所述襯底用襯底材料優(yōu)選為NdGaO3、(LaAlO3)0.3(Sr2AlTaO6)0.7、SrTiO3、LaAlO3或DyScO3，更優(yōu)選為NdGaO3單晶基片，更優(yōu)選為晶面取向?yàn)閇001]方向的NdGaO3單晶基片；所述鈣鈦礦型過(guò)渡金屬氧化物優(yōu)選為L(zhǎng)a0.67Ca0.33MnO3、La0.7Sr0.3MnO3、La0.7Ba0.3MnO3或Nd0.7Sr0.3MnO3，更優(yōu)選為L(zhǎng)a0.67Ca0.33MnO3；所述襯底的厚度優(yōu)選為0.3～0.6mm，更優(yōu)選為0.4～0.5mm；所述勢(shì)壘層的厚度優(yōu)選為0.8～1.8nm，更優(yōu)選為1.0～1.6nm，最優(yōu)選為1.2～1.4nm；所述磁性層的厚度優(yōu)選為2.4～3.2nm，更優(yōu)選為2.6～3nm；最優(yōu)選為2.8～2.9nm；所述勢(shì)壘層的層數(shù)優(yōu)選為3≤N≤50，更優(yōu)選為4≤N≤30，最優(yōu)選為5≤N≤25，最優(yōu)選為6≤N≤15，最優(yōu)選為7≤N≤10。本發(fā)明中，本發(fā)明對(duì)沉積的方法沒(méi)有特殊限定，本領(lǐng)域公知的沉積方法即可，本發(fā)明優(yōu)選采用脈沖激光沉積的方法，所述脈沖激光沉積中：所述脈沖激光打在靶材上的能量密度優(yōu)選為1.5～2.5J/cm2，更優(yōu)選為1.8～2J/cm2；所述激光頻率優(yōu)選為4～10Hz，更優(yōu)選為5～8Hz；所述沉積的氣氛優(yōu)選為氧氣氣氛；所述沉積的壓強(qiáng)優(yōu)選為20～40Pa，更優(yōu)選為25～35Pa；所述沉積的溫度優(yōu)選為680-735℃，更優(yōu)選為700-710℃。本發(fā)明對(duì)勢(shì)壘層的勢(shì)壘材料的來(lái)源沒(méi)有特殊限定，本領(lǐng)域公知的制備方法制備的勢(shì)壘材料均可，本發(fā)明優(yōu)選按照以下方法制備：將CaO、RuO2和TiO2粉末按照Ca元素、Ru元素和Ti元素的化學(xué)摩爾比2:1:1混合煅燒，得到勢(shì)壘材料。具體的，所述混合煅燒的溫度優(yōu)選為1300～1400℃，更優(yōu)選為1320～1380℃，最優(yōu)選為1350～1460℃；所述煅燒的時(shí)間優(yōu)選為18～24小時(shí)；且為了使得到的勢(shì)壘材料性能更好，本發(fā)明優(yōu)選將CaO、RuO2和TiO2粉末按照Ca元素、Ru元素和Ti元素的化學(xué)摩爾比2:1:1混合后，先預(yù)燒，所述預(yù)燒的溫度優(yōu)選為1000～1300攝氏度，更優(yōu)選為1050℃預(yù)燒12h，然后在1150℃預(yù)燒12h，最后在1250℃預(yù)燒12h；預(yù)燒完畢后，本發(fā)明還優(yōu)選將預(yù)燒后的混合物壓成靶片，然后進(jìn)行煅燒。本發(fā)明對(duì)鐵磁層的鐵磁材料的來(lái)源沒(méi)有特殊限定，本領(lǐng)域公知的制備方法制備的鐵磁材料均可，本發(fā)明優(yōu)選按照以下方法制備：將CaO、MnO2和La2O3粉末按照其中Ca元素、Mn元素和La元素的化學(xué)摩爾比為1:3:2混合煅燒，得到鐵磁材料。具體的，所述混合煅燒的溫度優(yōu)選為1300～1400℃，更優(yōu)選為1320～1380℃，最優(yōu)選為1350～1460℃；所述煅燒的時(shí)間優(yōu)選為18～24小時(shí)；且為了使得到的磁性材料的性能更好，本發(fā)明優(yōu)選將CaO、MnO2和La2O3粉末按照其中Ca元素、Mn元素和La元素的化學(xué)摩爾比為1:3:2混合后，先預(yù)燒，所述預(yù)燒的溫度優(yōu)選為1100～1300攝氏度，更優(yōu)選為1100℃預(yù)燒12h，然后在1200℃預(yù)燒12h，最后在1300℃預(yù)燒12h；預(yù)燒完畢后，本發(fā)明還優(yōu)選將預(yù)燒后的混合物壓成靶片，然后進(jìn)行煅燒。本發(fā)明提供了一種具有反鐵磁層間耦合的磁性多層膜，通過(guò)將CaRu0.5Ti0.5O3作為勢(shì)壘材料，將鈣鈦礦型過(guò)渡金屬氧化物作為鐵磁材料，使得制備得到的具有反鐵磁層間耦合的磁性多層膜不僅能夠很好的外延生長(zhǎng)，且在零場(chǎng)下能實(shí)現(xiàn)鐵磁層之間反平行耦合，與目前自旋閥式結(jié)構(gòu)相比，無(wú)需底層反鐵磁層的釘扎，這對(duì)簡(jiǎn)化隧道結(jié)的結(jié)構(gòu)有著重要意義；并且該多層膜的鐵磁層的翻轉(zhuǎn)對(duì)外場(chǎng)的改變十分敏感，可以通過(guò)磁場(chǎng)來(lái)控制鐵磁層之間的磁化構(gòu)型，有利于其在磁性隧道結(jié)中的應(yīng)用。下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。實(shí)施例1制備[CaRu0.5Ti0.5O3(1.2nm)/La0.67Ca0.33MnO3(2.8nm)]10/CaRu0.5Ti0.5O3(1.2nm)，即N＝11的反鐵磁層間耦合的磁性多層膜1)制備La0.67Ca0.33MnO3鐵磁材料：將CaO(純度為99.99％)、MnO2(純度≥98.0％)和La2O3(純度為99.99％)粉末按照La0.67Ca0.33MnO3中Ca元素、Mn元素和La元素的化學(xué)摩爾比混合，研磨均勻后，分別依次在1100℃、1200℃、1300℃預(yù)燒三次，每次預(yù)燒時(shí)間均為12小時(shí)，然后40MPa壓強(qiáng)下壓成圓形靶片，并在1350℃煅燒24小時(shí)，燒結(jié)成La0.67Ca0.33MnO3靶材，即La0.67Ca0.33MnO3鐵磁材料。2)制備CaRu0.5Ti0.5O3勢(shì)壘材料：將CaO(純度為99.99％)、RuO2(純度為99.95％)、TiO2(純度為99.99％)粉末按照CaRu0.5Ti0.5O3中Ca元素、Ru元素和Ti元素的化學(xué)摩爾比混勻后，研磨均勻后，分別依次在1050℃、1150℃和1250℃預(yù)燒三次，每次所述預(yù)燒步驟的時(shí)間均為12小時(shí)，然后在40MPa壓強(qiáng)下壓成圓形靶片，并在1350℃煅燒24小時(shí)，燒結(jié)得到所述CaRu0.5Ti0.5O3靶材，即CaRu0.5Ti0.5O3勢(shì)壘材料。3)利用脈沖激光沉積的方法在厚度為0.5mm的NdGaO3(001)單晶基片依次生長(zhǎng)CaRu0.5Ti0.5O3和La0.67Ca0.33MnO3薄膜，重復(fù)依次生長(zhǎng)CaRu0.5Ti0.5O3和La0.67Ca0.33MnO3薄膜9次，最后在頂層La0.67Ca0.33MnO3上覆蓋一層CaRu0.5Ti0.5O3薄膜；其中，所用激光器為Coherent公司生產(chǎn)的COMPexPROKrF準(zhǔn)分子激光器，波長(zhǎng)為248nm，打在轉(zhuǎn)動(dòng)靶材上的能量密度為2J/cm2，激光頻率為5Hz，薄膜厚度通過(guò)沉積時(shí)間來(lái)控制，該實(shí)例中，所有CaRu0.5Ti0.5O3層厚度均為1.2nm，所有La0.67Ca0.33MnO3層厚度均為2.8nm。且各層薄膜的生長(zhǎng)條件均相同：沉積氧壓為30Pa，沉積溫度為700℃，沉積結(jié)束后，將薄膜在原位制備溫度和氧壓下退火15分鐘，然后在30Pa氧壓下緩慢降至400℃，在2000Pa氧壓下緩慢降至室溫，即得[CaRu0.5Ti0.5O3(1.2nm)/La0.67Ca0.33MnO3(2.8nm)]10/CaRu0.5Ti0.5O3(1.2nm)反鐵磁層間耦合的磁性多層膜。實(shí)施例1所述的結(jié)構(gòu)如圖1所示，圖1為本發(fā)明實(shí)施例1和實(shí)施例2制備的磁性多層膜的結(jié)構(gòu)示意圖。通過(guò)對(duì)本發(fā)明所述的磁性多層膜進(jìn)行結(jié)構(gòu)表征，結(jié)果參見(jiàn)圖2a～圖2b；圖2a為本發(fā)明實(shí)施例1提供的磁性多層膜的X射線θ-2θ線掃描圖，從圖2a中可以清晰地觀察到由于薄膜整體厚度干涉引起的Laue振蕩，表明樣品具有很好的平整度。此外由于組份調(diào)制導(dǎo)致的一級(jí)衛(wèi)星峰表明CaRu0.5Ti0.5O3和La0.67Ca0.33MnO3之間可忽略的互擴(kuò)散效應(yīng)和清晰的界面結(jié)構(gòu)。圖2b為本發(fā)明實(shí)施例1提供的磁性多層膜的衍射面為正交(116)的X射線倒易空間掃描圖，從圖2b可以看出，圖中可觀察到主斑點(diǎn)、衛(wèi)星斑點(diǎn)及由于厚度干涉引起的諸多衍射斑點(diǎn)，通過(guò)上述結(jié)構(gòu)表征，表明實(shí)施例1獲得的磁性多層膜為高質(zhì)量的外延超晶格樣品。圖3為本發(fā)明實(shí)施例1提供的磁性多層膜的磁化強(qiáng)度隨溫度的變化關(guān)系圖，從圖中可以看出，測(cè)試磁場(chǎng)強(qiáng)度為250Oe，方向沿NdGaO3襯底的[010]方向，圖中暗灰色線為NdGaO3襯底的順磁背景信號(hào)。在180K附近樣品的磁化強(qiáng)度開(kāi)始迅速增大，即鐵磁居里溫度TC約為180K。然而當(dāng)溫度降至140K以下時(shí)其磁化強(qiáng)度反而開(kāi)始下降，預(yù)示著低溫下反鐵磁序的出現(xiàn)。為了進(jìn)一步表征低溫下的反鐵磁行為，測(cè)量了時(shí)本發(fā)明實(shí)施例1提供的磁性多層膜的磁化強(qiáng)度隨磁場(chǎng)的變化關(guān)系，結(jié)果見(jiàn)圖4，圖4為本發(fā)明實(shí)施例1提供的磁性多層膜在50K時(shí)磁化強(qiáng)度隨磁場(chǎng)的變化關(guān)系圖，從圖中可以看出，在零場(chǎng)下，該磁性多層膜的剩余磁化僅為0.09μB/Mn，約為飽和磁化強(qiáng)度的3％，表明在零場(chǎng)時(shí)超晶格中各鐵磁層磁化方向能實(shí)現(xiàn)完好的反平行排列；此外，該磁滯回線的左右半幅各有兩個(gè)小回線，對(duì)應(yīng)著變場(chǎng)過(guò)程中不同鐵磁層分步翻轉(zhuǎn)的過(guò)程，究其原因在于底層La0.67Ca0.33MnO3和頂層La0.67Ca0.33MnO3受到鄰近層的層間耦合作用與內(nèi)部La0.67Ca0.33MnO3層之間有所差別。圖5為本發(fā)明實(shí)施例1提供的磁性多層膜在整個(gè)溫區(qū)磁化強(qiáng)度隨磁場(chǎng)的變化關(guān)系圖，從圖中可以看出，當(dāng)溫度在TC(180K)以下時(shí)，零場(chǎng)下各鐵磁層之間均能實(shí)現(xiàn)較好的反鐵磁層間耦合，顯示很小的剩余磁化。只是由于受到熱擾動(dòng)的影響，在溫度接近TC時(shí)，樣品磁化翻轉(zhuǎn)與低溫下稍有所差異。實(shí)施例2：制備[CaRu0.5Ti0.5O3(1.2nm)/La0.67Ca0.33MnO3(2.8nm)]2/CaRu0.5Ti0.5O3(1.2nm)，即N＝3的反鐵磁層間耦合的磁性多層膜1)制備La0.67Ca0.33MnO3鐵磁材料：將CaO(純度為99.99％)、MnO2(純度≥98.0％)和La2O3(純度為99.99％)粉末按照La0.67Ca0.33MnO3中Ca元素、Mn元素和La元素的化學(xué)摩爾比混合，研磨均勻后分別依次在1100℃、1200℃、1300℃預(yù)燒三次，每次預(yù)燒時(shí)間均為12小時(shí)，然后40MPa壓強(qiáng)下壓成圓形靶片，并在1350℃煅燒24小時(shí)，燒結(jié)成La0.67Ca0.33MnO3靶材，即La0.67Ca0.33MnO3鐵磁材料。2)制備CaRu0.5Ti0.5O3勢(shì)壘材料：將CaO(純度為99.99％)、RuO2(純度為99.95％)、TiO2(純度為99.99％)粉末按照CaRu0.5Ti0.5O3中Ca元素、Ru元素和Ti元素的化學(xué)摩爾比混勻后，研磨均勻后分別依次在1050℃、1150℃和1250℃預(yù)燒三次，每次所述預(yù)燒步驟的時(shí)間均為12小時(shí)，然后在40MPa壓強(qiáng)下壓成圓形靶片，并在1350℃煅燒24小時(shí)，燒結(jié)得到所述CaRu0.5Ti0.5O3靶材，即CaRu0.5Ti0.5O3勢(shì)壘材料。3)利用脈沖激光沉積方法在厚度為0.5mm的NdGaO3(001)單晶基片依次生長(zhǎng)CaRu0.5Ti0.5O3和La0.67Ca0.33MnO3薄膜，重復(fù)以上過(guò)程1次，最后在頂層La0.67Ca0.33MnO3上覆蓋一層CaRu0.5Ti0.5O3薄膜。所用激光器為Coherent公司生產(chǎn)的COMPexPROKrF準(zhǔn)分子激光器，波長(zhǎng)為248nm，打在轉(zhuǎn)動(dòng)靶材上的能量密度為2J/cm2，激光頻率為5Hz，薄膜厚度通過(guò)沉積時(shí)間來(lái)控制。該實(shí)例中，所有CaRu0.5Ti0.5O3層厚度均為1.2nm，所有La0.67Ca0.33MnO3層厚度均為2.8nm。且各層薄膜的生長(zhǎng)條件均相同：沉積氧壓為30Pa，沉積溫度為700℃，沉積結(jié)束后，將薄膜在原位制備溫度和氧壓下退火15分鐘，然后在30Pa氧壓下緩慢降至400℃，在2000Pa氧壓下緩慢降至室溫，即得[CaRu0.5Ti0.5O3(1.2nm)/La0.67Ca0.33MnO3(2.8nm)]2/CaRu0.5Ti0.5O3(1.2nm)反鐵磁層間耦合的磁性多層膜。實(shí)施例2所述的結(jié)構(gòu)如圖1所示，圖1為本發(fā)明實(shí)施例1和實(shí)施例2制備的磁性多層膜的結(jié)構(gòu)示意圖。對(duì)實(shí)施例2得到的磁性多層膜的性能進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果見(jiàn)圖6，圖6為本發(fā)明實(shí)施例2提供的磁性多層膜在100K時(shí)磁化強(qiáng)度隨磁場(chǎng)的變化關(guān)系圖，從圖中可以看出，在正向飽和場(chǎng)下兩鐵磁層正向平行排列，逐步降場(chǎng)至130Oe左右，樣品磁化強(qiáng)度開(kāi)始迅速減小至零，此時(shí)兩鐵磁層反平行排列。加反向場(chǎng)超過(guò)300Oe以后，兩鐵磁層實(shí)現(xiàn)反向平行排列，即在正負(fù)變場(chǎng)的過(guò)程中，能?chē)?yán)格控制其中磁性層的磁化方向以獲得二者平行或者反平行排列，即多層膜的鐵磁層的翻轉(zhuǎn)對(duì)外場(chǎng)的改變十分敏感，這對(duì)于實(shí)現(xiàn)其在磁性隧道結(jié)中的應(yīng)用至關(guān)重要。以上實(shí)施例的說(shuō)明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。