自旋电子学-超高真空磁控溅射

自从1980年在固态器件中发现了与电子自旋有关的电子输运现象，出现了自旋电子学。

1986年，Grunberg 发现Fe/Cr/Fe三明治结构中存在层间反铁磁耦合。PRL, 57, 2442(1986)

1988年，法国科学家Fert小组在[Fe/Cr]周期性多层膜中，观察到当施加外磁场时，其电阻变化率高达50%,因此称之为巨磁电阻效应（Giant Magnetoresistance，GMR）。在反铁磁耦合的多层膜中，出现巨磁电阻的必要条件就是近邻磁层中的磁矩相对取向在外磁场的作用下可以发生变化，因此需要很高的外磁场才能观察到GMR效应，不适合于器件应用。 后来，人们设计出一种三明治结构使相邻铁磁层的磁矩不存在（或很小）交换耦合，在较低的外磁场下相邻铁磁层的磁矩从平行排列到反平行排列或从反平行到平行排列，从而引起磁电阻的变化，这也就是所谓的自旋阀结构（spin valve）。自旋阀结构的出现使得巨磁电阻效应的应用很快变为现实。 PRL, 61, 2472(1988)

1995年，人们以绝缘层Al2O3代替导体Cr，在Fe/Al2O3/Fe三明治结构中观察到很大的隧道磁电阻（Tunneling Magnetoresistance, TMR）现象，开辟了自旋电子学的又一个新方向。除了上面提到的磁性多层结构，半导体自旋电子学如磁性半导体，磁性/半导体复合材料，非磁性半导体量子阱和纳米结构中的自旋现象以及半导体的自旋注入的研究在GMR发现后也变得十分活跃，极大地丰富了自旋电子学的内容。可以说，自旋电子学目前正处于发展时期，很多新的现象和应用随着科学技术的发展和人们认识水平的提高将会不断被揭示和发现。J.MMM. 139, L231-151(1995)

从自旋电子学的发展历程我们可以看出，磁性薄膜和纳米氧化层的制备是自旋电子学应用的关键。

在超高真空的环境下稳定地提供薄膜生长的条件是自旋电子学镀膜设备的核心关键。矽碁科技可以提供此类设备：

8靶枪超高真空磁控溅射，可制备各种金属，氧化物薄膜，且4英寸范围内薄膜的均匀性优于3%。薄膜厚度可以精确地控制到1A

相关实验测量数据：