1.磁性材料,其包含第一鐵磁性層、第二鐵磁性層、和在所述第一鐵磁性層和第二鐵磁性層之間并與所述第一鐵磁性層和第二鐵磁性層分別接觸的阻擋層,其中所述第一鐵磁性層和第二鐵磁性層具有不同的矯頑場,且其中所述第一鐵磁性層包含第一稀土氮化物材料以及所述第二鐵磁性層包含第二稀土氮化物材料,且其中所述第一稀土氮化物材料和第二稀土氮化物材料各自獨(dú)立地選自由以下組成的組:氮化鐠(PrN)、氮化釹(NdN)、氮化釤(SmN)、氮化銪(EuN)、氮化釓(GdN)、氮化鋱(TbN)、氮化鏑(DyN)、氮化鈥(HoN)、氮化鉺(ErN)、氮化銩(TmN)、和氮化鐿(YbN),及其任意兩種或更多種的合金。
2.如權(quán)利要求1所述的磁性材料,其中所述第一稀土氮化物材料和第二稀土氮化物材料各自獨(dú)立地選自由以下組成的組:PrN、NdN、SmN、GdN、TbN、DyN、HoN、ErN、和TmN,及其任意兩種或更多種的合金。
3.如權(quán)利要求1所述的磁性材料,其中所述第一稀土氮化物材料和第二稀土氮化物材料各自獨(dú)立地選自由以下組成的組:NdN、SmN、EuN、GdN、DyN、HoN、ErN、和YbN,及其任意兩種或更多種的合金。
4.如權(quán)利要求1所述的磁性材料,其中所述第一稀土氮化物材料和第二稀土氮化物材料各自獨(dú)立地選自由以下組成的組:NdN、SmN、GdN、DyN、HoN、和ErN,及其任意兩種或更多種的合金。
5.如權(quán)利要求1所述的磁性材料,其中所述第一稀土氮化物材料和第二稀土氮化物材料各自獨(dú)立地選自由以下組成的組:PrN、NdN、SmN、EuN、GdN、TbN、DyN、HoN、ErN、TmN、和YbN。
6.如權(quán)利要求1所述的磁性材料,其中所述第一稀土氮化物材料和第二稀土氮化物材料各自獨(dú)立地選自由以下組成的組:PrN、NdN、SmN、GdN、TbN、DyN、HoN、ErN、和TmN。
7.如權(quán)利要求1所述的磁性材料,其中所述第一稀土氮化物材料和第二稀土氮化物材料各自獨(dú)立地選自由以下組成的組:NdN、SmN、EuN、GdN、DyN、HoN、ErN、和YbN。
8.如權(quán)利要求1所述的磁性材料,其中所述第一稀土氮化物材料和第二稀土氮化物材料各自獨(dú)立地選自由以下組成的組:NdN、SmN、GdN、DyN、HoN、和ErN。
9.如權(quán)利要求1所述的磁性材料,其中所述第一稀土氮化物材料和第二稀土氮化物材料之一或兩者均為稀土氮化物合金。
10.如權(quán)利要求9所述的磁性材料,其中所述稀土氮化物合金選自由以下組成的組:(Sm,Gd)N、(Gd,Ho)N、和(Gd,Dy)N。
11.如權(quán)利要求1所述的磁性材料,其中所述第一稀土氮化物材料和第二稀土氮化物材料之一或兩者均另外包含一種或多種額外的摻雜劑。
12.如權(quán)利要求1所述的磁性材料,其中所述第一稀土氮化物材料和第二稀土氮化物材料包含少于約1021個原子/cm3的額外的一種或多種摻雜劑或其它雜質(zhì)。
13.如權(quán)利要求1所述的磁性材料,其中所述第一鐵磁性層基本上由所述第一稀土氮化物材料組成。
14.如權(quán)利要求1所述的磁性材料,其中所述第二鐵磁性層基本上由所述第二稀土氮化物材料組成。
15.如權(quán)利要求1所述的磁性材料,其中具有較低矯頑場的鐵磁性層的矯頑場為小于約500Oe。
16.如權(quán)利要求1所述的磁性材料,其中具有較高矯頑場的鐵磁性層的矯頑場比具有較低矯頑場的層的矯頑場大至少約2倍。
17.如權(quán)利要求1所述的磁性材料,其中所述矯頑場在約70K下測量。
18.如權(quán)利要求1所述的磁性材料,其中所述矯頑場在約50K下測量。
19.如權(quán)利要求1所述的磁性材料,其中所述矯頑場在約4K下測量。
20.如權(quán)利要求1所述的磁性材料,其中所述第一鐵磁性層和第二鐵磁性層之間的矯頑場差異為溫度敏感性的。
21.如權(quán)利要求1所述的磁性材料,其中所述第二鐵磁性層的矯頑場高于所述第一鐵磁性層的矯頑場。
22.如權(quán)利要求1所述的磁性材料,其中所述第一鐵磁性層的矯頑場高于所述第二鐵磁性層的矯頑場。
23.如權(quán)利要求1所述的磁性材料,其中所述第一鐵磁性稀土氮化物材料包含GdN。
24.如權(quán)利要求1所述的磁性材料,其中所述第一鐵磁性稀土氮化物材料和第二鐵磁性稀土氮化物材料包含GdN。
25.如權(quán)利要求1所述的磁性材料,其中所述第二鐵磁性稀土氮化物材料包含SmN。
26.如權(quán)利要求1所述的磁性材料,其中所述第一鐵磁性稀土氮化物材料包含GdN且所述第二鐵磁性稀土氮化物材料包含SmN。
27.如權(quán)利要求1所述的磁性材料,其中所述第一鐵磁性稀土氮化物材料包含SmN且所述第二鐵磁性稀土氮化物材料包含GdN。
28.如權(quán)利要求1所述的磁性材料,其中所述阻擋層與所述第一鐵磁性層外延。
29.如權(quán)利要求1所述的磁性材料,其中所述第二鐵磁性層與所述阻擋層外延。
30.如權(quán)利要求1所述的磁性材料,其中所述阻擋層與所述第一鐵磁性層外延且所述第二鐵磁性層與所述阻擋層外延。
31.如權(quán)利要求1所述的磁性材料,其中所述阻擋層包含第三稀土氮化物材料。
32.如權(quán)利要求1所述的磁性材料,其中所述阻擋層包含LaN或LuN。
33.如權(quán)利要求1所述的磁性材料,其中所述阻擋層基本上由LaN組成。
34.如權(quán)利要求1所述的磁性材料,其中所述阻擋層基本上由LuN組成。
35.如權(quán)利要求1所述的磁性材料,其中所述阻擋層選自由以下組成的組:LaN、LuN、HfN、AlN、GaN、和(Al,In,Ga)N合金。
36.如權(quán)利要求1所述的磁性材料,其中所述阻擋層包含GaN。
37.如權(quán)利要求1所述的磁性材料,其中所述第一鐵磁性層和第二鐵磁性層各自獨(dú)立地為約5-200nm厚。
38.如權(quán)利要求1所述的磁性材料,其中所述阻擋層為約1-200nm厚。
39.如權(quán)利要求1所述的磁性材料,其中所述磁性材料還包含與所述第一鐵磁性層接觸的基底。
40.如權(quán)利要求39所述的磁性材料,其中所述第一鐵磁性層與所述基底外延。
41.如權(quán)利要求39所述的磁性材料,其中所述第一鐵磁性層與所述基底外延且所述阻擋層與所述第一鐵磁性層外延。
42.如權(quán)利要求39所述的磁性材料,其中所述第一鐵磁性層與所述基底外延,所述阻擋層與所述第一鐵磁性層外延,且所述第二鐵磁性層與所述阻擋層外延。
43.如權(quán)利要求39所述的磁性材料,其中所述基底包含與所述第一鐵磁性層接觸的緩沖層。
44.如權(quán)利要求1所述的磁性材料,其中所述磁性材料還包含與所述第二鐵磁性層接觸的覆蓋層。
45.如權(quán)利要求44所述的磁性材料,其中所述覆蓋層與所述第二鐵磁性層外延。
46.制備磁性材料的方法,所述磁性材料包含第一鐵磁性層、第二鐵磁性層、和在所述第一鐵磁性層和第二鐵磁性層之間并與所述第一鐵磁性層和第二鐵磁性層分別接觸的阻擋層,其中所述第一鐵磁性層和第二鐵磁性層具有不同的矯頑場,且其中所述第一鐵磁性層包含第一稀土氮化物材料以及所述第二鐵磁性層包含第二稀土氮化物材料,且其中所述第一稀土氮化物材料和第二稀土氮化物材料各自獨(dú)立地選自由以下組成的組:氮化鐠(PrN)、氮化釹(NdN)、氮化釤(SmN)、氮化銪(EuN)、氮化釓(GdN)、氮化鋱(TbN)、氮化鏑(DyN)、氮化鈥(HoN)、氮化鉺(ErN)、氮化銩(TmN)、和氮化鐿(YbN),及其任意兩種或更多種的合金,所述方法包括以下步驟:
(a)沉積包含所述第一稀土氮化物材料的所述第一鐵磁性層;
(b)在步驟(a)中形成的所述第一鐵磁性層上沉積所述阻擋層;和
(c)在步驟(b)中形成的所述阻擋層上沉積包含所述第二稀土氮化物材料的所述第二鐵磁性層。
47.如權(quán)利要求46所述的方法,其中所述第一稀土氮化物材料和第二稀土氮化物材料各自獨(dú)立地選自由以下組成的組:PrN、NdN、SmN、GdN、TbN、DyN、HoN、ErN、和TmN,及其任意兩種或更多種的合金。
48.如權(quán)利要求46所述的方法,其中所述第一稀土氮化物材料和第二稀土氮化物材料各自獨(dú)立地選自由以下組成的組:NdN、SmN、EuN、GdN、DyN、HoN、ErN、和YbN,及其任意兩種或更多種的合金。
49.如權(quán)利要求46所述的方法,其中所述第一稀土氮化物材料和第二稀土氮化物材料各自獨(dú)立地選自由以下組成的組:NdN、SmN、GdN、DyN、HoN、和ErN,及其任意兩種或更多種的合金。
50.如權(quán)利要求46所述的方法,其中所述第一稀土氮化物材料和第二稀土氮化物材料各自獨(dú)立地選自由以下組成的組:PrN、NdN、SmN、EuN、GdN、TbN、DyN、HoN、ErN、TmN、和YbN。
51.如權(quán)利要求46所述的方法,其中所述第一稀土氮化物材料和第二稀土氮化物材料各自獨(dú)立地選自由以下組成的組:PrN、NdN、SmN、GdN、TbN、DyN、HoN、ErN、和TmN。
52.如權(quán)利要求46所述的方法,其中所述第一稀土氮化物材料和第二稀土氮化物材料各自獨(dú)立地選自由以下組成的組:NdN、SmN、EuN、GdN、DyN、HoN、ErN、和YbN。
53.如權(quán)利要求46所述的方法,其中所述第一稀土氮化物材料和第二稀土氮化物材料各自獨(dú)立地選自由以下組成的組:NdN、SmN、GdN、DyN、HoN、和ErN。
54.如權(quán)利要求46所述的方法,其中所述第一稀土氮化物材料和第二稀土氮化物材料之一或兩者均為稀土氮化物合金。
55.如權(quán)利要求54所述的方法,其中所述稀土氮化物合金選自由以下組成的組:(Sm,Gd)N、(Gd,Ho)N、和(Gd,Dy)N。
56.如權(quán)利要求46所述的方法,其中所述第一稀土氮化物材料和第二稀土氮化物材料之一或兩者均另外包含一種或多種額外的摻雜劑。
57.如權(quán)利要求46所述的方法,其中所述第一稀土氮化物材料和第二稀土氮化物材料包含少于約1021個原子/cm3的額外的一種或多種摻雜劑或其它雜質(zhì)。
58.如權(quán)利要求46所述的方法,其中所述第一鐵磁性層基本上由所述第一稀土氮化物材料組成。
59.如權(quán)利要求46所述的方法,其中所述第二鐵磁性層基本上由所述第二稀土氮化物材料組成。
60.如權(quán)利要求46所述的方法,其中具有較低矯頑場的鐵磁性層的矯頑場為小于約500Oe。
61.如權(quán)利要求46所述的方法,其中具有較高矯頑場的鐵磁性層的矯頑場比具有較低矯頑場的層的矯頑場大至少約2倍。
62.如權(quán)利要求46所述的方法,其中所述矯頑場在約70K下測量。
63.如權(quán)利要求46所述的方法,其中所述矯頑場在約50K下測量。
64.如權(quán)利要求46所述的方法,其中所述矯頑場在約4K下測量。
65.如權(quán)利要求46所述的方法,其中所述第一鐵磁性層和第二鐵磁性層之間的矯頑場差異為溫度敏感性的。
66.如權(quán)利要求46所述的方法,其中所述第二鐵磁性層的矯頑場高于所述第一鐵磁性層的矯頑場。
67.如權(quán)利要求46所述的方法,其中所述第一鐵磁性層的矯頑場高于所述第二鐵磁性層的矯頑場。
68.如權(quán)利要求46所述的方法,其中所述第一鐵磁性稀土氮化物材料包含GdN。
69.如權(quán)利要求46所述的方法,其中所述第一鐵磁性稀土氮化物材料和第二鐵磁性稀土氮化物材料包含GdN。
70.如權(quán)利要求46所述的磁性材料,其中所述第二鐵磁性稀土氮化物材料包含SmN。
71.如權(quán)利要求46所述的方法,其中所述第一鐵磁性稀土氮化物材料包含GdN且所述第二鐵磁性稀土氮化物材料包含SmN。
72.如權(quán)利要求46所述的方法,其中所述第一鐵磁性稀土氮化物材料包含SmN且所述第二鐵磁性稀土氮化物材料包含GdN。
73.如權(quán)利要求46所述的方法,其中所述阻擋層與所述第一鐵磁性層外延。
74.如權(quán)利要求46所述的方法,其中所述第二鐵磁性層與所述阻擋層外延。
75.如權(quán)利要求46所述的方法,其中所述阻擋層與所述第一鐵磁性層外延且所述第二鐵磁性層與所述阻擋層外延。
76.如權(quán)利要求46所述的方法,其中所述阻擋層包含第三稀土氮化物材料。
77.如權(quán)利要求46所述的方法,其中所述阻擋層包含LaN或LuN。
78.如權(quán)利要求46所述的方法,其中所述阻擋層基本上由LaN組成。
79.如權(quán)利要求46所述的方法,其中所述阻擋層基本上由LuN組成。
80.如權(quán)利要求46所述的方法,其中所述阻擋層選自由以下組成的組:LaN、LuN、HfN、AlN、GaN、和(Al,In,Ga)N合金。
81.如權(quán)利要求46所述的方法,其中所述阻擋層包含GaN。
82.如權(quán)利要求46所述的方法,其中所述第一鐵磁性層和第二鐵磁性層各自獨(dú)立地為約5-200nm厚。
83.如權(quán)利要求46所述的方法,其中所述阻擋層為約1-200nm厚。
84.如權(quán)利要求46所述的方法,其中所述第一鐵磁性層沉積在基底上。
85.如權(quán)利要求84所述的方法,其中所述第一鐵磁性層與所述基底外延。
86.如權(quán)利要求84所述的方法,其中所述第一鐵磁性層與所述基底外延且所述阻擋層與所述第一鐵磁性層外延。
87.如權(quán)利要求84所述的方法,其中所述第一鐵磁性層與所述基底外延,所述阻擋層與所述第一鐵磁性層外延,且所述第二鐵磁性層與所述阻擋層外延。
88.如權(quán)利要求84所述的方法,其中所述基底包含與所述第一鐵磁性層接觸的緩沖層。
89.如權(quán)利要求46所述的方法,其中所述方法另外包括:
(d)在步驟(c)中形成的所述第二鐵磁性層上沉積覆蓋層。
90.如權(quán)利要求89所述的方法,其中所述覆蓋層與所述第二鐵磁性層外延。
91.如權(quán)利要求46所述的方法,其中使用超高真空技術(shù)順序地沉積所述層。
92.如權(quán)利要求91所述的方法,其中所述超高真空技術(shù)選自由以下組成的組:物理氣相沉積(PVD),脈沖激光沉積(PLD)、DC/RF磁控濺射、熱蒸發(fā)和分子束外延(MBE)。
93.如權(quán)利要求46所述的方法,其中通過MBE順序地沉積所述層。
94.如權(quán)利要求46所述的方法,其中通過將稀土和氮源結(jié)合而通過MBE沉積一種或多種稀土氮化物材料。
95.如權(quán)利要求94所述的方法,其中所述氮源選自由以下組成的組:純分子氮、氨、和活性氮源,或其任意兩種或更多種的混合物。
96.如權(quán)利要求95所述的方法,其中所述活性氮源為氮等離子體或離子化氮。
97.如權(quán)利要求96所述的方法,其中所述氮源為純分子氮。
98.如權(quán)利要求94所述的方法,其中所述氮源流量比所述稀土流量大至少100倍。
99.如權(quán)利要求94所述的方法,其中所述氮源的分壓或束等效壓力(BEP)為約10-5-10-3托。
100.如權(quán)利要求94所述的方法,其中所述稀土的BEP為約10-8-10-7托。
101.如權(quán)利要求46所述的方法,其中所述層以約0.01-1nm/s的速率沉積。
102.如權(quán)利要求46所述的方法,其中所述層在環(huán)境溫度下或在升高的溫度下沉積。
103.如權(quán)利要求46所述的方法,其中所述層的一層或多層在約500-900℃的溫度下沉積。
104.如權(quán)利要求46所述的方法,其中所述層的一層或多層在約500-800℃的溫度下沉積。
105.通過如權(quán)利要求46所述的方法制備的磁性材料。
106.可通過如權(quán)利要求46所述的方法獲得的磁性材料。
107.磁性設(shè)備,其包含如權(quán)利要求1所述的磁性材料和任選存在的電接觸。
108.如權(quán)利要求107所述的磁性設(shè)備,其中基底和/或覆蓋層提供電接觸。