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多层纳米线是研究电流垂直于膜面巨磁电阻(CPP-GMR)效应的重要结构,随着制备技术的发展和性能研究的不断深入,具有优异CPP-GMR性能的多层线必将成为磁电子学器件领域新一轮变革的重要推动力。论文以阳极氧化铝(AAO)为模板,采用双槽电沉积技术制备了NiFe/Cu/Co/Cu、NiFe/Cu、Co/Cu多层线阵列,利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和X射线衍射仪(XRD)对纳米线进行表征,通过振动样品磁强计(VSM)和物理性能测试系统(PPMS)测试样品的磁性能和巨磁电阻性能。研究表明,NiFe/Cu/Co/Cu多层纳米线长径均一,分层明显,选区电子衍射结果显示,NiFe层为多晶态,Co层为六方密排hcp(100)结构,各子层生长速度为:NiFe层为1.167nm/s,Cu层为0.800nm/s,Co层为1.400nm/s。纳米线直径、热处理及沉积周期对NiFe/Cu/Co/Cu多层线阵列的磁性能和巨磁电阻性能均有很大的影响。随着纳米线直径的增加,材料磁性能和巨磁电阻性能先增大后减小,直径为80nm时,各项性能达到最优;在300°C及以下温度热处理可以使材料晶型择优生长,界面粗糙度减小,有利于提高材料的磁性能和巨磁电阻性能,高温(400°C、500°C)热处理易导致界面原子互混,不利于改善材料的各项性能;沉积周期为300的纳米线阵列的磁性能和巨磁电阻最佳,周期继续增加会出现层间位错、缺陷以及气孔,同时造成杂质的混入,材料的性能反而降低。通过改变NiFe/Cu、Co/Cu多层线阵列的子层厚度测试材料的磁性能和巨磁电阻性能,对VF模型进行验证,子层金属厚度在自旋扩散长度(SDL)范围内时,材料的GMR性能最优,其中NiFe层的最佳厚度为2~5nm,Co层的最佳厚度为10~15nm,Cu层的最佳厚度为7~50nm。此外,本文以NiFe/Cu/Co/Cu多层线为元件,设计了一种巨磁电阻位移传感器,构建了实验平台,确定了测试条件和手段,用于考察传感器的性能。