近年来，在柔性基底上制造磁电子系统的进展推动了电子皮肤、可穿戴设备、软体机器人、物联网等领域的研究[1]、[2]、[3]、[4]、[5]。特别是，由于其磁各向异性，磁性薄膜和多层膜在实现多功能集成和低功耗的柔性设备方面具有巨大潜力[2]、[3]、[4]、[5]。迄今为止，许多研究集中在利用具有面内磁各向异性（IMA）的柔性多层结构中的磁阻效应来实现传感功能。例如，这些传感器能够在保持轻量化、柔韧性、可塑性和可穿戴性的同时，检测磁场的幅度或方向[6]、[7]、[8]、[9]、[10]。另一方面，尽管垂直磁各向异性（PMA）因其能够在刚性基底上构建非易失性存储器、3D磁场传感器和基于自旋的逻辑器件而受到广泛关注[15]、[16]、[17]、[18]、[19]，但使用垂直磁化多层膜的柔性设备的案例却很少[12]、[13]、[14]。
通常，在没有特定晶体取向的基底上生长的磁性薄膜表现出以面内磁各向异性（IMA）为主的退磁能量。相比之下，在（Co, FeCo, CoFeB）/(Pt, Pd)等多层结构的异质界面中，可以通过界面自旋-轨道耦合（SOC）现象诱导PMA，从而将磁化易轴驱动到垂直平面方向[18]、[20]。为了实现稳定的PMA状态，需要将多层膜中磁层的厚度和界面粗糙度控制在亚纳米级别。由于大多数常见柔性聚合物基底的表面粗糙度较高，这可能会显著影响界面粗糙度，进而削弱界面PMA[21]、[22]、[23]、[24]。此外，这一不利的因素进一步阻碍了人们对详细堆叠结构与磁各向异性能量之间定量关系的全面理解，从而难以在柔性磁性多层膜中实现稳定且可控的PMA。
在本研究中，我们系统地研究了表面粗糙度、CoFeB和Pt厚度以及堆叠周期对柔性Co40Fe40B20(CoFeB)/Pt多层膜磁各向异性的影响。通过涂覆聚酰亚胺（PI）层来优化商用Kapton基底的表面粗糙度，成功制备出了具有与在二氧化硅基底上生长的多层膜相当PMA的柔性Pt/CoFeB/Pt多层膜。基于这一优化，评估了CoFeB厚度为0.6–0.9 nm、间隔Pt厚度为0.8–3.0 nm、堆叠周期为1–5的Pt/[CoFeB/Pt]N多层膜的有效各向异性能量。磁各向异性分析进一步表明，PMA成分主要来自CoFeB/Pt界面，而CoFeB厚度依赖性的退磁效应主导了IMA成分。特别是，界面PMA能量密度随Pt厚度的增加而单调增加，在Pt厚度超过约1.5 nm时达到0.39 erg/cm2的值，且不受堆叠周期的影响。我们认为这种行为源于CoFeB/Pt界面的轨道杂化程度，而非表面粗糙度的恶化或层间磁相互作用。我们的工作不仅证明了在柔性基底上生长磁性多层膜的同时不损害其PMA，还为实现柔性磁性多层膜中稳健且可调的PMA强度提供了关键见解，这可能促进并扩展基于PMA的柔性存储和逻辑器件的应用。
