膜态组合对掺杂型负磁伸纳米级耦合膜磁性能的影响

采用离子束溅射沉积法,通过溅射Sm-Fe-B合金靶、Ni-Fe靶及纯Fe靶,在锡青铜和盖玻片衬底上溅射沉积由B掺杂的Sm-Fe-B负磁致伸缩薄膜与Ni-Fe、纯Fe组合的纳米级耦合薄膜材料。通过采用LK-500激光微位移传感器测量薄膜自由端偏转量,用交变梯度磁强计测试薄膜的磁滞回线,研究不同比例的膜态组合及不同软磁材料耦合的膜态组合对薄膜的磁致伸缩性能及软磁特性的影响。实验结果表明:磁致伸缩层与软磁层的比例为3∶1时的磁致伸缩性能、软磁特性最佳;且在磁致伸缩层与软磁层耦合的比例为3∶1基础上,通过改变耦合软磁层材料种类,薄膜的磁致伸缩性能与软磁特性可以得到进一步改善。     

应用于射频范围的软磁薄膜研究进展

探讨了获得具有优良高频电磁性能的软磁薄膜的合适工艺条件。指出薄膜的性能主要取决于薄膜的成分、微观组织、磁致伸缩系数、残余应力状态、有无软磁底层、外加磁场溅射沉积和后续磁场热处理等因素。以Fe70Co30为基的软磁薄膜和Fe(Co)-X-N纳米晶软磁薄膜主要应用于要求高饱和磁化强度的器件如磁头中,磁性纳米颗粒膜具有高的电阻率因而趋肤深度较大,有望应用于高频微磁器件如微电感、微变压器的磁芯中。     

GdFeCo/AlN/DyFeCo静磁耦合多层薄膜磁化方向转变的研究

对 Gd Fe Co/Al N/Dy Fe Co静磁耦合多层薄膜变温磁化方向变化进行了研究。结果表明读出层 Gd Fe Co随温度上升从平面磁化转变成垂直磁化 ,转变过程中受饱和磁化强度 (Ms)和有效各向异性常数影响 ,但主要受饱和磁化强度 (Ms)的影响。在高温时读出层的磁化强度很小 ,退磁场能减小 ,在静磁耦合作用下 ,使 Gd Fe Co读出层的磁化方向发生转变 ,而且磁化方向的转变在较小的温度范围内变化较快。     

超磁致伸缩材料及其应用

介绍了超磁致伸缩材料具有高磁致伸缩应变λ，能量转换效率高、工作频带宽、频率特性好；稳定性好、可靠性高，其磁致伸缩性能不随时间而变化，无过热失效等特点；开发出的TbxDyt（1-x）Fe，合金，在较低的外磁场下就能达到超磁致伸缩效果，并对TbFez，DyFe2，Tb0.3Dy0.7Fe2（Terfenol-D）做了特性对比；超磁致伸缩材料在声频和超声技术方面广阔的应用前景，超磁致伸缩材料的应用及研究对发展声纳技术、水声对抗技术、海洋开发与探测技术将起到关键性作用。     

基于磁致伸缩多层膜的磁声表面波传感器

研究了一种基于FeCoSiB/SiO_2多层膜的磁声表面波(MSAW)传感器,其中FeCoSiB/SiO_2多层膜制备在石英声表面波(SAW)谐振器上。在外加磁场发生变化时,FeCoSiB/SiO_2多层膜通过巨杨氏模量效应影响压电衬底表层的相速度,进而改变SAW的谐振频率。通过设计和优化磁致伸缩多薄膜的结构和软磁性能,不仅获得磁致伸缩层总厚度与谐振器品质因数的关系,而且成功使磁敏传感器的灵敏度(Δf/H,即施加单位磁场时的谐振频率的变化量)提升了2个数量级,达到419 Hz/μT。在此基础下,探讨了Δf-H曲线在难、易轴方向表现出蝴蝶型和回线型特性的机理。由于该传感器具有很高的磁场灵敏度和良好的方向选择性,在微弱磁场(如地磁场)检测领域将具有极高的实用价值。     

超磁致伸缩薄膜性能测试系统研究

针对超磁致伸缩薄膜制备过程中所关心的性能测试问题,提出了利用外加磁场引起薄膜变形,运用微位移传感器测试薄膜变形的新方法,以此为基础,建立了超磁致伸缩薄膜性能测试系统,并通过本系统测试比较了不同条件下制备的Tbo.27 Dy0.73 Fe2 薄膜的磁性能.结果表明,在制备磁致伸缩薄膜材料过程中施加一个平行于薄膜长度方向的磁场,可得到更好的磁致伸缩性能.     

真空退火Fe/Pt多层膜的结构和磁性

采用直流磁控溅射方法制备了Fe/Pt多层膜和FePt单层薄膜,并在不同温度下真空热处理得到了有序相L10-FePt薄膜.研究表明,Fe/Pt多层膜化可以降低FePt薄膜有序相的转变温度.[Fe(1.5nm)/Pt(1.5nm)]13薄膜在350℃热处理后,有序度已经增加到0.6,而且矫顽力达到了501kA/m.多层膜化促进有序化在较低的温度下进行,这主要是因为原子在多层膜界面扩散更快.     

真空退火Fe/Pt多层膜的结构和磁性

采用直流磁控溅射方法制备了Fe/Pt多层膜和FePt单层薄膜,并在不同温度下真空热处理得到了有序相L10-FePt薄膜.研究表明,Fe/Pt多层膜化可以降低FePt薄膜有序相的转变温度.[Fe(1.5nm)/Pt(1.5nm)]13薄膜在350℃热处理后,有序度已经增加到0.6,而且矫顽力达到了501kA/m.多层膜化促进有序化在较低的温度下进行,这主要是因为原子在多层膜界面扩散更快.     

真空退火Fe/Pt多层膜的结构和磁性

采用直流磁控溅射方法制备了Fe/Pt多层膜和FePt单层薄膜，并在不同温度下真空热处理得到了有序相L10-FePt薄膜. 研究表明，Fe/Pt多层膜化可以降低FePt薄膜有序相的转变温度.［Fe(1.5nm)/Pt(1.5nm)13薄膜在350℃热处理后，有序度已经增加到0.6，而且矫顽力达到了501kA/m. 多层膜化促进有序化在较低的温度下进行，这主要是因为原子在多层膜界面扩散更快.     

利用磁力显微镜研究倾斜溅射对TbFe薄膜磁性能的影响

磁力显微镜(MFM)作为研究表面磁结构的有力工具已广泛应用于磁性薄膜的研究TbFe磁致伸缩薄膜在实际应用中要求易磁化轴平行于膜面，以获得较低的面内饱和场Hs。传统的成膜技术难以实现这一目标，采用倾斜溅射方法制备ThFe薄膜可有效降低面内饱和场Hs。通过测量样品的磁滞回线可以发现，易磁化轴随着溅射角度的增加逐渐偏离样品的法线方向，而取向于平行膜面。本研究工作利用MFM研究了不同溅射角度得到的TbFe薄膜的磁畴结构。发现薄膜的磁畴结构随着溅射角度的增加逐渐由垂直畴转化为水平畴，与磁滞回线测量得到的易磁化轴方向发生偏转的结果相吻合。     

MgO缓冲层对Si衬底上制备Fe3Si薄膜性能的影响

采用磁控溅射方法和热加工工艺在n型Si衬底上溅射不同厚度的MgO层并制备Fe-Si薄膜层,退火后形成Fe3Si/MgO/Si多层膜结构.利用MgO缓冲层对退火时Si衬底扩散原子进行屏蔽,并分析MgO层对Fe3Si薄膜结构和电学性质的影响.通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和四探针测试仪对Fe3Si薄膜的晶体结构、表面形貌、断面形貌和电阻率进行表征与分析.研究结果表明:当MgO层厚度为20 nm时生成Fe0.9Si0.1薄膜,当厚度为50,100,150和200 nm时都生成了Fe3Si薄膜,生成的Fe3Si和Fe0.9Si0.1薄膜以(110)和(211)取向为主.随MgO缓冲层厚度增加,Si衬底扩散原子对Fe3Si薄膜的影响减小,Fe3 Si薄膜的晶格常数逐渐减小,晶粒大小趋向均匀,平均电阻率呈现先增大后减小趋势.研究结果为后续基于Fe3 Si薄膜的器件设计与制备提供了参考.     

Out-of-Plane Magnetic Anisotropy and Microwave Permeability of Magnetoelastic FeCoSiB Amorphous Thin Films

Theamorphous magnetoelastic Fe66Co17Si1B6 thin films have been deposited by dc magnetron sputtering. A lot of ＂nano-trenches＂ have been observed on the fdm surfaces by AFM. The permeability of amorphous Fe66COlTSilB6 thin films was measured within the frequency range of 0.6GHz-10.2 GHz. The ferromagnetic resonance frequency was found to be 1.2 GHz. MFM shows that the domain of thin film is a maze-type pattern, which indicates that an out-of-plane magnetic anisotropy exists. The out-of-plane anisotropy is believed due to the stress-induced magnetic anisotropy. It can be inferred that the internal stress is tensile stress and normal to the film plane. Index Terms     

磁性薄膜微波电磁参数测试方法研究进展

Fe、Co基合金薄膜具有高磁导率、高损耗等特点,可实现微波的宽频带吸收,是一类具有很大发展潜力的新一代吸波材料。磁性膜的复磁导率对吸波性能有重大影响,因而在吸波材料研究中提出了磁谱测量的紧迫要求。综述了国内外磁性薄膜电磁参数微波测量方法,主要介绍了磁性薄膜电磁参数的谐振腔法、双线圈法和传输线法,并对当前研究中存在的问题进行了讨论。     

Improving carriers mobility in copper and iron-codoped CdO

Thin films of Fe and Cu-codoped CdO (CdO:Cu:Fe) with different Fe content and fixed Cu content were deposited in a high vacuum on glass and Si wafer substrates. These films were studied by X-ray fluorescence (XRF), X-ray diffraction (XED), optical spectroscopy, and dc-electrical measurements. The structural results show enhancement of film [1 1 1] orientation with Fe doping especially with 1.3%Fe film. Also, light doping with Fe improves the dc-conduction parameters of the CdO:Cu:Fe films so that the utmost enhancement of mobility (90.5 cm²/Vs) and conductivity (1470.6 S/cm) was found with 1.3 wt% Fe doping level. It was found that the variation in the bandgap is related to the variation in electron concentration that caused by Fe doping. For low Fe ion concentration (<1.3 wt% ), the bandgap varies according to the Moss–Burstein model.     

α-Fe_2O_3薄膜的制备、结构和气敏特性

采用等离子增强化学气相淀积工艺(PECVD)制备出了Fe_2O_3薄膜。用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)分析了薄膜的结构、表面形貌和粒度。研究了薄膜对乙醇、液化石油气、煤气和氢气的敏感特性。结果表明所研制的薄膜对乙醇有较高灵敏度,其检测下限可达1ppm,而对液化石油气、煤气和氢气不太敏感,具有优良的选择性。     

ITO薄膜的电阻并联效应研究

采用电子束蒸发镀膜方法在K9玻璃基底上分别镀制了ITO/SiO₂/ITO,ITO/Ti₂O₃/ITO和ITO/MgF₂/ITO结构的多层薄膜,用四探针方块电阻仪测量薄膜表面的方块电阻,用原子力显微镜观测样品的表面微观形貌。结果显示,当ITO薄膜的粗糙度较大且介质薄膜的物理厚度小于100nm时,各层ITO薄膜之间通过山峰状的凸起结构相连通,导致样片表面的方块电阻测量值与各层ITO薄膜电阻的并联值相当。这表明,当ITO薄膜的粗糙度较大且介质薄膜厚度较小时,各层ITO薄膜表现出电阻并联效应。利用多层ITO薄膜的电阻并联效应设计并制备了450～1200nm超宽光谱透明导电薄膜,用四探针方块电阻仪测量了试验样片的表面方块电阻,用紫外-可见-近红外分光光度计测试了样片的光谱透射率。结果显示,在相同表面方块电阻条件下,相比于单层ITO薄膜,利用ITO薄膜电阻并联效应所制备的多层透明导电薄膜具有更高的光谱透射率。     

C/FePt/Fe纳米薄膜的微结构和磁特性

利用超高真空磁控溅射方法制备了一系列不同C层厚度的C/FePt/Fe纳米薄膜,然后进行原位高温退火。应用X射线衍射仪(XRD)分析了样品的晶体结构,利用扫描探针显微镜(SPM)观测了表面形貌和磁畴结构,通过振动样品磁强计(VSM)测量了磁性。结果表明,薄膜的微结构和磁特性随C覆盖层厚度的变化有着非常显著的变化。C的加入使样品表面更加光滑,使10 nm厚的C覆盖层样品获得了0.3 nm的粗糙度和3.8 nm的颗粒尺寸。C覆盖层减弱了磁性颗粒间的磁偶极作用,同时减弱了磁性颗粒间的交换耦合作用,提高了L10织构的有序化程度,进而增大了样品的矫顽力,矫顽力达到了987 kA/m。     

掺杂Fe~(3+)的TiO_2薄膜电极的电化学研究

适量Fe~(3+)掺杂可以提高TiO2薄膜电极的光催化氧化活性。采用交流阻抗谱、平带电势等方法研究了掺杂Fe~(3+)的纳米TiO_2薄膜电极的表面结构特征及其催化性能,为其光电转换机理提供了电化学依据。     

高取向PZT厚膜的0-3复合法制备

采用 0 3复合法 ,在Pt/Ti/SiO2 /Si衬底上成功制备了单层厚度 0 .9μm ,总厚度 10 μm ,并且无裂纹的Pb(Zr0 .53,Ti0 .4 7)O3铁电薄膜。溶液中粉体的存在减小了加热时的体积收缩 ,降低了制备过程中膜内部产生的应力 ,从而使得单层厚度可达 0 .9μm ,防止了薄膜开裂。X射线衍射分析表明薄膜为单一钙钛矿相结构且结晶状态良好 ,采用已烧结的粉末时 ,薄膜呈〈110〉取向 ;扫描电子显微镜分析表明 ,薄膜表面无裂纹 ;介电性能测试结果显示 ,其相对介电常数可高达 115 0。为了研究粉末的状态和薄膜取向之间的关系 ,将未经烧结的未结晶的PZT粉末加入前驱溶液中 ,在相同的制备条件下 ,可得沿〈10 0〉晶向强烈取向的PZT薄膜     

Ni80Fe20/Cu基磁性多层膜和自旋阀的微结构

用高分辨电子显微学及平行电子能量损失谱方法研究了Ni80Fe20/Cu基磁性多层膜和自旋阀的显微结构.高分辨像显示,磁性多层膜及自旋阀均具有沿薄膜生长方向的柱晶结构.Ni,Fe,Cu和Mn元素的成分分布图显示,柱晶内仍保持完整的层状结构.沿薄膜生长方向的自旋阀元素分布曲线分析表明,NiFe层中的Ni元素沿柱晶晶界向相邻Cu层扩散.讨论了这些低维磁电子学材料的显微结构对磁输运性能的影响.