预拉伸量对倾斜溅射制备的柔性CoFeB薄膜性能的影响

通过在单向预拉伸开的聚二甲基硅氧烷(PDMS)上倾斜溅射CoFeB获得柔性CoFeB薄膜,采用光学显微镜、原子力显微镜(AFM)、振动样品磁强计(VSM)、矢量网络分析仪等表征其结构形貌和磁性能.结果表明,柔性CoFeB薄膜具有周期性的褶皱表面形貌,其横切面类似于正弦曲线,可用正弦曲线的波长和振幅来对薄膜的表面形貌进行描述.同时,该薄膜表现出单轴磁各向异性,易磁化方向垂直于预拉伸方向,且各向异性场的大小与预拉伸量相关.该磁各向异性来自于周期性的表面形貌和倾斜溅射.此外,该薄膜具有优良的高频磁性能,其起始磁导率和铁磁共振频率都与预拉伸量相关.这种具有周期性表面形貌的柔性CoFeB薄膜有望应用于柔性微波磁性器件中.     

衬底预应变对Sm-Fe-B超磁致伸缩薄膜磁性能的影响

采用离子束溅射沉积法在不同预应变衬底上制备Sm-Fe-B超磁致伸缩薄膜(GMF)。使用LK-G150激光微位移传感器与交变梯度磁强计(AGM)分别测试薄膜悬臂梁自由端偏转量与磁滞回线,以研究衬底预应变对薄膜磁致伸缩性能及软磁性能的影响。研究结果表明,在预应变衬底上所制备薄膜样品的低场磁敏性明显优于无预应变衬底上镀膜所获样品,且矫顽力较无衬底预应变样品减小;张预应变衬底上镀膜所获样品长、短轴方向磁滞回线之间差异变大,磁各向异性增强,易磁化轴位于长轴方向;而压预应变衬底上镀膜所获样品长轴与短轴方向磁滞回线之间差异减小,磁各向异性减小。     

退火温度对Co_2FeAl薄膜磁与结构特性的影响

用磁控溅射法制备了一系列Co_2FeAl合金薄膜,并进行了退火处理。利用振动样品磁强计(VSM)和X射线衍射(XRD)对样品进行表征,研究了溅射功率和退火温度对Co_2FeAl薄膜磁与结构特性的影响。高功率下制备的沉积态薄膜就具有强磁性,同时也具有单轴磁各向异性;而对应的低功率下制备的沉积态薄膜则呈现出弱磁性。300℃退火后出现单轴磁各向异性;700℃退火后,所有薄膜均表现为磁各向同性。随着退火温度的升高,薄膜的矫顽力变大。X射线衍射分析表明,随着热处理温度升高,薄膜的晶粒尺寸增大,从而导致晶粒间磁耦合作用增强,这与薄膜的磁特性结果相一致。     

(FeCo/CoNbZr)n多层软磁薄膜的结构与磁性能

利用磁控溅射制备纳米晶单轴各向异性(FeCo/CoNbZr)n多层软磁薄膜,通过CoNbZr层的加入来细化FeCo颗粒。这种组合而成的多层膜矫顽力低,单轴各向异性明显,各向异性等效场Hk高,热稳定性优良,非常适合应用于超高密度磁记录头。     

热应力对FeCo薄膜磁晶各向异性能的影响

采用磁控溅射的方法在300℃下,分别在热膨胀系数相差较大的玻璃和NaCl单晶基片上沉积了Cr_(90)Ru_(10)(002)/Rh(002)/Fe_(40)Co_(60)(002)/Rh多层膜,以研究热应力对FeCo薄膜的磁晶各向异性能的影响。对样品进行X射线衍射(XRD)分析,研究了薄膜的外延生长关系。通过计算样品磁滞回线的面积得到了样品的磁晶各向异性能。实验结果表明,沉积在NaCl基片上的FeCo薄膜的厚度在1 nm、2 nm时磁晶各向异性能的值高达1.2×10~7 erg/cm~3,较大热应力的引入对于提高磁晶各向异性能有显著的效果。     

超高矫顽力N35AH烧结Nd-Fe-B永磁材料的研制

重稀土金属Dy、Tb可以提高烧结Nd-Fe-B磁体的磁晶各向异性场,但过量的Dy和Tb会导致铸锭中R2Fe17相的增加,在晶界易形成R(FeCo)2和R(FeCo)3软磁性相,从而降低磁体的矫顽力.采用氢爆碎和双合金工艺混合烧结法制备Nd-Fe-B磁体,避免了软磁性Laves相的形成,研制出使用温度达到240℃的N35AH磁体.     

膜厚对FeCoAlON薄膜的静态与动态磁性的影响

采用射频磁控溅射法在Si(100)基片上沉积了不同氮分压和不同厚度的(Fe70.6Co29.4)88.2Al11.8-ON薄膜,研究了膜厚对5%氮分压沉积的薄膜静态与动态磁性的影响。当FeCoAlON薄膜的厚度较小时,薄膜表现出面内单轴磁各向异性,当薄膜厚度增加到210 nm时,薄膜出现了条形畴。动态磁性研究显示,对于面内单轴磁各向异性以及条形畴结构的FeCoAlON薄膜,都表现出优异的高频响应。特别地,对于具有条形畴结构的FeCoAlON薄膜,其磁谱曲线表现为多峰共振的特点。     

磁场溅射+磁场退火对Ce_9Fe_(91)薄膜高频软磁性能的优化

为了研究磁场溅射和磁场退火对材料磁性能的影响,用磁控溅射制备了几组CeFe薄膜,分别为衬底不加磁场的样品(No)和溅射时衬底加磁场的样品(FS),No和FS样品在外部磁场作用下分别在260℃、360℃热退火处理得到的样品。通过比较磁滞回线和高频磁谱,发现No样品磁退火之后各项性能几乎没变化。而磁场溅射的样品矫顽力更大,面内单轴各向异性场也更大,共振频率变化不大。磁场溅射之后再磁场退火显著地降低了CeFe薄膜的矫顽力,增大饱和磁化强度,增高共振频率。因此最有效的方法是同时利用磁场溅射和磁场退火来提高CeFe薄膜的软磁特性和高频截止频率。     

应变敏感的柔性自旋阀器件制备与输运特性

利用超高真空磁控溅射系统,通过改变生长气压、生长功率等制备了矫顽力小、方形度好的FeCo、FeGa磁性薄膜。以FeCo作为自由层,并在其引入大磁致伸缩系数材料FeGa,获得具有FeCo/FeGa复合自由层的自旋阀结构。通过优化薄膜厚度获得了磁电阻比5.9%、自由层矫顽力34 Oe的最佳综合磁性能。将具有复合自由层的自旋阀结构制备在柔性聚对苯二甲酸乙二酯衬底上,在接近2%的拉应变作用下,器件有良好的应变响应,其磁电阻比从5.9%几乎线性地降至4.9%,因此可以用于柔性应变传感器。     

厚度对磁控溅射CoPt永磁薄膜磁性能的影响

CoPt永磁薄膜有较高的剩磁和矫顽力,通常用作磁传感器中的磁偏置或者微机电系统(MEMS)中的磁制动部件。CoPt薄膜多采用磁控溅射或离子束沉积工艺制备。采用磁控溅射制备了不同厚度CoPt/Cr薄膜。结果显示,CoPt薄膜矫顽力随薄膜厚度增加而降低;薄膜较厚时(大于400?),剩磁随薄膜的厚度增加而降低。这主要是因为CoPt薄膜具有密集六方结构,其自然生长为(002)面,具有垂直各向异性。由于Cr缓冲层存在,CoPt薄膜较薄时沿(1010)面生长,从而具有面内各向异性;但随薄膜厚度的增加,薄膜会沿(002)生长从而具有垂直各向异性,导致薄膜磁性能降低。