磁控溅射方法制备(CoCr/Pt)20纳米多层膜及表征

采用磁控溅射方法制备了性能优良的以Pt为缓冲层的(CoCr/Pt)20纳米多层膜,研究了溅射气压对(CoCr/Pt)20纳米多层膜的微结构和磁性的影响.结果表明,Ar溅射气压对(CoCr/Pt)20纳米多层膜的微结构、垂直磁各向异性和矫顽力有很大的影响.所有样品的有效各向异性常数Ke.＞0,具有垂直磁各向异性.X射线衍射结果显示,小角衍射峰很锐,样品有良好的周期性层状结构.随着Ar溅射气压增加,样品垂直膜面的矫顽力增加,但样品有效磁各向异性常数减小.原子力显微镜照片显示,随着Ar溅射气压增加,其表面平均晶粒尺寸和粗糙度均增加,这是导致多层膜的垂直矫顽力增加和有效磁各向异性常数减小的因素.     

磁控溅射方法制备(CoCr/Pt)20纳米多层膜及表征

采用磁控溅射方法制备了性能优良的以Pt为缓冲层的(CoCr/Pt)20纳米多层膜,研究了溅射气压对(CoCr/Pt)20纳米多层膜的微结构和磁性的影响. 结果表明，Ar溅射气压对(CoCr/Pt)20纳米多层膜的微结构、垂直磁各向异性和矫顽力有很大的影响. 所有样品的有效各向异性常数Keff＞0，具有垂直磁各向异性. X射线衍射结果显示，小角衍射峰很锐，样品有良好的周期性层状结构. 随着Ar溅射气压增加，样品垂直膜面的矫顽力增加,但样品有效磁各向异性常数减小. 原子力显微镜照片显示，随着Ar溅射气压增加，其表面平均晶粒尺寸和粗糙度均增加，这是导致多层膜的垂直矫顽力增加和有效磁各向异性常数减小的因素.     

不同底层对CoFeB/Pt多层膜垂直磁各向异性的影响研究

采用磁控溅射方法在玻璃基片上制备了以Ru,Cu,Pt和Ta为底层的Co Fe B/Pt多层膜样品,研究了各底层对Co Fe B/Pt多层膜的反常霍尔效应的影响。发现Ru和Cu作为Co Fe B/Pt多层膜的底层在保持样品的垂直磁各向异性方面的作用远不如Pt和Ta底层,而且样品的霍尔电阻比Pt和Ta做底层要小。Ta作为Co Fe B/Pt多层膜的底层与Pt作为底层相比能够更好地和多层膜晶格匹配,并且在400℃退火后反常霍尔效应得到增强。霍尔电阻提高近80%,矫顽力达到了5.7×10~3 A·m~(–1),有望作为垂直自由层应用到磁隧道结构中。     

磁控溅射制备Co1-xPtx:C复合纳米颗粒薄膜的研究

采用组合靶，利用磁控共溅射技术制备了Co1-xPtx：C复合纳米颗粒薄膜，并从实验和理论上对不同Pt浓度CoPt：C薄膜的组分、微结构、磁性能、组分和微结构与磁性能之间的关系以及薄膜的应用进行了初步研究。发现CoPt粒子取向和磁性能与CoPt：C薄膜中的Pt浓度有密切关系，在较高Pt浓度的CoPt：C薄膜中观察到垂直各向异性现象。通过改变Pt浓度，可以获得粒子粒径小于10nm、矫顽力可控、垂直磁晶各向异性较高的薄膜。晶格结构和晶粒之间的作用力可认为是影响CoPt：C薄膜磁性能的主要因素。     

光盘反射层纳米A1膜性能研究

利用原子力显微镜（AFM）和椭圆偏振仪研究了溅射条件对纳米Al薄膜性能的影响。研究表明，随溅射Ar气压的增大，纳米Al膜的表面粗糙度增加，折射率降低，反射率减小，这与薄膜的结构变化密切相关；随溅射功率的增大，纳米Al膜的表面粗糙度增加，而其光学常数的变化则不明显。     

超细Co/Cu纳米多层膜磁性研究

利用磁控溅射方法制备了纳米Co/Cu多层膜。利用扫描探针显微镜(SPM)观测了其表面形貌和磁畴结构,并通过振动样品磁强计(VSM)测量了磁性。结果表明,薄膜的微结构和磁性随非磁性层厚度的变化有着非常显著的变化。超细Co颗粒构造的多层膜样品,颗粒尺寸逐渐增大,磁畴尺寸先减小后增大,最后发生明显的聚集。磁性金属和非磁性金属的比例对多层膜之间的交换耦合相互作用有显著影响。平行膜面方向上的饱和场明显小于垂直膜面方向。当体积比约为1∶80时,平行膜面方向饱和场为95.9 kA/m,垂直方向饱和场为328.1 kA/m。此时两个方向上的饱和场、剩磁、矫顽力和磁滞损耗均为最小值。     

纳米氧化层对坡莫合金薄膜性能的影响

采用磁控溅射的方法制备了Ta/NiFe/Ta磁电阻薄膜,分别将CoFe-NOL和Al2O3插层引入NiFe薄膜,研究纳米氧化层(NOL)对NiFe薄膜性能的影响。实验结果表明:将CoFe-NOL引入NiFe薄膜,CoFe-NOL对NiFe薄膜性能有重要影响,并且CoFe-NOL在薄膜中的位置不同影响效果也不同;CoFe-NOL处于Ta/NiFe界面时,由于破坏了NiFe薄膜的织构,导致了NiFe薄膜的各向异性磁电阻(AMR)值的减小和矫顽力的上升;CoFe-NOL处于NiFe/Ta界面时,则不会破坏NiFe薄膜的织构,其AMR值和矫顽力基本没有变化。将Al2O3插层引入NiFe薄膜,由于Al2O3插层的"镜面反射"作用,合适厚度的Al2O3插层可以改善薄膜的微结构,提高薄膜的磁电阻值,改善薄膜的磁性能。当Al2O3插层厚度为1.5 nm时,NiFe薄膜有最佳的微结构和性能。     

TbFex薄膜的成分控制及其对磁结构的影响

利用直流磁控溅射工艺制备了TBFex薄膜，通过改变溅射气压调节薄膜的成分，利用磁力显微镜研究了薄膜成分对畴结构的影响，最后从理论上讨论Ar气压对磁致伸缩薄膜TBFex成分的影响，并建立了理论模型。结果表明：Ar气压在相当大的范围内影响着TBFex膜的成分，当气压从0．2Pa增加到0．6Pa时，Tb原子数百分比从30％增加到45％，磁力显微镜（MFM）观察到当TB含量减少时，在零场下的磁化强度由与膜面垂直方向变为平行于薄膜平面方向。     

溶胶pH值对CoFe_2O_4/SiO_2复合薄膜结构和磁性能的影响

采用sol-gel法制备了纳米CoFe2O4/SiO2复合薄膜(样品)。利用X射线衍射仪、原子力显微镜、振动样品磁强计对样品的结构、形貌和磁性能进行了研究。结果表明:随着溶胶pH值的减小,样品中CoFe2O4的平均晶粒尺寸变小,CoFe2O4晶粒沿(111)晶面择优取向生长。样品的矫顽力随着平均晶粒尺寸的减小明显变大,当溶胶pH值为0.29时,垂直和平行膜面的矫顽力分别为290 kA.m–1和250 kA.m–1,样品具有较明显的垂直磁各向异性。当溶胶pH值为0.59时,样品垂直和平行膜面的剩磁比(Mr/Ms)分别为53.2%和51.5%。     

Fe膜及磁场沉积对TbDy-Fe膜磁伸性能的影响

为了提高TbDv-Fe膜的低场磁敏性,采用离子束溅射沉积(IBSD)法制备TbDy-Fe超磁致伸缩薄膜,分别研究了纯Fe膜与TbDy-Fe单层膜、TbDy-Fe/Fe耦合多层膜的复合及磁场下溅射沉积对TbDy-Fe膜磁致伸缩性能的影响;用振动样品磁强计(VSM)测试薄膜磁滞回线,用电容位移测量仪测试薄膜悬臂梁自由端偏转量,并计算出磁致伸缩系数λ.结果表明,由IBSD法制备的纯Fe膜、TbDy-Fe单层膜、TbDy-Fe/Fe复合膜的易磁化轴均平行于膜面,TbDy-Fe/Fe复合膜在低场下的磁化强度与磁导率均高于TbDy-Fe单层膜(在100 kA/m时,TbDy-Fe/Fe复合膜的磁化强度比TbDy-Fe单层膜高173%).纯Fe膜分别与TbDy-Fe单层膜、TbDy-Fe/Fe耦合多层膜进行复合均可提高薄膜磁致伸缩性能;磁场下溅射沉积所得180 nm纯Fe膜 640 nmTbDy-Fe/Fe耦合多层膜,由于在其膜面内短轴方向产生感生磁各向异性,从而使磁致伸缩性能得到进一步的提高,在150 kA/m的磁场下它的λ值可达到650×10-6.