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。     

退火时间对FeGaB/Al2O3多层薄膜性能的影响

现代电子元器件的高速发展,以及磁性元器件小型化、集成化需求日益增长,推动了纳米级磁性功能薄膜材料的研究。以高饱和磁致伸缩系数、低矫顽力的FeGaB薄膜材料为研究基础,以提高薄膜软磁性能为目标,使用脉冲激光沉积系统制备了FeGaB/Al2O3复合多层薄膜,发现在350℃的生长环境下,未退火的样品成膜质量较好,但软磁性能一般。为了提高磁性能,进行一组不同退火时间下的退火实验,实验发现样品的铁磁共振线宽较大,且退火时间对吸收峰强度影响较大。     

Fe:SmCo(Cr)薄膜的结构、磁性能与磁光克尔效应

利用脉冲激光沉积工艺,分别在单晶Si(100)衬底和玻璃(Si O2)衬底上制备Fe:Sm Co/Cu(Cr)薄膜,研究了Fe掺杂对Sm Co薄膜结构、磁性能与磁光效应的影响。实验发现,衬底对Fe掺杂Sm Co薄膜性能有很大影响,Si衬底薄膜的矫顽力和饱和磁化强度均优于玻璃衬底样品;同时退火温度也会影响Fe掺杂Sm Co薄膜形貌及磁性能,高温退火后,Sm Co衍射峰得到了增强,尤其是Sm Co5的(001)、(002)和(003)衍射峰最为明显,这是由于高温退火后Cu(111)衍射峰增强的缘故。同时发现,退火后的Si O2衬底与Si衬底样品的磁性和磁光效应均得到增强,但Si O2衬底的矫顽力Hc变化更明显,这是因为较高的表面应力会导致样品的矫顽力增强。因此可以通过调节Fe含量来控制样品的磁光性能,这就为优化Sm Co薄膜作为磁光存储介质的性能指出了一个研究方向。     

Co2+含量对钴铁氧体薄膜结构及磁性的影响

采用溶胶-凝胶法在玻璃衬底上制备了钴铁氧体CoxFe3―xO4(x=0.2~0.8)薄膜。分别用振动样品磁强计及X射线衍射仪对样品的磁性和结构进行了测量与分析。结果表明,随Co2 含量增加,样品中的尖晶石相衍射峰逐渐增强,至x=0.8时为单一的尖晶石结构。高Co2 含量(x>0.7)样品的饱和磁化强度和矫顽力随退火温度的升高呈上升趋势,630℃退火Co0.8Fe2.2O4薄膜矫顽力达156kA/m。Co2 含量的增加还可使晶粒细化。当Co2 含量x=0.8时,可同时获得好的磁性能及小的晶粒。     

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。     

射频溅射法制备的CoFe_2O_4薄膜结构及磁性能

采用射频溅射法在Si(001)基片上制备了CoFe_2O_4 (CFO)薄膜,分别采用原子力显微镜(AFM)、X射线衍射仪(XRD)、振动样品磁强计(VSM)进行测试和分析.结果表明,随着退火温度的升高,晶粒逐渐增大,在600℃左右退火,晶粒长大受到抑制;M_s和H_c随退火温度的升高都是先增大后减小;薄膜晶粒大小和膜内晶格应力导致垂直膜面方向矫顽力大于平面方向矫顽力.在600℃退火,H_(c⊥)/H_(c∥)值达到了2.72,表明制备的CFO薄膜具有高度垂直各向异性.     

退火处理对(FeCo)/Cu多层膜巨磁电阻及电磁性能的影响

采用直流磁控溅射法制备Ta/[(Fe89.6Co10.4)0.76 nm/Cu1.2 nm]25多层膜,X射线衍射试验结果表明,退火处理提高了薄膜的结晶度,退火温度达到550℃时,薄膜中发生Fe Co和Cu的相分离;AFM测试表明增加Ta缓冲层后可有效地降低薄膜的粗糙度;巨磁电阻(GMR)效应测量结果表明,随着退火温度的升高,样品的巨磁电阻效应呈现出先增大后减小的趋势,在350℃达到最大值-1.95%;薄膜的磁性饱和场随着退火温度的升高而变大,矫顽力亦增加,并在450℃时达到3.614×104A/m。     

退火对Fe_(80)Pt_(20)薄膜结构和磁性的影响

用射频磁控溅射方法在玻璃基片上制备厚度为100 nm的Fe80Pt20薄膜,研究了退火对其结构和磁性的影响。随着退火温度的升高,观察到了Fe80Pt20薄膜从fcc相到可能的hcp相的相变。并且,当退火温度高于653 K时,薄膜的饱和磁化强度和矫顽力都发生显著的变化。不同温度退火薄膜的饱和磁化强度与温度的关系曲线也表明了这一相变。     

Co掺杂对纳米TiO_2薄膜磁电阻特性的影响

为了研究复合纳米TiO_2材料的磁电阻特性,通过磁控溅射方法和原位退火工艺制备了Co掺杂TiO_2薄膜样品。利用X射线衍射仪和扫描探针显微镜观测薄膜样品的微结构特征,利用振动样品磁强计和多功能物理性质测量系统测试样品的磁特性和磁电阻。结果表明,Co掺杂量对TiO_2薄膜的磁电阻特性有重要影响:磁性金属含量较高的薄膜样品出现较大的磁电阻,磁电阻峰值为-14%,峰值温度为250K;磁性金属含量较低薄膜样品具有较小的磁电阻值;由于Co掺杂影响了薄膜的微结构和导电性,导致出现了特殊的磁电阻效应。     

Co0.7Fe2.3O4纳米晶颗粒与薄膜的结构及磁性

用化学共沉法制备了纳米Co0.7Fe2.3O4粉末,用射频磁控溅射镀膜法制备了纳米结构的Co0.7Fe2.3O4薄膜。采用X射线衍射仪及振动样品磁强计对不同热处理温度的样品进行了结构和磁性分析,结果显示,Co0.7Fe2.3O4薄膜的比饱和磁化强度略低于粉体材料,矫顽力高于粉体材料,并且晶粒明显细化。650℃退火薄膜具有最大矫顽力125.2kA·m-1。550℃退火薄膜可同时获得较高的矫顽力和较高的比饱和磁化强度。Co0.7Fe2.3O4薄膜还具有平行膜面方向的择尤取向。     

制备条件对Fe-Ta-N薄膜的结构和软磁性能的影响

应用射频磁控溅射法制备了Fe-Ta-N薄膜,系统地研究了制备工艺地Fe-Ta-N薄膜结构和软磁性能的影响,首先,制备了不同钽含量的薄膜,发现（Fe89.5Ta10.5）-N薄膜具有很好的软磁性能,氮分压P（N2）=5%时,矫顽力获得最小值,Hc=14A/m。此时,样品呈现纳米晶结构,晶粒尺寸D≤10∧-8m,并且,钽掺杂能抑制铁氮化合物的生成,使薄膜在高氮分压范围内具有高的饱和磁化强度,Ms=1242kA/m。其次,考察了热处理对（F89.5Ta10.5）-N薄膜结构和磁性能的影响,P(N2）=5%时,沉积态薄膜为非晶结构,矫顽力很大;在热处理过程中,薄膜逐渐晶化,400℃热处理后,晶化度达到40%,形成纳米晶结构,矫顽力迅速减小,最后,比较了不同溅射功率和总气压对（Fe89.5Ta10.5）-N薄膜结构和磁性能的影响,发现薄膜可在较大的溅射功率和总气压范围内保持优异的软磁性能,是非常适于工业生产的薄膜磁头材料。     

Cu和Cr缓冲层对SmCo_5薄膜微观结构和磁性能的影响

利用新型AE(Advanced Energy)脉冲电源采取共溅射的方式在Si片上制备不同结构的Cr/SmCo_5/Cr和Cu/SmCo_5/Cr薄膜,并分别研究Cu和Cr缓冲层对SmCo_5薄膜磁性能和微观结构的影响。以Cu作为缓冲层时,在优于2×10―5Pa的真空环境下通过对样品在650℃退火60min,可以获得较良好的硬磁性能,垂直膜面的矫顽力可以达到1308Oe。以Cr作为缓冲层时,在低于2×10~(-5)Pa的真空环境中,且在650℃退火60min便制备出样品。随后分别改变Cr缓冲层的厚度和SmCo_5的厚度并观察其对Cr/SmCo_5/Cr的磁性能的影响。     

Studies of ZnO Thin Films On Sapphire (0001) Substrates Deposited by Pulsed Laser Deposition

ZnO thin films are deposited on sapphire (0001) substrates at different temperatures in the pulsed laser deposition (PLD) system. By measurements of X-ray diffraction (XRD), atomic force microscopy (AFM), and Photoluminescence (PL) at room temperature, fabrication temperatures higher than 400C is found to be the optimum condition for the structural and optical properties of ZnO thin films. With the increase of the fabrication temperature, the grain size becomes bigger and the thin film becomes more homogeneous. In order to get the high-quality ZnO thin film at low temperature, ZnO thin films are deposited at room temperature and annealed in a rapid thermal annealing (RTA) system. It is found that the optical property of the thin film can be greatly improved by annealing in RTA system.     

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。     

Growth and characterization of UHV sputtering HfO2 film by plasma oxidation and low temperature annealing

Ultra-thin (∼4.0 nm) HfO₂ films were fabricated by plasma oxidation of sputtered metallic Hf films with post low temperature annealing. Advantage of this fabrication process is that the pre-deposition of Hf metal can suppress the formation of interfacial layer between HfO₂ film and Si substrate. The as-deposited HfO₂ films were subsequently treated by rapid thermal annealing at different temperatures in N₂ to investigate the effects of thermal annealing on the physical and electrical properties of HfO₂ film. A SiO₂-rich interface layer was observed after higher temperature rapid thermal annealing and the phase change of HfO₂ film from amorphous into crystalline occurred at about 700^∘C. As a result of higher temperature annealing, effective dielectric constant and leakage current were significantly influenced by the formation of interface layer and the crystallization of HfO₂ film.     

The Effect of Microstructure on AlN MEMS Resonator Response

Piezoelectric AlN micro- and nanoelectromechanical systems (MEMS, NEMS) resonator devices are being developed for RF filter applications. Composite structures which include the piezoelectric actuating film, metal electrode layers, and a flexural layer are required for these devices. The crystalline quality of the AlN film is strongly dependant on the growth technique used, and may significantly impact the piezoelectric response. We have fabricated MEMS resonator devices using sputtered and pulsed laser deposited (PLD) AlN thin films. Highly oriented ?0001? PLD AlN films have been deposited on platinum-terminated composite MEMS structures. Devices made using PLD films have been observed to result in significantly greater displacement, lower actuation voltage, and higher device Q than equivalent devices made with sputtered AlN films that are less crystalline and may have different stoichiometry. AlN thin film deposition, device fabrication, and modeshape analysis of resultant MEMS resonator devices are discussed for sputtered and PLD AlN films.     

纳米晶化对Co-FeNbZr薄膜结构及阻抗的影响

用直流磁控溅射法制备非晶Co-FeNbZr软磁膜,再用独特的快速循环纳米晶化技术(RRTA)对其进行纳米晶化.研究了不同的纳米晶化工艺条件下薄膜的微观结构和阻抗性能.结果表明,500℃退火的Co-FeNbZr软磁薄膜晶粒细化到30～40nm,阻抗值从28Ω增加到110Ω(1400MHz),阻抗共振峰向低频移动200～220 MHz左右,薄膜的软磁性能极大改善.