聚二甲基硅氧烷基Fe10Co90褶皱薄膜表面形貌与静态磁性能

以施加20％的单轴拉伸预应变的超弹性聚二甲基硅氧烷(PDMS)为基(衬)底,采用磁控溅射方法制备Ta缓冲层和Fe10Co90(FeCo)磁性薄膜.衬底预应变释放后,样品表现出周期性褶皱形貌.采用原子力显微镜、振动样品磁强计对FeCo样品的表面形貌和室温静态磁性进行表征,研究了其磁各向异性与表面形貌、机械拉伸应变的依赖关系.样品表面周期性褶皱形貌的波长、起伏度以及样品的单轴磁各向异性均随薄膜厚度的增大而增大.由于表面褶皱结构的应变释放作用,机械拉伸应变的施加基本不改变薄膜的磁各向异性,为制备保持性能不变的柔性磁电子器件提供一种有效的思路.     

溅射功率对CoFeB薄膜磁与结构特性的影响

以不同功率溅射制备了CoFeB合金薄膜样品并在高真空下退火处理。发现低功率生长的薄膜始终具有磁各向同性,而高功率生长的薄膜随着退火温度的升高,由起始的单轴磁各向异性逐渐向磁各向同性转变。X射线衍射分析也印证了CoFeB薄膜随退火温度的升高,薄膜由非晶态逐渐向结晶态转变。当退火温度高于400℃时,低功率生长的CoFeB样品的矫顽力大于高功率生长薄膜的矫顽力。同时发现低功率生长的CoFeB的(110)峰值高于高功率生长的样品峰值,表明低功率生长的薄膜晶粒尺寸更大。     

溅射功率对M型钡铁氧体薄膜磁性能的影响

采用射频磁控溅射法制备了c轴垂直膜面取向的M型钡铁氧体(BaM)薄膜,研究了溅射功率对BaM薄膜取向及磁性能的影响。结果表明,在溅射功率为80W、110W、140W和170W时所制备的BaM薄膜均具有一定程度的c轴垂直膜面取向,但溅射功率的增高会造成薄膜内晶粒取向混乱,导致薄膜磁晶各向异性降低;当溅射功率为140W时,薄膜具有最高饱和磁化强度(Ms)303kA/m和最小面外方向矫顽力(Hc⊥)191kA/m;适当低的溅射功率更有利于制得磁晶各向异性强的薄膜。     

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。     

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。     

羰基铁/TiO2薄膜的制备及磁性能

在常压下用溶胶-凝胶法(不用酸作催化剂)制备了羰基铁/TiO2磁性薄膜,薄膜的颗粒尺寸为几十nm.通过原子力显微镜(AFM)、X射线衍射(XRD)、红外光谱(FT-IR)等方法分析材料形貌与微观结构,用振动样品磁强计和Agilent8722ES矢量网络分析仪对其磁性能进行了表征.结果表明,羰基铁粉颗粒表面均匀地包覆非晶态TiO2,钛酸正四丁酯与铁发生了键合作用.包覆后的复合薄膜的饱和磁化强度为163kA/m,矫顽力Hc仅为1.2kA/m.介电损耗型材料二氧化钛与磁损耗型材料羰基铁复合,可调节磁性能.     

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。     

SmDyCo薄膜的磁特性及微磁模拟研究

采用射频磁控溅射法在玻璃基片上制备了SmDyCo薄膜.振动样品磁强计(VSM)测试结果显示,SmDyCo薄膜垂直膜面方向矫顽力为353kA/m,矩形比为0.88;而平行膜面方向的矫顽力为10kA/m,矩形比为0.093,这表明SmDyCo薄膜具有垂直磁各向异性.对SmDyCo薄膜的微磁模拟结果与实验结果基本吻合.通过对SmDyCo磁性薄膜在外场下动态磁化过程的计算,发现薄膜的磁矩并不是从一个方向到另一个方向的直接转动过程,而是一种阻尼进动过程.薄膜磁矩转动过程瞬态图像也证实了这种现象.     

AFM探针热磁写入中薄膜温度场的有限元模拟

针对光磁混合记录中微区热磁写入方式,提出利用原子力显微镜(AFM)内的显微探针将激光热源导入磁性薄膜,并采用有限元方法对TbFeCo磁性薄膜温度场进行模拟.模拟结果表明:磁性薄膜中,高于居里温度的区域范围与原子力探针针尖直径、薄膜厚度、激光能量之间存在紧密的关系.高于居里温度的区域范围随针尖直径呈线性增大,随薄膜厚度的增高而减小,在薄膜厚度超过15nm后趋于稳定.     

电镀法制备的CoNiMnP永磁薄膜

采用电镀法制备了与微电子CMOS工艺兼容的硅基CoNiMnP垂直各向异性永磁薄膜，并以该薄膜的微结构，组成，磁性能等进行了分析与测试，结果表明，在室温，pH值3～4，电流密度小于10mA/cm^2的条件下，能够获得性能良好的垂直各向异性CoNiMnP永磁薄膜，薄膜的组成（质量分数）为:Co90.32%，Ni7.83%，Mn0.74%,P1.11%，垂直薄膜方向磁性能为：Hc=59.7kA/m,Br=0.53T,(BH)max=11.3kJ/m^3，平行薄膜方向磁性能为：Hc=27.8kA/m,Br=0.42T,(BH)max=3.2kJ/m^3。