RF溅射的Fe—N薄膜的磁导率研究

研究了用RF溅射法制备的Fe-N薄膜经过250℃磁场热处理后高频磁导率的变化情况。实验结果发现,在优化生长条件下生长的Fe-N薄膜样品,在1－10MHz的频率范围内,易磁化方向的高频磁导率较小,但其难磁化方向的相对磁导率可以高达1500,并且基本恒定,说明这种Fe-N薄膜已能满足作为高密度存储写入头材料的要求。     

基片表面的磁场对磁控溅射法制备Fe-N薄膜特性的影响

利用反应磁控溅射方法制备了Fe-N薄膜.发现未退火的薄膜基本处于非晶或微晶状态,退火或在沉积时对基片施加一磁场,可使晶粒变大,并出现对应内部存在应力的γ′-Fe4N的(110)晶面的择优取向.特别是外加的磁场使得Fe-N薄膜具有明显改善的磁性能.作者利用磁场中带电粒子受约运动的观点解释了这一现象.     

磁控溅射Fe-N薄膜及Fe-N/TiN多层膜的结构和磁性

用磁控溅射法制备了Fe N薄膜和Fe N/TiN多层膜。结果表明 ,在常温下 ,使用较小的氮、氩比溅射 ,生成的Fe N薄膜主要是含氮α Fe固溶体 ,并且N原子进入α Fe晶格是饱和磁化强度提高的一个原因。Fe N/TiN多层膜的层间耦合作用以及减小每一Fe N层厚度而引起的晶粒尺寸的减小可以有效地降低薄膜的矫顽力 ,从而获得更好的软磁性能     

RF溅射沉积Ce：YIG磁光薄膜的热处理结晶化研究

基片温度低于溅射外延条件，采用低溅射功率密度磁控溅射沉积，进行后期热处理结晶晶化，制备出膜厚为３００ｎｍ的掺铈钇铁石榴石Ｃｅ：ＹＩＧ磁光薄膜。对热处理前的的磁光特性进行比较，并分析了热处理结晶化过程中附属相的变化。薄膜在空气中热处理结晶化过程中附属相的变化。薄膜在空气中热处理结晶化温度在６５０℃附近。热处理后，室温上６３３ｎｍ处其法拉第旋转系数约为１．９×１０＾４ｄｅｇ／ｃｍ，光吸收系数为２５００     

GHz高磁导率铁磁薄膜研究进展

主要介绍了微波(GHz)频率下,高磁导率铁磁性薄膜近年来的最新研究进展。对于制备在柔性基片上的铁磁薄膜,重点介绍了Fe基、Co基合金薄膜,并分析了各成分对薄膜的影响;纳米晶薄膜的重点集中在Fe—N及FeXN系薄膜上,介绍了各类FeN相在薄膜中所起的作用;对于T—M—O系纳米磁性颗粒膜,分析了磁性颗粒膜的微波高磁导率机理。同时提出了目前探索GHz频率下高磁导率磁性薄膜主要面临的问题。     

FeCo薄膜微波磁导率谱的磁滞特性研究

测量了FeCo薄膜在0.5~8GHz频率范围内的复数磁导率谱,通过改变外加磁场Hex的方向、大小,研究磁导率虚部共振曲线出现的磁滞现象。验证了样品铁磁共振频率fr的平方值随正向Hex线性变化的规律;观察到Hex与样品磁化方向相反时,共振曲线的磁滞现象,尤其是Hex的值接近矫顽力Hc时,共振曲线出现双峰,反映了铁磁薄膜中部分磁矩随着反向Hex逐渐增大逐步翻转的磁化动力学过程。由铁磁共振公式拟合磁谱虚部曲线,计算了双共振峰出现时薄膜中磁矩发生翻转的比例。     

偏压对直流磁控溅射Fe-N薄膜结构及性能的影响

为了揭示偏压对溅射态Fe-N薄膜磁学行为的影响规律及机理,采用直流磁控溅射工艺在不同偏压下制备了Fe-N薄膜.利用掠入射X射线衍射、小角X射线散射技术和振动样品磁强计研究了薄膜的相结构、厚度、表面粗糙度以及磁性能.结果表明,增加偏压有利于薄膜中非晶的形成,且随着偏压的增大,薄膜的厚度增加,表面粗糙度降低.Fe-N薄膜的磁性能表明,随着偏压的增加,薄膜的饱和磁化强度和矫顽力均有不同程度的减小.偏压的增加导致Fe-N薄膜由晶态向非晶态转变,从而引起磁性能的改变.     

微带法测试薄膜0.5～5G磁导率

提出了可以在0.5～5GHz频带扫频测量磁性薄膜复磁导率μr的微带线法,推导出了由倒置短路微带线单端口网络的反射系数R(S11)表示μr的理论公式.对微带线夹具进行了设计,并结合虚拟仪器技术,以LabVIEW为软件平台建立了一套测量薄膜微波复磁导率的自动测量系统.给出了FeCo基磁性纳米颗粒膜的磁导率测试曲线,表明微带法具有准确性较高、既适宜于面内各向异性薄膜又适合于各向同性薄膜的测量和容易操作等优点.     

FeZrBCu射频溅射薄膜磁导率和巨磁阻抗效应的研究

采用射频溅射法在单晶硅衬底上制备了（Fe0.88Zr0.07B0.05）97Cu3薄膜样品。X射线衍射结果表明，未经任何后期处理的沉积态薄膜为非晶态结构。在5kHz～13MHz频率范围内，着重研究了沉积态样品的有效磁导率和巨磁阻抗（GMI）效应的变化特性。研究结果表明，样品具有极好的软磁性能和GMI效应，其矫顽力仅为58A／m，饱和磁化强度约为1．15×106A／m，在13MHz的频率下最大巨磁阻抗比达到17％。并发现有效磁导率比随外磁场的变化，在各向异性场仇。0．4kA／m处出现了峰值，GMI效应也在此磁场的位置处出现峰值。这表明GMI效应与磁场诱导的有效磁导率的变化紧密关联。     

RF溅射淀积Ce∶YIG磁光薄膜的热处理结晶化研究

基片温度低于溅射外延条件 ,采用低溅射功率密度磁控溅射沉积 ,进行后期热处理结晶化 ,制备出膜厚为 30 0 nm的掺铈钇铁石榴石 Ce∶ YIG磁光薄膜。对热处理前后的磁光特性进行比较 ,并分析了热处理结晶化过程中附属相的变化。薄膜在空气中热处理结晶化温度在 650℃附近。热处理后 ,室温下 633nm处其法拉第旋转系数约为 1.9× 10 4 deg/ cm,光吸收系数为 2 50 0 cm-1。     

磁控溅射SiC薄膜及其电学特性研究

本文用磁控溅射法(RMS)制备了SiC非晶薄膜,并对其进行了退火处理。用AFM观察了薄膜的表面形貌,测量了薄膜的厚度、方块电阻和电阻-温度曲线,对其导电机理进行了分析。结果表明:薄膜表面平整、结构紧凑;退火处理前后电阻R和温度T均满足表达式lnR∝ΔW/kT,电子激活能ΔW的变化范围为0.0142 eV~0.0185 eV,分析推断确定在25℃至250℃其导电机理为定域态间近程跳跃电导;退火前后薄膜的电子激活能和电阻率有相同的变化趋势,均随退火温度的升高而增大,这为薄膜的导电机理和激活能随退火温度变化趋势的正确性提供了有力的证据。     

溅射工作气压对Fe/Si_3N_4多层膜微波磁性的影响

在不同的溅射气压下,采用连续磁控溅射制备了Fe/Si3N4多层膜,探讨了溅射气压对多层膜微波磁性的影响。研究发现,溅射气压影响着多层膜的沉积速率和微结构,在溅射铁子层时,Ar气流量控制在300sccm~400sccm下,在溅射氮化硅子层时,氩气与氮气的流量控制在2∶1,总流量控制在320sccm时制备得到的多层膜具有最好的磁性能。     

射频反应磁控溅射制备低辐射薄膜

采用射频反应磁控溅射法制备了低辐射薄膜.对低辐射膜的薄膜结构的设计和测试结果表明：较合适的膜层结构是空气/二氧化钛/钛/银/二氧化钛/玻璃基片的多层结构.用扫描电镜分析了保护层钛层的作用,研究表明：银膜很容易氧化失效,失去反射红外紫外光作用,在表面镀覆钛保护层可以很好地保护银,避免银氧化,从而提高使用寿命.用分光光度计测试样品的透射率,当保护层钛层厚度为1 nm时,相应的膜系在可见光区（380 nm～780 nm）,最高透射率可达82.4%,平均透射率是75%;在近红外区（780 nm～2500 nm）的平均透射率为16.2%,可以满足建筑物幕墙玻璃等低辐射膜的要求.     

Phase Composition of Films Deposited by ZrB2 RF Magnetron Sputtering

X-ray diffraction and electron-microscopic studies demonstrate that the conditions of ZrB₂ rf magnetron sputtering (primarily, the argon pressure) have a significant effect on the thickness, phase composition, and structure of the growing films. The films deposited on silicon substrates at low argon pressures (0.15–0.18 Pa) consist of zirconium diboride and a very thin zirconia layer. At higher argon pressures, from 0.21 to 0.42 Pa, the film thickness is larger, and the film is composed of four layers: ZrB₂/ZrB/ZrO₂/B₂O₃. Increasing the argon pressure to 0.47 Pa, reduces the deposition rate and the thickness of the zirconia layer. The resultant films contain neither ZrB nor B₂O₃. At still higher argon pressures, up to 0.65 Pa, film thickness continues to decrease because of the reduction in the thickness of the ZrB₂ layer. The substrate temperature influences the structural perfection of the growing films. Other sputtering parameters influence the argon pressure and, accordingly, the phase composition of the films. At deposition temperatures of 60–70°C, there are certain orientational relationships between the films and single-crystal substrates. On glass-ceramic substrates, the deposition rate is substantially faster, and the deposits consist of randomly oriented crystallites.     

直流磁控反应溅射制备IrO2薄膜

为研究氧化依（ＩｒＯ_２）对ＰＺＴ铁电薄膜疲劳性能的影响,利用直流（ＤＣ）磁控反应溅射（ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ）工艺成功地在ＳｉＯ_２／Ｓｉ（１００）衬底上制得了高度取向的ＩｒＯ_２薄膜．并在其上制成ＰＺＴ铁电薄膜．讨论了溅射参数（溅射功率、 Ａｒ／Ｏ_２比、衬底温度）以及退火条件对氧化铱薄膜的结晶、取向和形态的影响．     

磁控溅射法制备的CdS:Al薄膜的性质研究

采用Al和CdS双靶共溅射的方法, 调控Al和CdS源的沉积速率, 制备出不同Al掺杂浓度的CdS:Al薄膜。通过XRD、SEM、AFM、紫外-可见透射光谱分析、常温霍尔测试对CdS: Al薄膜的结构、形貌、光学和电学性质进行表征。XRD结果表明, 不同Al掺杂浓度的CdS:Al薄膜均为六方纤锌矿结构的多晶薄膜, 并且在(002)方向择优生长。SEM和AFM结果表明, CdS:Al薄膜的表面均匀致密, 表面粗糙度随着Al掺杂浓度的增加略有增加。紫外-可见透射光谱分析表明, CdS:Al薄膜禁带宽度在2.42~2.46 eV 之间, 随着Al掺杂浓度的增加而略微减小。常温霍尔测试结果证明, 掺Al对CdS薄膜的电学性质影响显著, 掺Al原子浓度3.8%以上的CdS薄膜, 载流子浓度增加了3个数量级, 电阻率下降了3个数量级。掺Al后的CdS薄膜n型更强, 有利于与CdTe形成更强的内建场, 从而提高太阳电池效率。用溅射方法制备的CdS:Al薄膜的性质适合用作CdTe薄膜太阳电池的窗口层。     

直流反应磁控溅射制备氧化铅薄膜

通过直流反应磁控溅射的方法制备了氧化铅薄膜，并通过XRD和紫外-可见光（UV-Vis）吸收谱对薄膜的晶体结构和光学性能进行了表征。我们发现，直流反应磁控溅射金属铅靶可以形成三种氧化铅薄膜，即非晶态PbO，正交晶系的β-PbO，以及四方晶系的Pb3O4。X射线衍射结果表明，衬底温度和氧气流量对薄膜的生长有很大的影响。当衬底温度小于300℃时，薄膜呈非晶状态，当衬底温度超过300℃时，薄膜开始结晶。另外，氧气流量的改变引起薄膜晶体结构的明显变化。当氧气流量较小时，薄膜为立方相结构的PbO；随着氧气流量的增加，薄膜的晶体结构发生改变，生成四方相结构的Pb3O4的薄膜。UV-Vis吸收谱测试结果表明，不同条件下制备的氧化铅薄膜的UV-Vis吸收谱明显不同。     

SnOx Thin Films Deposited by Reactive Magnetron Sputtering for Microbatteries Anodes

SnOx thin films, with various oxygen deficiencies, are deposited from a Sn target on to silicon substratesby reactive magnetron sputtering. The SnOx films are characterized by X-ray diffraction ( XRD ) and X-ray photoelectron spectroscopy(XPS). Influences of deposition conditions such as oxygen partial pressure and annealing temperature on the characteristicsof the films are discussed in detail. The high reversible capacity and cycle performance characteristics of SnOxare also described. The results show that stoichiometric parameter x increases with the increase in oxygen partial pressure. The chargedischarge performance of the SnOxfilms is found to be dependent on x value.