Co反点阵列薄膜的制备及形貌对其磁性的影响

采用胶体晶体模板方法,通过变换聚苯乙烯(PS)微球粒径和溅射时间制备了相同厚度的孔径1~5μm的Co反点阵列薄膜。利用扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、X射线衍射(XRD)和振动样品磁强计(VSM)考察了样品的结构和磁学特性。发现Co反点阵列薄膜的矫顽力和剩磁比最大达到253.18×10-4 T和0.85,分别为Co薄膜的3.4和2.3倍,并且随孔径的增大逐渐降低。结合理论分析结果表明,Co反点阵列薄膜本身的形状各向异性是其取得优良磁学性能的原因,孔径和孔间距这两种形状因素造成的形状各向异性的变化是其磁性发生变化的物理本质。     

Co纳米阵列的制备及其直径对磁性的影响

采用电化学沉积法，在氧化铝模板中制备了不同直径的Co纳米线的高度有序阵列。纳米线的结构和磁学特性分别用透射电子显微镜（TEM），扫描电子显微镜（SEM），X射线衍射（XRD）仪和振动样品磁力计（VSM）测试。结果表明，Co纳米线是以fcc和hcp结构同时存在。磁学性质研究表明，这种阵列具有较强的垂直磁各向异性。直径对纳米有序阵列磁学特性的影响研究表明，当直径超过100nm后，Co纳米线磁学性质与块体Co已经没有什么区别。     

CO/Al2O3纳米线有序阵列的制备与磁性

用电化学法制备了高度有序的多孔氧化铝模板(AAO),用交流沉积法以硫酸盐为电解液在多孔氧化铝模板中还原生长了Co纳米线,制备了Co/Al2O3纳米线有序阵列.通过电化学脉冲剥离法去除了沉积在阵列表面的过剩金属钴和金属铝基底,提高了样品的磁垂直各向异性.分别用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)对多孔氧化铝模板和纳米线阵列的微观形貌和结构进行了分析,用振动样品磁强计(VSM)对样品的磁学性质进行了测试.分析了模板孔径、孔心距、长径比以及交流电化学沉积条件如pH值、温度等对纳米线结构和磁性能的影响.孔心距和长径比一定的条件下,孔径增大引起孔壁厚度降低会导致纵向矫顽力和剩磁比下降.纳米线中的晶粒在生长过程中(100),(002)择优取向.当外场垂直磁化时,磁滞回线有较高的矩形比(0.6～0.85)和矫顽力(80 000A/m～150 400A/m),具有明显的垂直膜面各向异性,矩形比和矫顽力都比一般的二维合金薄膜材料大得多.     

倾斜溅射对CoFeB薄膜条纹磁畴结构与磁各向异性的影响

利用倾斜溅射的方法制备了非晶Co Fe B磁性薄膜,研究了倾斜溅射对非晶Co Fe B磁性薄膜条纹磁畴结构、面内静态磁各向异性、面内转动磁各向异性、垂直磁各向异性的影响规律。结果表明,倾斜溅射可以有效地降低Co Fe B非晶薄膜条纹磁畴结构出现的临界厚度,无倾斜溅射时,Co Fe B薄膜出现条纹磁畴结构的临界厚度大于240 nm,倾斜溅射时,出现条纹磁畴结构的临界厚度小于240 nm。磁性测试结果表明,对于具有条纹磁畴结构的Co Fe B薄膜,倾斜溅射不仅可以提高磁性薄膜的面内静态磁各向异性的强度,同时还可以增强面内转动磁各向异性与垂直磁各向异性的强度。随着倾斜溅射角度的逐渐增大,磁各向异性的强度均呈现增大的趋势。XRD和TEM观测结果证明,Co Fe B薄膜趋于非晶结构,同时,SEM观察结果表明,Co Fe B薄膜虽然不存在长程有序的晶体结构,但依然可以形成柱状结构,由于倾斜溅射技术,形成的柱状结构呈倾斜状态,从而增强了薄膜的垂直磁各向异性,导致条纹磁畴结构的出现。     

非晶态合金的开发和应用

软磁非晶膜在应力传感器中的应用〔1〕　最近德国MichaelFrommberger等开发成功了非晶软磁合金FeCoBSi薄膜作为遥控探测装置(remoteinter rogatable)的灵敏应力传感器。这种薄膜是用溅射沉积法生产的,装置功率2 0 0W (RF) ,PAr =6×10 - 3mbar ,薄膜成份为(Fe90 Co10 ) 78B10 Si12 ,溅射在Si底上,薄膜面内各向异性,易轴是在溅射沉积过程中附加偏磁场感生得到。用振动样品磁强计测量了样品的饱和磁化强度μoMs ≈1 2T ,各向异性场μoHk ≈2 4mT ,其工作频率可达1 5GHz ,产品厚度4 0 0nm。测定其交流磁导率与频率的关系结果表明μ′…     

电火花摇动加工微细阵列轴和孔的试验研究

针对微细阵列轴和孔的电火花加工,提出了利用数控电火花加工机床摇动功能的摇动加工微细阵列轴和孔的方法.此法是基于电火花反拷贝加工的原理,先用丝电极在薄平板(中间电极)上按要加工的阵列轴和孔间距或数倍间距加工阵列小孔(直径0.1 mm以上),然后用加工的薄平板(中间电极)作电极,电火花摇动加工微细阵列轴(电极),最后用此微细阵列电极加工阵列孔.进行了电火花摇动加工微细阵列电极试验,得到了单电极直径为50 μm、长径比为16的3×3阵列电极,并用此电极在70 μm厚的不锈钢板上加工出单孔直径为70 μm的3×3微细阵列孔.试验结果表明,电火花摇动加工方法可实现微细阵列轴和孔的加工.     

磁控溅射磁性薄膜成分含量和均匀性控制

用轮番溅射工艺在多靶磁控溅射设备上制备了SmCo薄膜。通过改变Sm，Co纯金属靶的溅射时间间隔和溅射功率来调整薄膜的化学成分和均匀性。实验表明，可以通过调整溅射电流来优化薄膜的化学成分。沿垂直膜面俄歇电子(AES)逐层分析证明，优化溅射工艺制备的薄膜化学成分分布均匀。电子衍射表明薄膜溅射态为非晶结构，经过400℃退火处理，薄膜开始晶化。VSM分析表明溅射态的薄膜为软磁特征。晶化后的薄膜表现为硬磁特征，450℃退火时薄膜的矫顽力最大，达80320A／m。薄膜呈现一定的各向异性。     

Nd含量对磁控溅射Si(111)/Cr/Nd-Co/Cr薄膜结构与磁性的影响

采用磁控溅射技术制备了系列Si(111)/Cr(10 nm)/NdCox(400 nm)/Cr(10 nm)薄膜,其中,Co/Nd原子比x=2.5～7.2。利用XRD、SEM、AFM/MFM、VSM等手段研究了Nd含量对制备态薄膜垂直磁各向异性(PMA)与磁畴结构及退火态薄膜相结构与磁性的影响规律。结果表明,随着Nd含量的变化,制备态Nd-Co薄膜的垂直磁各向异性能Ku在x=5.2附近存在一个较宽的峰,峰值处Ku=(80±5) kJ/m~3。MFM图像的相移均方根偏差(Δφrms)在临界成分x=5.2处也存在最大值,其成分依赖关系与Ku-x的变化趋势一致。薄膜应力诱导的磁弹各向异性是导致溅射Nd-Co非晶薄膜PMA的主要原因。经过在600℃真空快速退火后,所有薄膜均析出了Nd2Co17、NdCo2、Nd4Co3等金属间化合物,而NdCo5±x相纳米晶只在Nd过量(至少4%,原子分数)的x=2.5和3.8薄膜中才被观测到,同时还伴随着Nd_2Co_7共生相的析出。室温磁性测试结果表明,NdCo5±x和Nd_2Co_7相纳米晶的析出,导致x=2.5和3.8薄膜面内矫顽力(分别为Hc-in=54和51 kA/m)显著增强;而x≥4.4样品的面内矫顽力保持在低值(Hc-in=4～8 kA/m)范围内。     

氧在溅射和退火过程中对ZnO薄膜的影响研究

利用射频磁控溅射技术在玻璃基片上制备了高度C轴择优取向的纳米ZnO薄膜,采用扫描电子显微镜、电子能谱仪和X射线衍射分析仪研究了溅射过程中和热处理过程中氧气对ZnO薄膜形貌、成分以及结构的影响规律.结果表明:在溅射过程中和退火过程中通入适量的氧气,ZnO薄膜(002)衍射面的晶面间距变小,薄膜中的氧含量提高,薄膜中的缺陷减少.在空气气氛中退火2h的薄膜,质量几乎接近了在溅射过程中通入氧气所制得的样品.因此在溅射制备ZnO薄膜时,可以减少氧气用量甚至无需通入氧气,而在热处理过程中实现增氧,从而降低了制备成本,简化了薄膜的制备工艺.     

Co/C与Co-Pt/C膜的微结构研究

利用磁控溅射方法制备Co/C和Co-Pt/C薄膜.用X射线衍射谱(XRD)和透射电子显微镜(TEM)测量样品结构和微观形貌.对Co/C和Co-Pt/C晶粒的大小进行计算,表明Co/C颗粒膜Co是以团簇的形式镶嵌在C层中的,面心立方(fcc)COPt3和面心四方(fct)Copt两个稳定有序相在Co-Pt/C薄膜中很好地...     

Effects of Pr on the structure and magnetic properties of FePt alloys

The effects of Pr on the structure and magnetic properties of PrxFe60.5-xPt39.5 alloys （x = 0, 0.5, 1.0, and 1.5） were investigated. X-ray diffraction data indicated that the phase transition temperature of FePt based alloys from disordered face-centered-cubic to ordered face-centered-tetragonal cubic decreases with the increase in Pr concentration. Pr plays the role of a grain refiner and it can enhance the exchange coupling between soft magnetic phase and hard magnetic phase. The results indicate that the replacement of Fe by Pr can significantly improve the remanence and coercivity of the Fe60.5Pt39.5 alloy. These results can be explained on the basis of phase transformation and microstructure. Both the remanence ratio and coercivity of the FePt based alloy as a function of the Pr content are increased by the optimum addition of 0.5 at.% Pr.     

PtxCo1-x(x=0.48~0.51)合金的磁性能和晶体结构

系统研究了等原子比附近不同Pt、Co原子比的PtCo合金的磁性能和晶体结构.采用电弧炉熔炼方式制备了原子比为.Pt_xCo_(1-x)(x=0.48～0.51)的合金,热处理后磁测量结果显示,随着Pt含量的增加,合金的剩磁逐渐减小,矫顽力逐渐增大.合金的X射线衍射结果表明:时效热处理后,随着Pt含量的增加,合金面心四方结构的有序相的c/a值逐渐减小,c/a值的减小增大了四方晶格结构的a与c方向的不对称性,使有序相的磁晶各向异性场增大,提高了合金的矫顽力.     

Electrodeposited Ni,Fe,Co and Cu single and multilayer nanowire arrays on anodic aluminum oxide template

The Ni, Fe, Co and Cu single and multilayer nanowire arrays to make perpendicular magnetic recording media were fabricated with nanoporous anodic aluminum oxide (AAO) templates from Watt solution and additives by the DC electrodeposition. The results show that the diameters of Ni, Fe, Co and Cu single and multilayer nanowires in AAO templates are 40–80 nm and the lengths are about 30 μm with the aspect ratio of 350–750. The magnetic properties of the prepared nanowires are different under different electrodepositing conditions. The remanences (B_r) of Ni/Cu/Fe multilayer nanowires are lower than those of others multilayer nanowires, and coercivity (H_c) of Ni/Cu/Fe multilayer nanowires are lower than those of others multilayer nanowires. These are compatible with the required conditions of high density magnetic media devices that should have the low coercivity to easily success magnetization and high remanence to keep magnetization after removal of magnetic field.     

Mn掺杂对快淬NdFeB永磁材料晶格与磁性能的影响

应用DTA、XRD、VSM，EXAFS对快淬Nd9Fe85-xMnxB6(x=0,0.5,1)纳米复合材料磁性能进行了研究。发现少量Mn的掺杂能够显著促进快淬样品的晶化并提高快淬样品的永磁性能，在合适的热处理条件下，得到的最佳矫顽力和剩磁比分别从339．6kA/m(4266.5Oe)和0．70提高到398．2kA/m(5002.5Oe)和0．72，最大磁能积（BH）max从84kJ/m^3(10.5MGOe)提高到88kJ/m^3(11MGOe)。认为永磁性能的提高是由于Mn的掺杂使快淬NdFeB具有更有序的晶体结构。     

Nanocrystalline Nd2Fe14B／α—Fe permanent magnet

Nd8.5Fe75Co5Cu1Zr3Nb1B6.5bonded magnet was prepared by melt-spinning(vs=18m/s)and subsequent heat treatment(670℃，4min).Excellent magnetic properties of the bonded magnet were achieved:Br=0.68T,iHc=620.3kA/m,(BH)max=74kJ/m^3.The addition of Cu and Zr elements shows to be advantageous in improving an intrinsic coercivity and squareness of hysteresis loop,as well as energy product.In has a remarkable remanence enhancement and the isotropic saturation remanence ratio Mr/Ms is 0.83.     

Microstructure and magnetic properties of Ti/Co/Ti films

The two series of as-deposited and annealed Ti/Co/Ti thin films were deposited by magnetron sputtering onto glass substrates at room temperature. The structural and magnetic properties of the films at room temperature were investigated as function of Co layer thickness. X-ray diffraction (XRD) profiles show Co nanograins are formed as the hexagonal-close-packed (hcp) structure. The perpendicular coercivity of the Ti(15 nm)/Co(30 nm)/Ti(15 nm) film annealed at 450 ℃ for 30 min is about 288 kA·m-1 .     

Ti衬底层对FePt颗粒膜的微结构和磁特性的影响

在室温下,应用对靶直流磁控溅射设备在普通玻璃基片上制备了FePt(30nm)/Ti(tnm)颗粒膜样品,随后,在真空中进行了原位退火.详细研究了Ti衬底层对FePt颗粒膜的微结构和磁特性的影响.X射线衍射图谱表明样品形成了较有序的L10织构,Ti和FePt形成了三元FePtTi合金.当Ti层厚度t=5 nm、退火温度Ta=500℃时,样品具有高度有序的L10织构、小的颗粒尺寸和优异的磁特性.矫顽力超过了6.7 kOe,饱和磁化强度为620emu/cc.并且具有较小的开关场分布.结果表明FePt/Ti颗粒膜系统可作为超高密度磁记录介质的候选者.     

Ti衬底层对FePt颗粒膜的微结构和磁特性的影响

在室温下,应用对靶直流磁控溅射设备在普通玻璃基片上制备了FePt(30nm)/Ti(tnm)颗粒膜样品,随后,在真空中进行了原位退火.详细研究了Ti衬底层对FePt颗粒膜的微结构和磁特性的影响.X射线衍射图谱表明样品形成了较有序的L10织构,Ti和FePt形成了三元FePtTi合金.当Ti层厚度t=5 nm、退火温度Ta=500℃时,样品具有高度有序的L10织构、小的颗粒尺寸和优异的磁特性.矫顽力超过了6.7 kOe,饱和磁化强度为620emu/cc.并且具有较小的开关场分布.结果表明FePt/Ti颗粒膜系统可作为超高密度磁记录介质的候选者.     

Fe44Co20Nd7Nb4B25大块非晶合金磁性及热稳定性研究

采用铜模吸铸法制备了Fe44Co20Nd7Nb4B25大块非晶合金,利用差示扫描量热仪(DSC)、X射线衍射仪(XRD)、高分辨透射电镜(HRTEM)和振动样品磁强计(VSM)研究了该合金的结构、非晶形成能力、热稳定性及磁性能.结果表明:该合金为完全非晶结构,在室温下表现为良好的软磁性,并具有较好的非晶形成能力和热稳定性,晶化激活能Ep为642 kJ/mol.退火后该合金表现为硬磁性,退火温度为1003 K时,内禀矫顽力iHc达到最大值,为l164kA/m;退火温度为963 K时,剩余磁感应强度研和最大磁能积(BH)max的值最大,分别为0.27 T和15.79 kJ/m3.     

热扩渗DyZn合金膜层对烧结钕铁硼磁性能与耐热性能的影响

采用直流磁控溅射的方法,在烧结NdFeB磁体表面制备了DyZn薄膜,研究了热扩渗处理磁体前后的磁性能、温度稳定性及微观组织结构变化。结果表明,晶界扩散渗DyZn处理后,磁体在保持剩磁基本不降低的情况下,矫顽力大幅度提升,矫顽力从原来的963.68 kA/m提高到1544.60 kA/m,增幅达63.31%。晶界扩散处理可以改善磁体的温度稳定性,在293~453 K范围内,剩磁温度系数基本不变,而矫顽力温度系数由–0.5533%/K降低为–0.4885%/K。通过对样品微观组织结构观察发现,Dy元素沿着晶界液相扩散,主要富集在晶界相和晶粒外延层处,晶界相结构与成分的优化、及晶界和晶粒之间(Nd,Dy)_2Fe_(14)B过渡层的形成是矫顽力大幅度提升的主要原因。