Ag/FePt/C薄膜的结构和磁性

采用直流和射频磁控溅射在Si(001)基片上制备Ag/FePt/C薄膜,并将其在不同温度下进行真空热处理,得到了具有高矫顽力的L10-FePt薄膜.利用X射线荧光(XRF)、X射线衍射(XRD)和振动样品磁强计(VSM)研究样品的成分、结构和磁性.结果表明,样品经400℃热处理后发生了无序—有序相转变,以Ag元素为底层可降低有序化温度,添加Ag和C可抑制晶粒生长.随着热处理温度的升高,FePt的晶粒尺寸和矫顽力逐渐增大,经600℃热处理后,样品中FePt的平均晶粒尺寸为14nm,垂直膜面和平行膜面的矫顽力分别为798.16kA/m和762.35kA/m.     

(B2-FeRh)-(L1_0-FePt)复合双层薄膜的热致反铁磁-铁磁转变

用磁控溅射法在加热的MgO(001)基片上生长FeRh-FePt双层取向薄膜,试图使两层都有序化并分析其反铁磁-铁磁转变性质.结果表明,覆盖于FePt层之上的FeRh层可以在不发生层间混合的前提下,于450°C依靠长时间热处理出现有序化,从而获得较为理想的(B2-FeRh)-(L10-FePt)双层复合薄膜.改变FeRh层的成分和控制FePt层的有序化程度能够裁剪其反铁磁-铁磁转变行为.在彻底有序化的FePt层上生长富Fe的FeRh层会导致热滞温度为负.而FePt层适当欠有序化则可以将反铁磁-铁磁转变温度由100°C提高到200°C,使其进一步远离室温.这有利于用来制作采用热辅助技术的垂直磁记录介质.从Pt扩散阈值的角度对反铁磁-铁磁转变举动变化的可能原因进行了讨论.     

在MgO(001)基板上生长连续的L10-FePt 纳米薄膜

用磁控溅射法在加热到400℃的MgO(001)基片上沉积了总厚度为25 nm 的[Fe(0.6 nm)/Fe_30.5Pt_69.5(1.9nm)]₁₀ 多层连续薄膜, 并对其在[500, 900]℃的温度范围进行了3h 的真空热处理. 结果表明, 薄膜在沉积过程中发生了层间扩散, 形成A1 相的FePt 合金, 表现为软磁特性; 热处理温度高于700℃时, 薄膜内形成L1₀ 相的(001)织构, 其单轴磁晶各向异性能高于2.5×10⁷ erg cc^-1; 薄膜能在800℃以下保持形貌连续. 借助于半导体载流子扩散和复合模型, 对薄膜在高温下形貌保持连续的机理进行了探讨. 分析认为, 虽然薄膜在沉积过程中发生了层间扩散, 但内部仍然残存微弱的周期性成分起伏, 这可以有效阻碍热处理过程中因相变而引起的Pt 元素析出, 从而抑制了因形成富Pt 晶界而导致的形貌不连续. 这种薄膜可以方便地用于微加工制作磁性阵列和隧道结.     

(001)取向FePt薄膜的有序化过程及磁性

在加热到400°C的MgO(001)单晶基片上,用磁控溅射法沉积了25 nm厚的FePt薄膜,在Ta=[500°C,800°C]温度范围进行5 h的热处理.用X射线衍射仪、振动样品磁强计和可外加磁场的磁力显微镜分析了薄膜的结构和磁性.结果表明,未经热处理的薄膜能够在MgO(001)单晶基片的诱导下实现(001)取向生长,但仍处于无序的A1相,呈软磁性.Ta=500°C,薄膜结构没有明显改变.Ta=600°C,FePt发生部分有序化,薄膜中A1相和L10相(有序相)共存,形成一种具有磁各向异性的特殊硬磁-软磁复合体.软磁相的磁性主要表现在沿平行于膜面方向施加磁场的磁化曲线中,但矫顽力可以达到10 kOe(1Oe=103/4πA m-1),硬磁相的磁性主要表现在沿垂直于膜面方向施加磁场的磁化曲线中,矫顽力却只有5kOe.这说明薄膜中硬磁相和软磁相之间存在强烈的交换耦合,形成了磁性弹簧.当Ta提高到700°C,薄膜基本完成有序化,磁化易轴彻底转向垂直于膜面的方向,矫顽力大于20 kOe.原子力显微镜和磁力显微镜观察表明,薄膜由岛状颗粒构成,在Ta=700°C时大部分颗粒内部形成多磁畴结构,在不太大的磁场作用下依靠畴壁移动和消失变为单磁畴,磁化反转过程应该主要依靠形核.     

磁场退火诱导下组装的FePt纳米粒子体系(英文)

为解决FePt纳米粒子在磁记录应用中面临的三个问题:高的转变温度、强的磁耦合和垂直取向,提出一个统一的解决方案.包覆聚乙烯吡咯烷酮(PVP)分子的FePt纳米颗粒体系在磁场诱导下被组装.磁退火后,得到具有较低转变温度和垂直取向的FePt纳米颗粒组装体系.碳化的壳层不仅抑制了粒子的生长,还降低了相邻粒子之间的交换耦合.     

厚度对L1_0-FePt薄膜的结构和磁性的影响

采用磁控溅射法在Si0001基片上制备了FePt薄膜,薄膜样品经过650℃热处理1 h.利用X射线衍射仪和振动样品磁强计对样品的结构和磁性进行了测量和分析.结果表明,样品经过650℃热处理后均形成了有序面心四方结构的L10-FePt相.当FePt薄膜厚度达到20 nm时,样品平行膜面和垂直膜面的矫顽力最大,分别是9.2和8.0 kOe.随着厚度的增加,样品平均晶粒度增大,平行膜面和垂直膜面的矫顽力均呈现减小趋势.     

Ti含量对FePt/Tix(FePt)100-x薄膜微结构和磁特性的影响

应用直流对靶磁控溅射法在玻璃基片上沉积了FePt/Tix(FePt)100-x薄膜,并在真空中进行原位退火.研究表明,衬底层Ti含量对FePt/Tix(FePt)100-x薄膜的微结构和磁特性影响很大.在退火温度为550℃,衬底层中的Ti含量为78%条件下,FePt形成了高度有序的L10织构,表面颗粒尺寸分布均匀,粒径减小到11 nm,矫顽力达到最大.     

用PLD法在MgO（100）衬底十生长ZnO薄膜的结构和光学特性

用脉冲激光沉积法在MgO（100）衬底上沉积了ZnO薄膜．衬底温度分别为400℃、550℃和700℃．利用X射线衍射（XRD）和光致发光谱（PL）对薄膜的结构和光学性能进行研究．x射线衍射的结果表明，在400℃和550℃下生长的ZnO薄膜具有高度c一轴择优取向．仉足当衬底温度升高到700℃时，薄膜由单一的择优取向变为有两个较强的择优取向．通过光致发光谱可以发现，在550℃下生长的ZnO薄膜具有强的紫外发射和窄的FWHM，并且紫外发光峰的强度与ZnO薄膜的结晶质量密切相关．     

沉积厚度对L10-FePt薄膜(001)织构和磁性的影响

采用直流磁控溅射方法在表面氧化的Si(001)基片上制备不同厚度的FePt薄膜, 并利用原子力显微镜(AFM)、 X射线衍射(XRD)和振动样品磁强计(VSM)表征样品的形貌、结构和磁性. 结果表明: 将薄膜样品在H₂气氛中经600 ℃退火1 h, 得到了L1₀-FePt薄膜; 薄膜具有(001)织构或明显的(001)取向生长, 随着沉积厚度
的增加, FePt的晶粒尺寸变大, 样品的有序化程度增大, (001)取向生长呈减弱的趋势; 样品均具有明显的垂直磁各向异性, 随着薄膜厚度的增加, 平行膜面矫顽力增大, 垂直膜面矫顽力先增大后减小, 当沉积厚度为10 nm时, 样品的垂直磁各向异性最佳.     

电子束蒸发太阳能电池窗口层ZnO薄膜

用电子束蒸发法在玻璃基片上制备太阳能电池窗口层ZnO薄膜,并在氧气环境下对其在400～500℃的温度下退火1h．通过X射线衍射、电镜扫描、透过率光谱等手段测试和分析所制备的薄膜,结果表明：当薄膜未经过热处理时,薄膜中含有大量的单质锌;当薄膜经过400℃退火后,薄膜逐渐结晶,并且其物相成分基本是ZnO;当退火温度逐渐升高到500℃时,晶粒长大,晶化程度提高,对可见光和近红外光的透过率也增大,平均值可达90％,此时所制备出的ZnO薄膜适合于作为太阳能电池的窗口层。     

FexPt100-x取向薄膜的结构与磁性

用电子束沉积法在加热到100℃的MgO（001）基板上生长了50nm厚的FexPt100-x取向薄膜,原子比成分范围为x=[10,85].在500℃进行保温2h的原位热处理后,分析样品的结构及沿面内和垂直于薄膜方向施加磁场的磁性行为.结果表明,随着x的增加,易磁化轴的方向在沿平行于膜面方向和垂直于膜面方向之间反复变化,取决于内秉的磁晶各向异性与外秉的形状各向异性之间的竞争.当x=60时,由于薄膜发生不完全的A1→L10相转变,形成了A1软磁相与L10硬磁相的复合体,样品沿平行和垂直于膜面方向磁化的矫顽力都达到5kOe（1Oe=79.5775Am-1）以上.沿膜面方向磁化时,矫顽力高于软磁相的磁晶各向异性场,并且正负向磁化的剩余磁化强度明显不相等.采用三磁畴软磁相模型,结合硬磁/软磁交换耦合作用,对此进行了解释.这种硬磁/软磁复合材料适合于用来制作磁力显微镜的各向同性高矫顽力探针.     

溶胶-凝胶法制备FePt纳米颗粒及其性质研究

通过溶胶-凝胶法制备了L10相FePt纳米颗粒,并利用X射线衍射(XRD)、振动样品磁强计(VSM)、透射电子显微镜(TEM)等测试手段对所制备的样品进行了结构和磁性表征.XRD及TEM分析表明,700℃所制备的FePt纳米颗粒为面心四方(FCT)结构,颗粒形状为球形且分散性较好,晶粒尺寸约为12 nm.磁性测试结果表明,L10相的FePt纳米颗粒室温下具有铁磁性,其矫顽力为1 887 Oe.     

沉积温度对TiN/SiN_x多层膜结构及力学性能的影响

采用反应磁控溅射方法,在不同沉积温度条件下制备了一系列多晶TiN/SiNx纳米多层膜,并用X射线衍射仪（XRD）、X射线反射仪（XRR）及纳米压痕仪（Nanoindenter）表征了材料的微观结构及力学性能。结果表明,沉积温度对多层膜的界面结构、择优取向及力学性能有显著影响：当沉积温度为室温时,多层膜的界面较高温条件下粗糙;而多层膜的择优取向在沉积温度为400℃时呈现强烈的TiN（200）织构;多层膜的硬度及弹性模量在室温至400℃温度范围内变化不大。     

锗/硅量子点形貌随退火温度的变化与电学特性研究

研究了锗(Ge)量子点薄膜表面形貌随退火温度的变化及其相应的电学特性。以锗烷为主要反应气体,应用等离子增强化学气相沉积法(PECVD)在300℃温度、p-硅(100)基片上沉积了锗量子点薄膜,然后分别在400℃、500℃、600℃温度下退火。应用原子力显微镜(AFM)系统地观察了锗量子点薄膜的二维、三维图像,发现原位生长的锗量子点尺寸起伏大、薄膜表面比较粗糙。退火后,锗量子点分布趋于均匀,并且随退火温度的升高,量子点呈一定的取向排列,表面变得平整。通过电流-电压(I-V)和电容-电压(C-V)测试,发现锗量子点薄膜具有良好的电学特性。随退火温度的升高,电流、电容显著增大,漏电流减小,说明退火后,锗量子点薄膜晶界和粗糙度减小,使样品的表面、界面特性更好。     

Magnetic properties of perpendicularly orientated L1<Subscript>0</Subscript> FePt nanoparticles

L10 FePt films were deposited on MgO (001) substrates heated to 700°C by magnetron sputtering.Assisted by the misfit of lattice between film and substrate,strong (001) texture was formed.The film at nominal thickness t N=5 nm was composed of nanoparticles with a size of～70 nm,and showed a high coercivity of～105 kOe at 4.2 K.At t N=～50 nm,as the film changed from discontinuous to continuous,the coercivity dropped about one order of magnitude.Micromagnetic simulation implies that the magnetization reversal is...