DyFeCo磁光薄膜的制备和特性研究

本文采用射频磁控溅射方法制备了ＤｙＦｅＣｏ非晶磁光薄膜，研究了氩气压，溅射功率对ＤｙＦｅＣｏ薄膜性能的影响，实验表明：反射率随氩气压升高而降低，矫顽力随氩气压升高而逐渐增大，达到一定值时克尔回线反向，随后矫顽力又逐渐减少，高气压下的矫顽力温度特性较低气压下的矫顽力温度特性要好，但氩气压进一步升高，磁光克尔回线矩形度变差，本征磁光克尔角随氩气压升高而增大，到达最大值后又逐渐减少。反射率随溅射功率增加而升高，到达最大值后又逐渐下降，矫顽力随溅射功率增加而逐渐增大，到达最大值后，磁光克尔回线反向，然后矫顽力又逐渐减小。为了满足高信噪比，记录信息稳定的磁光记录要求，氩气压选为３．５—５．５Ｔｏｒｒ、溅射功率选为３００Ｗ—３５０Ｗ较佳。     

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.     

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...     

退火温度对FePt薄膜物性的影响

用直流磁控溅射方法和原位退火工艺在玻璃基片上制备了Fe48Pt52纳米薄膜.研究发现,退火温度对FePt膜的微结构和磁特性有很大的影响,退火可以减小颗粒间的磁相互作用,矫顽力随退火温度的升高先急剧增大后减小,600℃退火处理的FePt样品平行膜面方向的矫顽力略大于垂直方向,分别达到了684.4,580.9 kA/m;650℃退火处理的FePt样品在2个方向上都获得了巨大的矫顽力,最大值达到了986.8 kA/m.     

SmCo(Al,Si)/Cr硬磁薄膜的结构与性能

在优化后的磁控溅射和退火条件下 ,制备SmCo(Al,Si) /Cr硬盘磁记录介质及硬磁薄膜 .实验结果表明 ,Sm摩尔分数为 31.6 % ,Cr缓冲层为 6 6nm ,Sm(Co ,Al,Si) 5磁性层为 30nm时 ,制得的Sm(Co ,Al,Si) 5/Cr薄膜的矫顽力Hc 为 187.8kA/m ,剩磁比S =Mr/Ms≈ 0 .94;在 5 0 0℃保温 2 5min退火后 ,矫顽力Hc 达10 42 .5kA/m ,剩磁比S≈ 0 .92 ,从而制成了较理想的硬磁薄膜     

磁控溅射工艺对纳米Ti膜形貌的影响

实验研究了磁控溅射工艺的溅射功率及溅射时间对纳米金属Ti膜的厚度影响,并对薄膜形貌作了简单探讨。结果表明,在其它工艺参数恒定时,金属Ti膜厚度与溅射时间呈正比例关系;金属Ti膜厚度随溅射功率的提高而增大;长时间溅射后的纳米金属Ti膜表面平整,主要源于薄膜进入连续生长阶段,出现晶粒合并的现象。     

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.     

[Ag／CoPt]n／Ag薄膜的结构和磁性

采用磁控溅射方法在玻璃基片上制备了[Ag／CoPt]n／Ag薄膜,并在600℃退火30min．结果表明,Ag掺杂厚度（x）对CoPt薄膜的结构和磁性影响很大．当Ag层厚度为0．5nm时,薄膜的垂直取向程度最高,其垂直矫顽力高达8．68×10^5A·m^-1而平行矫顽力仅为0．54×10^5A·m^-1．适当厚度的Ag不仅有利于薄膜的垂直取向,而且能降低晶粒间的交换耦合作用．     

Cr/Gd双层膜的磁特性

采用磁控溅射法制备居里温度(TC)略低于奈尔温度(TN)的Cr/Gd双层薄膜.利用振动样品磁强计研究薄膜在不同温度下的磁滞特性.结果表明:该类薄膜系统与TCTN的铁磁/反铁磁双层薄膜的磁滞特性不同,当测量温度(T)大于TC时,Gd层处于铁磁态,矫顽力(HC)随温度非单调变化;当T为80～205K时,HC随温度增加逐渐减小;在T=205K出现一个极小值后逐渐增大;在T=255K附近出现一个主峰;当T为255～295K时,HC随温度升高迅速减小;当T295K时,HC随温度升高迅速增大.即铁磁/反铁磁界面处的反铁磁自旋与铁磁自旋的交换耦合作用对铁磁层磁有序态的维持温度和矫顽力影响较大.     

磁控技术成膜的工艺研究与微观表征分析

在氩气的气氛中采用直流磁控溅射方法,在玻璃基片上制备铂薄膜热敏电阻,并对铂薄膜的微观组织进行分析,同时研究了磁控溅射镀膜工艺参数对制备铂薄膜的影响,分析了参数中溅射功率、溅射时间与膜厚的关系。并利用Matlab软件建立了溅射时间、溅射功率与膜厚的三维关系模型图。     

非晶SmDyFeCo薄膜的制备和磁光记录特性

研究了制备非晶ＳｍＤｙＦｅＣｏ薄膜的方法和它的磁光记录畴大小随记录激光功率Ｐ及记录偏磁场Ｈｂ的变化趋势，并与非晶重稀土－过渡族ＤｙＦｅＣｏ薄膜的磁光性能比较，得到了重要的结论：在非晶重稀土－过渡族ＤｙＦｅＣｏ薄膜中加一定量的轻稀土元素Ｓｍ组成四元非晶合金薄膜能使它的磁光记录畴直径减小，它可能成为未来高记录密度的新型磁光材料     

Fe54Pt46纳米薄膜的结构与磁性

采用磁控溅射法在SiO₂〈0001〉基片上制备Fe₅₄Pt₄₆薄膜, 并经过650 ℃原位真空退火1 h. 利用X射线衍射和振动样品磁强计对样品的结构和磁性进行研究. 结果表明, 经过原位真空退火后, 样品发生了无序\|有序相转变, 得到了面心四方结构的L1₀-FePt纳米薄膜. 样品的有序度为0.92, 晶粒尺寸约为10 nm, 样品平行膜面的矫顽力为0.8 MA/m. 当磁场与膜面的夹角为50°时, 矫顽力达到最大值, 这与(111)面为能量最低面相符.      

类金刚石薄膜的拉曼光谱研究

采用直流磁控溅射的方法在不同工艺参数(气压和功率)下制备出不同性质的类金刚石(DLC)薄膜,并利用拉曼光谱对其进行表征.实验结果表明工作气压对DLC薄膜性质的影响非常显著,而溅射功率对其的影响较小.功率在100 W下制备的DLC薄膜,I(D)/I(G)值从1.4减小到0.7随着气压从0.3 Pa增加到3 Pa;气压在0.3 Pa下制备的DLC薄膜,I(D)/I(G)值随着功率从30 W增加到300 W只有略微的增加.这是因为气压的升高会增加溅射出来的碳粒子与气体之间的碰撞次数,经过多次的碰撞会随碳粒子的尺寸进一步减小,从而得到更为无序的DLC薄膜;而功率影响的主要是溅射率,对DLC薄膜的溅射过程影响很小.DLC薄膜的I(D)/I(G)值随着薄膜厚度的增加先减小后增加,这是受基底界面和基底温度共同影响所导致的.     

DyFeCo磁光薄膜的溅射工艺研究

采用射频磁控溅射方法制备了ＤｙＦｅＣｏ非晶磁光薄膜，研究了氩气压、溅射功率对ＤｙＦｅＣｏ薄膜性能的影响．实验表明：反射率随氩气压升高而降低，矫顽力随氩气压升高而逐渐增大，达到一定值时克尔回线反向，随后矫顽力又逐渐减小，高气压下的矫顽力温度特性较低气压下的矫顽力温度特性要好，但氩气压进一步升高，磁光克尔回线矩形度变差．本征磁光克尔角随氩气压升高而增大，到达最大值后又逐渐减小．反射率随溅射功率增加而升高，到达最大值后又逐渐下降．矫顽力随溅射功率增加而逐渐增大，到达最大值后，磁光克尔回线反向，然后矫顽力又逐渐减小     

铁磁性FeMnC插入层对FeMn/Co交换偏置的影响

我们用磁控溅射方法制备了FeMn/FeMnC/Co薄膜,研究了FeMn-FeMnC-Co体系的交换偏置现象,并探讨了铁磁薄膜FeMn/Co的交换偏置场相对于插入层FeMnC厚度的变化,发现随插入层FeMnC厚度的增加,交换偏置场Heb、矫顽力及剩磁比均减小.     

不同Co底层厚度对FeCo(001)取向的影响

用磁控溅射法在Si(100)基片上沉积不同厚度的Co底层,在Co层上先用溶胶-凝胶(sol-gel)法旋涂原始溶液,再经H2还原获得FeCo/SiO_2薄膜,并用X射线衍射仪测试样品的晶体结构,由振动样品磁强计(VSM)表征薄膜的磁性质.结果表明:随着Co底层厚度的增大,FeCo的晶面取向由(110)逐渐转变为(200);当Co底层厚度为10nm时,I(200)/I(110)值最大,即FeCo(200)择优取向最强,同时薄膜平行膜面的饱和磁化强度最大,矫顽力最小,即Co厚度增加有利于改善薄膜的软磁特性.     

Cu层厚度对NiFe/Cu/Co 的巨磁电阻效应影响

用磁控射频溅射法制备了NiFe/Cu/Co多层膜;研究了薄膜的磁特性和磁电阻特性与中间层Cu厚度的关系.在适当的Cu层厚度下 (大约为2 nm),制备出了具有很好自旋阀巨磁阻效应的多层膜.研究表明,在弱磁场下,薄膜的磁电阻回线的斜率与原来的磁化过程有关,因此该薄膜材料可以用于巨磁电阻存储器中.     

非晶Tb-Gd-Co合金薄膜特性研究

磁光存储材料的研充,最重要的是探求实用化磁光介质薄膜材料和制备工艺.非晶稀土-过渡金属(以下缩写为RE-TM)材料,适于使用制作磁光盘已崭露头角,由三元合金Gd-Fe-Co或Tb-Fe-Co膜做成的磁光盘样机已经问世.在以(Tb,Gd)_x-(Fe,Co)_(1-x)为基础的合金薄膜系列里,Tb-Gd-Co比Gd-Fe-Co有更大的矫顽力,这对提高存储密度是有利的.此外,Tb-Gd-Co材料还可以提供稍大的克尔(Kerr)旋转角θ_k和宽温特性.近年来,人们很重视非晶Tb-Gd-Co膜的研究,Togami首先报道Tb-Gd-Co膜,随后,Luborsky等人从实验肯定Tb-Gd-Co膜用作磁光介质的稳定性.为使Tb-Gd-Co材料达到实用化,本文研究了溅射参数对非晶Tb-Gd-Co合金薄膜特性的影响,获得了比较好的     

磁控溅射制备Ag/TiO2复合薄膜的光催化降解性能

为了提高TiO2薄膜的光催化效率,利用中频交流磁控溅射技术,采用Ti和Ag金属靶制备了Ag/TiO2复合薄膜.利用X射线光电子能谱、 X射线衍射和扫描电子显微镜分析了复合薄膜的成分、结构和表面形貌,并研究了其光催化降解性能.结果发现: Ag在厚度较薄时以聚集颗粒形式存在; 在Ag膜厚度为15 nm时, Ag/TiO2复合薄膜与TiO2薄膜相比其光催化效率可提高2倍; Ag/TiO2复合薄膜对亚甲基蓝的光催化降解效率与复合薄膜的透射率均随Ag膜厚度增加逐渐下降,其原因是Ag膜厚度不断增加,最终完全覆盖TiO2薄膜表面,阻挡了TiO2薄膜与污染物的有效接触, Ag作为光生电子捕获剂的有利影响消失.     

氩气分压与膜厚对溅射Al膜微结构及应力的影响

在不同氩气分压下,用直流溅射法在室温Si基片上制备了不同厚度的Al膜。用光学干涉相移法和X射线衍射技术,对薄膜应力和微结构进行了测试分析。微结构分析表明:制备的Al膜均呈多晶状态,晶体结构仍为面心立方;氩气分压分别为1Pa和3Pa的Al膜相比,1Pa下制备的薄膜结晶程度明显优于3Pa下制备的薄膜。1Pa下Al膜平均晶粒尺寸随膜厚的增加由17.9nm逐渐增大到26.3nm;晶格常数由0.4037nm增大到0.4047nm,均比标准值0.40496nm稍小。应力分析表明:同一工作气体压强(氩气分压)下,Al膜的平均应力随着膜厚的增加变小,应力分布趋向均匀。相同时间1Pa和3Pa的Al膜,其微结构和应力有较大差别。