FeCoNd纳米磁性薄膜的结构和磁性

题名:FeCoNd纳米磁性薄膜的结构和磁性
作者:卢建敏
学位授予单位:兰州大学
关键词:磁性测量:6174,FeCoNd:4823,纳米磁性薄膜:4723,高饱和磁化强度:1905,复数磁导率:1655,软磁性能:1289,软磁材料:1111,真空磁场热处理:1031,薄膜磁性:911,共振峰:844,磁畴结构:841,柱状生长:807,溅射靶材:780,自然共振:630,微观结构:619,纳米晶合金:599,软磁薄膜:578,室温:572,振动样品磁强计:569,形状各向异性:559
摘要:

 随着电磁器件向小型化、高频化方向发展,对软磁材料的性能提出了更高的要求。具有高磁导率、高饱和磁化强度、高电阻率及适度大小的平面单轴各向异性的软磁材料受到人们的广泛关注,成为一个活跃的研究领域。FeCo基软磁薄膜更是因其具有高磁导率、高饱和磁化强度及宽频带范围的高磁导率特性,成为研Neodymium magnets究热点。研究表明,掺杂适量的稀土元素可以提高FeCo基软磁薄膜的共振频率,影响其复数磁导率频率依赖特性,从而提高材料的高频软磁性能。

 本文采用射频磁控溅射法,通过改变实验参数,用Si(111)做基底制备了一系列FeCoNd纳米软磁薄膜。分别利用X-ray衍射(XRD)和透射电镜(TEM)测量了样品的晶体结构和微观结构；利用能量散射X射线光谱仪(EDS)测得了样品的成分；利用原子力显微镜(AFM)得到了样品的表面形貌及粗糙度,用振动样品磁强计(VSM)和磁力显微镜(MFM)分别研究了样品的室温静态磁性和磁畴结构；用短路微扰传输线法测量了样品的高频特性。得出了以下结论：

 一、室温下制备的样品：

 室温条件下制备的FeCoNd薄膜为非晶结构,其磁性在很大程度上依赖于薄膜的厚度t。当t高于一个临界厚度tc,受很强的垂http://www.chinamagnets.biz/Neodymium/Ball-Neodymium-Magnets.php直磁各向异性的影响产生了条纹畴。产生垂直磁各向异性是由于FeCo颗粒柱状生长所引起的形状各向异性的影响。相反,当薄膜厚度减少至低于tc,就会得到面内单轴各向异性和很好的软磁性能。

 二、真空磁场热处理样品：

 室温条件下制备出来的有条纹畴的FeCoNd薄膜样品经过300、400、500、600、700和800℃真空磁场热处理,以期改善其微观结构和磁性。通过400和50℃热处理能够消除条纹畴,使磁矩躺在面内,具有面内单轴各向异性。经过300、600、700、800℃热处理的样品的复数磁导率虚部出现两个共振峰：第一个共振峰来源于畴壁共振,第二个共振峰来源于由磁晶各向异性和形状各向异性导致的自然共振。
学位年度:2010