稀土Nd掺杂FeCo纳米磁性薄膜的结构和磁性

题名:稀土Nd掺杂FeCo纳米磁性薄膜的结构和磁性
作者:张喆
学位授予单位:兰州大学
关键词:饱和磁化强度:4189,矫顽力:3834,各向异性场:3495,面内各向异性:3404,热处理:3073,退火温度:2894,共振频率:2637,衬底温度:2554,磁滞回线:2526,磁畴结构:2499
摘要:
 随着电子设备小型化、高频化的不断发展,应用于电磁器件的高频软磁材料成为一个十分活跃的研究领域。理论和实验表明,CoFe基软磁性薄膜在获得高微波磁导率方面优于其它磁性薄膜,而稀土元素的掺杂可从本质上影响Co基非晶Cube neodymium magnet薄膜的复数磁导率特性,稀土元素的适量加入可提高共振频率,提高其高频软磁性能。
 本文中,我们利用射频磁控共溅射方法,在不同的衬底条件下,通过改变Nd靶溅射功率,制备了一系列Ta/Nd_x(FeCo)_(100-x)/Ta纳米薄膜。利用X-ray衍射测量了样品的晶体结构,利用原子力显微镜得到了样品的表面形貌;用振动样品磁强计(VSM)和磁力显微镜(MFM)分别研究了样品的静态磁性和磁畴结构;用单端带线法测量了样品的高频磁谱,得到以下结论:
 一、对于衬底温度加热至300℃制备出的样品,溅射态及热处理后样品均没有面内各向异性,样品的饱和磁化强度随Nd含量的增加而减小,矫顽力随Nd含量的增加而增大。对于Nd_(13)(FeCo)_(87)样品,由于旋转各向异性的存在,测得该薄膜的共Cube neodymium magnet振频率约为1.5GHz。
 二、对于衬底不加热的样品:
 研究了其结构和磁性随Nd含量和真空磁场退火温度(T)的变化关系。X射线衍射研究表明热处理前的薄膜为非晶态,随着T的升高,逐渐析出FeCo纳米晶,随T的进一步升高,FeCo纳米晶粒逐渐变大,而且在薄膜中生成了FeCoNd合金纳米晶。利用振动样品磁强计研究了纳米薄膜的静态磁性,结果表明,饱和磁化强度随着Nd含量的升高而降低。
 而对Nd含量较低的Nd_(13)(FeCo)_(87)样品研究表明由于垂直各向异性的存在,溅射态及热处理后的薄膜样品均没有面内各向异Cube neodymium magnet性样品,表现为条纹畴结构。
 在Nd含量高于13%的样品中,经真空磁场热处理的样品都表现出很好的面内磁各向异性,在Ta/Nd_(20)(FeCo)_(80)/Ta样品中获得了易轴矫顽力1.70e,难轴矫顽力为2.50e,各向异性场为102.60e的优异静态磁性,表明在高频领域具有很好的潜在应用前景。
学位年度:2009