高分辨磁旋转编码器磁鼓表露磁场分析与AMR检测磁头设计

应用静磁场理论分析了高分辨磁旋转编码器磁鼓的表露磁场,通过数值计算得到磁鼓表露场分布的直观曲线.设计制作出性能优良的磁旋转编码器AMR检测磁头,理论分析结果与对磁鼓表露磁场的实际测试结果进行了分析对比.结果表明,AMR检测磁头输出信号形状与幅度及其倍频特性与理论计算结果是相符的.

Al_2O_3层对超薄各向异性磁电阻薄膜性能影响的研究

各向异性磁电阻(AMR)薄膜材料被广泛应用于磁传感器和硬盘的读出磁头中。器件的小型化要求AMR薄膜材料必须做得很薄。采用磁控溅射的方法在玻璃基片上制备了Ta/NiFe/Ta磁电阻超薄薄膜,将几个纳米厚的Al2O3层插入Ta/NiFe/Ta薄膜的Ta/NiFe界面,研究该插层对超薄NiFe薄膜性能的影响。结果表明:由于Al2O3层的"镜面反射"作用,适当厚度和结构状态的Al2O3层可以提高薄膜的磁电阻值,当NiFe薄膜厚度为5 nm时,通过在界面处插入约2nm的Al2O3层,薄膜的磁电阻值从0.65%提高到了0.80%,增加幅度超过20%。性能提高的主要原因是除纳米Al2O3插层的"镜面反射"作用外,抑制Ta/NiFe的界面反应以及减少Ta层分流也是重要的影响因素。

FePt/Cu多层膜化降低L1_0-FePt有序化温度

采用直流磁控溅射方法制备FePt/Cu多层膜,再经不同温度下真空热处理得到有序L10-(FePt)100-xCux薄膜.结果表明,Cu的添加可以降低FePt薄膜有序化温度.[FePt(4nm)/Cu(0.2nm)]10多层膜在350℃热处理1h后,有序度增至0.6,矫顽力达到421kA/m.对插入极薄Cu层促进有序化在较低的温度下进行的热力学和动力学因素进行了讨论.

Ni-P底层对化学镀Co-P薄膜性能的影响

采用化学镀工艺制备了Co-P磁记录薄膜,研究了非晶无磁Ni-P底层对Co-P薄膜的生长及性能的影响。研究结果表明：非晶无磁Ni-P底层对Co-P薄膜的晶体结构及取向无明显影响,镀态的Co-P薄膜均为密排六方结构,（100）（、002）、（101）的择优取向无明显变化;但非晶无磁的Ni-P底层可以提高薄膜的均匀性和一致性,表面无明显缺陷;细化晶粒,平均晶粒尺寸为100-150nm;提高Co-P薄膜的磁性能,矫顽力可达4.54×10^4A/m。当记录信号脉冲时,与铝基体上直接施镀相比,在Ni-P底层上的Co-P磁记录薄膜输出信号幅值均匀稳定,信噪比良好。

Ta种子层对Ni_(65)Co_(35)薄膜微结构和磁性的影响

用直流磁控溅射方法制备了Ta(x nm)/Ni_(65)Co_(35)(40 nm)双层薄膜(x=0,1,2,3,4,5 nm),研究了Ta种子层不同制备工艺条件对Ni_(65)Co_(35)(40 nm)薄膜的各向异性磁电阻(AMR)和矫顽力的影响；通过X射线衍射(XRD)对Ni_(65)Co_(35)薄膜的微结构进行了分析．结果表明,适当的Ta种子层的厚度和较高的溅射速率有利于Ni_(65)Co_(35)薄膜(111)织构形成,并能显著提高Ni_(65)Co_(35)膜薄的AMR值和磁传感元件的灵敏度．

NiFeCr/NiFe/MgO/Ta薄膜制备及热处理研究

采用磁控溅射制备了NiFeCr(4.5nm)/NiFe(10nm)/MgO(4.0nm)/Ta(5.0nm)薄膜,并对薄膜进行真空磁场退火。退火后薄膜磁电阻变化率显著提高,400℃退火后达到3.02%,之后随着退火温度的升高,磁电阻变化率下降。XRD结果表明,薄膜不仅具有很强的NiFe(111)织构,同时还出现了MgO的(111)衍射峰。随退火温度的升高,MgO(111)衍射峰的强度有所降低。

NiFe薄膜AMR元件中非均匀退磁场和宽度的相关性

采用磁控溅射方法制备了NiFe各向异性磁电阻(AMR)薄膜,经过光学曝光及离子刻蚀将NiFe薄膜制成了厚度t=20 nm、长度l=2．5 mm、宽度w分别为50,20,10,5和μm的AMR元件．测量了AMR元件的磁电阻效应．考虑沿宽度方向退磁场的非均匀性,计算了磁电阻比率．结果表明,宽度决定了AMR元件中的退磁场分布和边缘退磁场的大小,直接影响着AMR元件的磁化反转过程．宽度越小,元件中的边缘退磁场越大,在外磁场下的磁化反转也越困难．在磁化反转过程中,磁化反转先从中心开始,逐渐扩展到边缘．

NiO钉扎的自旋阀的结构和磁性

利用反应溅射的方法制备了ＮｉＯ薄膜，并研究了ＮｉＯ对ＮｉＦｅ薄膜的钉扎作用，结果表明钉扎场与反应溅射时的Ａｒ／Ｏ２比例、总的溅射气压、基底的粗糙度等有很大关系．利用光电子能谱（ＸＰ）分析了ＮｉＯ２中的Ｎｉ，Ｏ离子的价态．并制备了ＮｉＯ钉扎的自旋阀Ｔａ／ＮｉＯ／ＮｉＦｅ／Ｃｕ／ＮｉＦｅ／Ｔａ，其磁电阻（ＭＲ）可达到２．２％，钉扎场为１０．４８ｋＡ／ｍ．

Ta种子层厚度及溅射速率对Ta/Ni_(65)Co_(35)双层膜各向异性磁电阻和矫顽力的影响

研究了Ta种子层的厚度、溅射速率对Ta/Ni65/Co35双层膜各向异性磁电阻值(△ρ/ρ)、矫顽力和织构的影响.研究表明,适当的Ta层厚度和较高的Ta层溅射速率对提高Ta/Ni65Co35双层膜的△ρ/ρ是有效的.Ta种子层的使用增大了Ta/Ni65Co35双层膜的矫顽力而其溅射速率对Ta/Ni65Co35双层膜矫顽力的影响很小.

一种具有消谐波正弦输出的AMR薄膜磁头设计

设计了一种消谐波正弦输出的AMR磁头,这种磁头是由AMR金属薄膜材料经过微加工工艺制成。通过对磁头输出波形的谐波分析和测试,表明该磁头具有优良的正弦输出特性、磁场灵敏度和信噪比,可以广泛应用于高精度磁栅位移检测和磁旋转编码器角度测量系统中。

可变形永磁合金Cu_(80)Ni_(13)Fe_7的研究

研制了一种新成分的Cu80Ni13Fe7合金,其加工性能优于传统Cu60Ni20Fe20合金,并成功轧制成0·2mm厚的薄带.系统研究了回火温度与回火时间对该合金磁性能的影响.研究结果表明,CuNiFe合金只有经过适当的回火处理才能得到较好的磁学性能.在635℃回火1h后,矫顽力Hc可达到54·2kA·m-1,剩磁感应Br为0·19T,矩形比S为0·79.磁性测量表明,在635℃回火1h后样品平行于轧制方向和垂直于轧制方向的矫顽力Hc差别较大,而在其他回火条件下的差别都比较小.新研制的Cu80Ni13Fe7合金可作为磁栅尺的备选材料.

磁电阻薄膜材料噪声研究进展

磁电阻薄膜材料中的噪声表现出1/f特征,1/f噪声深刻地反映着介观系统内部的输运机制和磁序转变过程。系统总结了磁电阻薄膜中的1/f噪声理论,指出1/f噪声可分为磁1/f噪声和电1/f噪声,前者是1/f噪声的主要部分。1/f噪声与磁电阻薄膜的制备方式、内部缺陷、磁畴分布、体系结构和界面因素都有密切关系。改善界面结构和提高磁畴的稳定性可以改善1/f噪声。1/f噪声在检测器件稳定性和表征磁化转变过程方面有着非常重要的实际应用。

不同底层(Ag,Ti,Cu,Pt)对[Fe/Pt]n多层膜磁性的影响

利用磁控溅射的方法,在热玻璃基片上制备了[Fe/Pt]n多层膜,经不同温度真空热处理后,得到L10有序结构的FePt薄膜(L10-FePt)。实验结果表明:[Fe/Pt]n多层膜结构可使FePt薄膜的有序化温度由500℃降到350℃,350℃退火20 min后其平行膜面矫顽力可达到421.8kA.m-1。同时以Ag,Ti,Cu和Pt做底层,利用[Fe/Pt]n多层膜结构制备了FePt薄膜,磁性和X射线衍射结果表明:与[Fe/Pt]n多层膜相比,四种底层均没有进一步降低FePt薄膜的有序化温度,其中Ag做底层对[Fe/Pt]n多层膜退火后的平行膜面矫顽力影响较小,但能够提高其垂直磁各向异性;其他底层均会降低[Fe/Pt]n多层膜在高温退火时的平行膜面矫顽力,且对其垂直磁各向异性无改善作用。

磁性薄膜噪声测量系统研制

利用惠斯通电桥和两极放大电路在磁屏蔽腔中设计开发了磁性薄膜低频噪声测量系统。通过内推法和外比法测试证明该系统测量精度高,稳定性好,能够完成加磁场环境下的低频噪声测量。利用此系统发现各向异性磁电阻元件在退火后1/f噪声明显降低。该装置对于磁性薄膜提供了一种非破坏的有效检测手段,同时也提供了检测磁性转变内在机制的一种有效途径。

基于新媒体平台的互动型辅助教学模式探索与实践

应对新知识抽象难懂、新技术迅速更新及新媒体对传统教学活动的冲击,以图片、动画、音频、视频等内容为素材,借助新媒体平台,把辅助教学融入多媒体生态,增加教学活动的广度和深度,增强师生之间的互动与交流,探索并实践基于新媒体平台的互动型辅助教学模式。

利用NiFeCr种子层提高AMR薄膜信噪比研究

NiFeCr种子层可以明显降低NiFe薄膜的低频噪声,提高信噪比。制备态下NiFeCr为种子层的NiFe薄膜的低频噪声比以Ta打底的NiFe薄膜的低频噪声下降10倍,250℃下保温2h退火后以Ta打底的NiFe薄膜的低频噪声因扩散而明显上升,而NiFeCr为种子层的NiFe薄膜的低频噪声则有小幅下降。电镜分析表明NiFeCr种子层与NiFe层形成良好的晶格匹配关系,可以基本实现NiFe完全外延式的生长。

(Ni_(0.79)Fe_(0.21))_(1-x)Nb_x种子层对Ni_(0.79)Fe_(0.21)合金磁电阻的影响

采用磁控溅射的方法, 在诱导磁场下制备了[(Ni0 79Fe0 21)1-xNbx]/NiFe/Ta 系列膜, 测量了种子层中Nb原子的百分含量、膜的微结构和膜的MR( Magnetoresistance), 研究了种子层的厚度和种子层中Nb原子的百分含量对NiFe的MR的影响. 实验表明: 以NiFeNb为种子层可较明显的改善Ni0 79Fe0 21膜的微结构, 提高其磁电阻性能.

低维材料课程的认知性和实践性教学改革

以"注重认知引导、强化实践教学、扩宽国际视野"为教学理念,通过在低维材料与制备技术课程中增加一系列认知和实践性环节,如与专业研究所或高校联合授课,引入国际前沿的研究成果案例,邀请国内外知名教授与学生座谈,鼓励学生进入科研工作第一线等,改变传统的单纯乏味、缺乏实践性、创新性的教学模式,让学生在寓教于乐中学习低维材料专业知识,最大程度地激发学生科研兴趣,提高实践动手能力,加强创新思维和创新能力。

理论力学教学探究

坚持"服务材料科学,保持物理本色"的教改理念,明晰材料物理专业对理论力学课程的专业要求,调整教学定位、更新教学内容、改进教学方法,以达到促进材料物理类专业课程学习,强化材料研究的理论基础,培养原始创造力的目的。

纳米氧化层对坡莫合金薄膜性能的影响

采用磁控溅射的方法制备了Ta/NiFe/Ta磁电阻薄膜,分别将CoFe-NOL和Al2O3插层引入NiFe薄膜,研究纳米氧化层(NOL)对NiFe薄膜性能的影响。实验结果表明:将CoFe-NOL引入NiFe薄膜,CoFe-NOL对NiFe薄膜性能有重要影响,并且CoFe-NOL在薄膜中的位置不同影响效果也不同;CoFe-NOL处于Ta/NiFe界面时,由于破坏了NiFe薄膜的织构,导致了NiFe薄膜的各向异性磁电阻(AMR)值的减小和矫顽力的上升;CoFe-NOL处于NiFe/Ta界面时,则不会破坏NiFe薄膜的织构,其AMR值和矫顽力基本没有变化。将Al2O3插层引入NiFe薄膜,由于Al2O3插层的"镜面反射"作用,合适厚度的Al2O3插层可以改善薄膜的微结构,提高薄膜的磁电阻值,改善薄膜的磁性能。当Al2O3插层厚度为1.5 nm时,NiFe薄膜有最佳的微结构和性能。