Ta/NiFe/Cu/NiFe/FeMn/Ta自旋阀多层膜中Cu的层间偏聚及其对磁性的影响

实验结果表明Ta/NiFe/FeMn/Ta多层膜的交换耦合场Hex要大于Ta/NiFe/Cu/NiFe/FeMn/Ta自旋阀多层膜中的Hex。为了寻找其原因,用X射线光电子能谱(XPS)研究了Ta(12nm)/NiFe(7um),Ta(12um)/NiFe(7um)/Cu(4um)和Ta(12um)/NiFe(7um)/Cu(3um)/NiFe(5um)3种样品,研究结果表明前两种样品表面无任何来自下层的元素偏聚,但在第3种样品最上层的NiFe表面上,探测到从下层偏聚上来的Cu原子,认为:Cu在NiFe/FeMn层间的存在是Ta/NiFe/Cu/NiFe/FeMn/Ta自旋阀多层膜的Hex低于Ta/NiFe/FeMn/Ta多层膜Hex的一个重要原因。

Si基Cu/NiFe薄膜的生长及其粘附特性研究

微机械(MEMS)工艺和集成电路(IC)工艺中,在硅(Si)片上电铸高深宽比坡莫(NiFe)合金材料常出现脱落现象.提出了一种电铸NiFe合金材料的新方法,这种方法制作的合金薄膜厚度达200μm时不脱落.此方法即对等离子刻蚀后的硅片溅射种子层铜(Cu),然后对种子层进行电镀,当其厚度达到约15μm时,再进行NiFe合金的电铸.本文用扫描电镜、x射线衍射仪和剥离实验研究了薄膜粘附特性.研究结果表明当对种子层电镀后,随着Cu种子层厚度的增加,Cu/NiFe薄膜与基体的粘附强度增加,而薄膜的残余应力降低;同时Cu膜表面粗糙度增加,也增加了NiFe膜与Cu膜的粘附强度.

NiFe/Cu和NiFe/Mo多层膜的界面结构与巨磁电阻

用磁控溅射方法制备了NiFe／Cu和NiFe／Mo多层膜.测量了厚度不同的Cu层和Mo层多层膜的磁性和磁电阻，并用电镜分析了部分NiFe／Cu多层膜样品测量到NiFe／Cu多层膜的室温巨磁电阻随Cu层厚度振荡的第一、二、三峰而在NiFe/Mo多层膜中未发现巨磁电阻效应讨论了多层膜的界面结构对巨磁电阻效应的影响.

Cu对NiFe/Cu/NiFe层状薄膜的巨磁阻抗效应影响的研究

用直流磁控溅射方法制备了NiFe/Cu/NiFe层状薄膜 ,研究了Cu膜宽度对NiFe/Cu/NiFe层状薄膜的巨磁阻抗效应的影响 ,结果表明 ,层状薄膜的巨磁阻抗效应随Cu膜宽度发生振荡现象 ;

热处理对[NiFe/Cu/Co/Cu]_n多层纳米线磁性能的影响

采用双槽控电位法在阳极氧化铝(AAO)模板中制备了有序均一的[NiFe/Cu/Co/Cu]n多层纳米线阵列,并在不同温度下进行了热处理.利用X射线衍射(XRD)对热处理前后多层线的晶体结构进行了测试.考察了不同退火温度对多层线矫顽力、剩磁比、巨磁电阻(GMR)效应、磁灵敏度的影响.随热处理温度升高,多层纳米线中磁性微晶晶型取向越来越明显,晶体结构更均匀;多层纳米线的矫顽力和剩磁比先增大后减小.300°C下多层纳米线矫顽力达到最大值,GMR最大值可达59%,对应的磁电阻灵敏度(SV)为0.233%Oe-1.

织构和界面粗糙度对NiFe/FeMn双层膜交换偏置场的影响

采用磁控溅射方法制备NiFe/FeMn双层膜 (分别以Ta、Cu作为缓冲层 ,Ta作为保护层 )。实验发现 ,以Ta为缓冲层的NiFe/FeMn双层膜的交换偏置场比以Cu为缓冲层的NiFe/FeMn双层膜的交换偏置场大 ,而矫顽力却很小。我们从织构、界面粗糙度两方面对其中的原因进行了分析。以Ta为缓冲层的NiFe/FeMn双层膜有好的织构且NiFe/FeMn界面较平滑 ,这引起了较强的交换偏置场和较低的矫顽力。

5Cu/(NiFe_2O_4-10NiO)金属陶瓷惰性阳极低温电解腐蚀研究

采用等静压工艺来制备5Cu/(NiFe2O4-10NiO)金属陶瓷惰性阳极。通过电解后阳极的宏观形貌、微观形貌以及槽电压研究金属陶瓷惰性阳极的抗腐蚀性能。结果表明,电解后虽然阳极外观保持完好,但内部已存在金属相的腐蚀。

金属相20Ni-80Cu表面包覆NiFe2O4尖晶石对15(20Ni-80Cu)/85(NiFe2O4-10NiO)金属陶瓷腐蚀性能的研究

金属陶瓷金属相优先腐蚀是目前惰性阳极工业化难点之一,在金属相表面包覆NiFe2O4尖晶石来提高其耐高温熔盐腐蚀性能。包覆实验结果显示,包覆后的颗粒尺寸为2～5μm,且有团聚现象,金属相20Ni-80Cu表面除形成NiFe2O4尖晶石外,可能还含有NiFe2O4-x、Cu2O、NiO、CuxNi1-x、NiyFe1-yFe2O4-a和NizFe1-zO。腐蚀实验表明,金属表面包覆10%、20%、30%、40%和50%NiFe2O4尖晶石后制备的金属陶瓷惰性阳极样品其金属腐蚀层厚度都在20～50μm,其年腐蚀率分别为1.89、1.73、1.65、1.58和2.03cm/a,未包覆金属陶瓷惰性阳极金属腐蚀层厚度为200μm和年腐蚀率为4.15cm/a,说明金属表面包覆NiFe2O4尖晶石能提高惰性阳极的抗熔盐腐蚀性能。

[NiFe/Cu/Co/Cu]_n多层纳米线在巨磁电阻位移传感器中的应用

采用双槽电沉积法制备了巨磁电阻（Giant Magnetorsistance;GMR）材料[NiFe/Cu/Co/Cu]n 多层纳米线阵列,并以其为磁传感器芯片,设计并制备了GMR位移传感器,在不同温度下测试了其灵敏度.研究表明,该GMR 位移传感器的输出电压与位移具有较好的线性关系,在10-40℃环境温度内具有良好的稳定性.与[NiFe/Cu/Co/Cu]n 多层膜作传感器芯片相比,以[NiFe/Cu/Co/Cu]n 多层纳米线作为芯片时传感器灵敏度更高.

CaO掺杂Cu/(NiFe_2O_4-10NiO)金属陶瓷致密化及力学性能

采用冷压—烧结技术制备了CaO掺杂的Cu/(NiFe2O4-10NiO)金属陶瓷,研究了掺杂CaO的不同金属相Cu含量的Cu/(NiFe2O4-10NiO)金属陶瓷相对密度及力学性能。试验结果表明:在1 200℃的烧结温度下,金属相含量为5%、10%和17%的2%CaO掺杂样品的相对密度分别为97.63%、96.10%和95.05%,比未掺杂CaO材料的相对密度提高约15%,且与未掺杂CaO材料在1 250℃烧结时所获试样致密度相接近。当材料致密度一致时,掺杂2%CaO对Cu/(NiFe2O4-10NiO)金属陶瓷的抗弯强度及抗热震性能的影响较小。

CaO掺杂Cu/(NiFe_2O_4-10NiO)金属陶瓷导电性能研究

研究了掺杂CaO的不同金属含量的Cu/(NiFe2O4-10NiO)金属陶瓷的电导率。试验结果表明:受陶瓷基体NiFe2O4-10NiO电导率随温度变化的影响,对于掺杂或未掺杂CaO的Cu/(NiFe2O4-10NiO)金属陶瓷电导率随温度的升高而提高,并且随材料中金属相Cu含量的增加而提高;当金属相含量Cu由5%提高至17%时,2CaO-Cu/(NiFe2O4-10NiO)金属陶瓷960℃下的电导率由18.24 S.cm-1提高到31.09 S.cm-1。由于CaO掺杂后将导致材料中金属相Cu发生团聚和孤立现象,并在陶瓷基体中多以大颗粒存在,从而降低Cu/(NiFe2O4-10NiO)金属陶瓷的电导率,在900℃时,掺杂CaO后材料的电导率降低约43.3%。

5Cu/(10NiO-NiFe_2O_4)金属陶瓷惰性阳极钠钾混合电解质电解腐蚀研究

采用传统粉末冶金技术制备了铝电解用5Cu/(NiFe2O4-10NiO)金属陶瓷惰性阳极,对其在钠钾冰晶石混合冰晶石中进行电解腐蚀。研究结果表明,从微观来看,阳极存在腐蚀现象。电解过程的槽电压波动剧烈。Fe、Ni和Cu组元的平衡浓度分别为150×10-6、42×10-6及40×10-6,腐蚀速率比常规电解条件下的低。

插层Bi对NiFe/FeMn双层膜交换偏置场的影响及其XPS分析

在Ta/Cu/NiFe/FeMn/Ta薄膜中,我们曾发现Cu在NiFe层的表面偏聚导致NiFe/FeMn薄膜的交换偏置场降低。为了抑制Cu的表面偏聚,我们在Ta/Cu/NiFe/FeMn/Ta薄膜中在Cu/NiFe界面沉积Bi插层。实验发现,沉积适当厚度的Bi插层可以将NiFe/FeMn双层膜的交换偏置场提高1倍。XPS分析表明,在Cu/NiFe界面沉积的插层Bi有效地抑制了Cu在NiFe表面的偏聚,提高了交换偏置场。

Cu层和Mo层对NiFe多层膜巨磁电阻(GMR)的影响

采用磁控溅射方法制备了ＮｉＦｅ／Ｃｕ和ＮｉＦｅ／Ｍｏ两个系列的多层膜，进行了结构、磁性和磁电阻测量，并对部分ＮｉＦｅ／Ｃｕ多层膜样品作了电镜分析。对于ＮｉＦｅ／Ｃｕ多层膜，在室温下测量到巨磁电阻随Ｃｕ层厚度振荡的第一、二、三峰。在ＮｉＦｅ／Ｍｏ多层膜样品中未发现巨磁电阻效应。讨论了非磁性层对多层膜的磁性、界面结构和巨磁电阻效应的影响。

不同缓冲层对NiFe/FeMn双层膜交换耦合场的影响

采用磁控溅射方法制备了NiFe/FeMn双层膜 ,分别以Ta ,Cu作为缓冲层 ,Ta作为保护层。实验发现 ,以Ta为缓冲层的NiFe/FeMn双层膜的交换耦合场比以Cu为缓冲层的NiFe/FeMn双层膜的交换耦合场大 ,而矫顽力却很小。本文分别从织构、界面粗糙度、界面偏聚等几方面对其中的原因进行了分析。除不同缓冲层引起的织构、界面粗糙度不同对交换耦合场有影响外 。

氧分压对Cu-NiFe_2O_4金属陶瓷相成份的影响

用高温固相法合成的NiFe2O4陶瓷粉末,选取Cu为金属陶瓷的金属相成分,研究了氧分压对Cu-NiFe2O4金属陶瓷的相成份的影响,结果表明:当烧结温度为1150℃,氧分压大于2.23Pa时,Cu被大量氧化;氧分压小于4.2×10-3Pa时,Cu和离解的Ni反应生产Cu3.8Ni合金,试样的导电性或抗氧化性都会降低,1150℃下烧结制备Cu-NiFe2O4金属陶瓷的最佳氧分压是(0.3-42.0)×10-2Pa。

NiO/Co/Cu/Co/NiFe自旋阀多层膜研究

采用射频磁控溅射方法制备了一系列自旋阀多层膜。在Cu/NiFe界面处插入适当厚度的Co薄层,可增强界面处的自旋相关散射,增大自旋阀的MR值。用绝缘材料NiO作钉扎层,在大磁场中淀积了NiO/Co/Cu/Co/NiFe底自旋阀,其最大MR值达6％。

X射线导常散射研究NiFe／Cu多层膜结构

本文利用X射线小角衍射和漫散射技术研究了两组具有不同GMR的NiFe/Cu多层膜样品的界面结构。利用在CuK吸收边附近的能量扫描得出了关于NiFe和Cu层的结晶性情况。结果表明两组样品在界面结构和结构性上有明显的区别。另外，我们还发现NiFe和Cu层的原子密度差别比块材料的差别大27％。

DAFS研究NiFe／Cu多层膜结构

本文首次利用异常衍射精细结构谱（DAFS）分析技术对多层膜中的NiFe和Cu的精细结构进行了分析。从DAFS谱中，我们提取出Ni和Cu的精细结构谱，从而可以单独研究多层膜中NiFe和Cu的精细结构。与荧光EXAFS谱的比较表明，两种方法得到的谱线完全一致。该技术为研究超薄多层膜的精细结构提供一种强有力的工具。

缓冲层厚度对NiFe/FeMn薄膜静态磁性能的影响

采用直流磁控溅射法沉积了Ta/NiFe/FeMn/Ta薄膜系列样品。通过振动样品磁强计(VSM)、X射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)等检测手段研究了Ta缓冲层厚度对NiFe/FeMn薄膜交换偏置场、矫顽力的影响。VSM测试结果表明,交换偏置场He随Ta缓冲层厚度增加而增大,矫顽力Hc随随Ta缓冲层厚度增加有减小的趋势。通过AFM检测了不同厚度Ta缓冲层上生长的NiFe层表面均方根粗糙度,发现其随Ta缓冲层厚度的增加而减小,表明NiFe/FeMn界面变得更加均匀,这导致了较大的He和较小的Hc。另外,通过XRD分析,发现随着Ta层厚度的增加Ta由非晶态转化为结晶状态并先后显示出Ta(300)、Ta(200)取向,表明随着Ta缓冲层厚度增加,其织构转变也可能会导致静态磁性的变化。