薄膜宽度对于NiFe/Ta逆自旋霍尔效应影响的自动表征

通过分立模板镀膜法在同一块光刻版上设计了不同宽度的NiFe/Ta双层膜线条,采用磁控溅射镀膜制备样品。构建了自动化电测试系统实现批量测试样品的逆自旋霍尔电压信号。实验结果表明,样品宽度会影响测试电压信号的对称性和幅值,通过拟合得到信号的对称分量和反对称分量及其比值随着样品宽度的变化,并分析逆自旋霍尔电压和自旋整流电压的影响因素,发现随着样品宽度的减小,自旋整流效应带来的影响逐渐减小,且施加的微波磁场越大,这种变化越明显,其原因在于各向异性磁电阻对薄膜宽度的依赖性。研究结果对自旋电子器件的实用提供重要的设计依据和指导。

条带宽度对NiFe薄膜磁性能的影响

采用电子束蒸发法和光刻技术在5×5 mm^(2)的Si衬底上制备了长度为5 mm、条带间距固定为30μm、条带宽度为20~140μm的Ni_(80)Fe_(20)软磁薄膜,分析了条带宽度对薄膜静态及动态磁性能的影响。结果表明,薄膜的面内矫顽力和各向异性场随着条带宽度的增大而减小,各向异性场从235 Oe减小到131 Oe。薄膜的共振频率f_(r)从连续薄膜的0.75 GHz增高到条带宽度为20μm时的2.81 GHz,起始磁导率大于350,制备了兼具较高磁导率和高共振频率的NiFe薄膜。

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 ;

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.

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.

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。

微型NiFe条形薄膜元件在反磁化过程中的磁畴活动

该文应用Ｂｉｔｔｅｒ粉纹技术系统地观察，并从能量分析了微型４０ｎｍ厚度ＮｉＦｅ薄膜条状元件在难轴方向反磁化过程中，磁畴结构的特性和变迁过程．研究表明，元件中的Ｂａｒｋｈａｕｓｅｎ跳跃是畴壁合并、壁态转变和塞漏畴转变等不可逆磁畴结构变化过程的结果．

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。

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。

NiFe_2O_4铁氧体薄膜溅射产额的蒙特卡罗模拟

通过蒙特卡罗方法,运用SRIM程序,模拟了Ar+轰击NiFe2O4铁氧体靶材的过程,研究了不同入射能量及角度Ar+轰击NiFe2O4靶材引起的溅射产额。结果表明:离子垂直入射时NiFe2O4中各元素的溅射产额和出射原子能量都随入射离子能量的增大而增大;各元素产额的比率在低能离子入射时,变化较大,但能在较大的入射离子能量范围内保持相对稳定的值;离子斜入射时,随着入射离子角度增加,各元素的溅射产额先增大,后减小,并在77°左右达到最大值;离子入射角度变化时,并不严重影响各元素之间产额的比率,且组分比率能在较大的离子入射角度范围内保持相对稳定的值。

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。

制备工艺对超薄NiFe薄膜AMR效应的影响

NiFe薄膜广泛用于制作磁阻器件。本文系统研究了Ta缓冲层厚度、NiFe薄膜厚度、退火温度和退火时间对厚度小于20nm的超薄NiFe薄膜AMR效应的影响。研究结果表明:随着Ta缓冲层厚度、NiFe薄膜厚度以及退火温度的增加,AMR系数呈现先升高后降低的变化规律。最佳的超薄NiFe薄膜AMR效应的工艺条件为,Ta缓冲层为5nm,NiFe薄膜为11nm,退火温度为350℃,退火时间为3.5h。本文工作可以支持超薄NiFe薄膜磁阻器件的开发。