TbFe/Fe交换耦合磁致伸缩多层膜的制备

采用双靶磁控溅射法制备了 TbFe/Fe交换耦合磁致伸缩多层膜,考察了热处理时间、Fe层厚度、溅射功率以及Ar气分压对多层膜低场磁致伸缩性能的影响。研究结果表明:TbFe 磁致伸缩层与软磁 Fe层之间通过交换耦合作用以及热处理能明显提高薄膜的软磁性能和磁致伸缩性能;TbFe/Fe多层膜的磁致伸缩性能对热处理时间、Fe 层厚度、溅射功率、Ar 气分压等薄膜沉积参数十分敏感;与 TbFe 磁致伸缩薄膜相比TbFe/Fe交换耦合磁致伸缩多层膜水平方向的矫顽力从 16kA/m降低到 9.6 kA/m。在外加磁场为8000 A/m条件下,TbFe/Fe磁致伸缩多层膜最大磁致伸缩系数可达1.58×10-4。

热处理温度对TbFe_2/Fe交换耦合磁致伸缩多层膜的影响

采用直流磁控溅射在20mm×5mm×240μm抛光单晶硅片上制备了TbFe2/Fe磁致伸缩多层膜,主要研究了热处理温度对TbFe2/Fe磁致伸缩多层膜磁致伸缩系数的影响。采用量热分析法(DSC)、XPS以及光杠杆测试法对TbFe2/Fe磁致伸缩多层膜的晶化曲线、成分随深度的变化以及磁致伸缩系数进行了分析与测试。结果表明:TbFe2薄膜的起始晶化温度为327℃,晶化温度为372℃;TbFe2/Fe磁致伸缩多层膜的最佳热处理温度为327℃,在此热处理温度下热处理60min,外加磁场1.6×104A/m时,TbFe2/Fe磁致伸缩多层膜磁致伸缩系数可达1.56×10-4。采用XPS分析了一个周期的TbFe2/Fe成分随薄膜深度的变化,未经热处理的薄膜Fe层和TbFe2层之间界面清晰,两层之间有少量的扩散。经327℃热处理60min的薄膜Fe层和TbFe2层界面发生了互扩散,原子数之比也发生了改变。

[Fe/Pt]_n多层膜中膜层结构对磁性能的影响

采用射频磁控溅射的方法,在玻璃基片上制备了不同膜层结构的[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。实验结果表明,[Fe/Pt]n多层膜结构可以有效降低FePt薄膜的有序化温度,550℃退火30min后其平行膜面矫顽力可达320.3kA/m;多层膜结构中,Pt层厚度与Fe层厚度相同时,矫顽力最大;Pt层和Fe层厚度相等且总厚度相同的情况下,Fe、Pt单层厚度越薄,有序化温度越低,且对应的矫顽力越大。

非晶多层膜Fe/SnO_2的磁特性

采用高频溅射制备了Fe/SnO2 非晶多层膜 .当SnO2 层厚度ds 固定为 5nm时 ,样品的饱和磁化强度Ms 随Fe层厚度dm 的减小而降低 ,这主要受死层效应和维度效应的影响 .样品在dm 很小时 ,呈现准二维磁性 .样品的居里温度Ic 随dm 的减小而单调下降 .当Fe层固定为 2nm时 ,Ms随ds

超高真空电子束蒸镀Fe/Ru多层膜的结构和磁性

采用超高真空电子束蒸镀方法制备了Fe/Ru多层膜,Ru层厚度固定为2 nm,Fe层厚度为0.6～5 nm,研究了Fe层厚度的变化对薄膜结构及其磁性能的影响.Fe层厚度小于5 nm时,受Ru层HCP结构的影响,Fe层生长为六方晶格的亚稳相.多层膜呈现明显的平面易磁化特性,并随Fe厚度降低而减弱.Fe的平均原子磁矩和Fe层厚度的倒数存在线性关系,与死层理论预言的结果相一致.实验结果证实,亚稳相六方晶格的Fe具有铁磁性,其平均原子磁矩计算值为1.9μB,略低于BCC Fe,Fe/Ru界面层的死层厚度为0.25 nm.

真空退火Fe/Pt多层膜的结构和磁性

采用直流磁控溅射方法制备了Fe/Pt多层膜和FePt单层薄膜,并在不同温度下真空热处理得到了有序相L10-FePt薄膜.研究表明,Fe/Pt多层膜化可以降低FePt薄膜有序相的转变温度.[Fe(1.5nm)/Pt(1.5nm)]13薄膜在350℃热处理后,有序度已经增加到0.6,而且矫顽力达到了501kA/m.多层膜化促进有序化在较低的温度下进行,这主要是因为原子在多层膜界面扩散更快.

Fe/Nb多层膜中离子辐照效应研究(英文)

采用磁控溅射技术在Si衬底上沉积Si/[Fe(10 nm)/Nb(4 nm)/Fe(4 nm)/Nb(4 nm)]2/ [Fe(4nm)/Nb(4 nm)]4多层膜。用2 MeV的Xe离子在室温下辐照多层膜。采用俄歇深度剖析、X射线衍射和振动样品磁强计分析辐照引起的多层膜元素分布、结构及磁性变化。AES深度剖析谱显示当辐照注量达到1 .0×1014ions/cm2时,多层膜界面两侧元素开始混合;当辐照注量达到2 .0×1016ions/cm2时,多层膜层状结构消失,Fe层与Nb层几乎完全混合。XRD谱显示,当辐照注量达到1 .0×1014ions/cm2时, Nb的衍射峰和Fe的各衍射峰的峰位相对于标准卡片向小角方向偏移,这说明辐照引起Nb基和Fe基FeNb固溶体相的形成;当辐照注量大于1 .0×1015ions/cm2时,辐照引起非晶相的出现。VSM测试显示,多层膜的磁性随着结构的变化而变化。在此实验基础上,对离子辐照引起界面混合现象的机理进行了探讨。

不同衬底温度下Tb/Fe/Dy纳米多层膜超磁致伸缩性能研究

采用多靶磁控溅射仪在室温和衬底温度为300℃的条件下制备Tb/Fe/Dy纳米多层膜,研究其磁性能和超磁致伸缩性能.结果表明该纳米多层膜较TbDyFe单层膜有更明显的垂直磁各向异性和更大的矫顽力.尽管纳米多层膜样品具有垂直各向异性,但仍具有超磁致伸缩性能.特别是衬底温度为300℃的纳米多层膜样品。具有Laves相结构的TbDyFe纳米晶体析出,使得低磁场下磁致伸缩性能有了显著的提高.

Fe/Mo多层膜的微观结构与应力研究

本文采用电子束蒸镀技术制备了Fe/Mo金属多层膜,利用TEM等手段研究了Fe与Mo层厚度对薄膜微结构应力的影响.Fe与Mo层厚度相差较大而Fe单层膜厚薄到1.2 nm时,较薄的Fe在较厚的Mo层上外延生长.随着Mo厚度的变薄,Mo/Fe厚度比减少,Mo层没有足够的自由能约束Fe原子,Fe层形成稳定的bcc结构.当Fe外延生长在Mo层上时,晶格畸变导致铁钼层间产生很大的应力,使得薄膜出现均匀的细微裂纹.用胡克定律估算了其应力范围,约104MPa数量级.

Fe/In_2O_3/Fe多层膜的磁性及巨磁电阻效应

采用射频溅射方法成功制备了由过渡族元素Fe和半导体材料In2O3交替生长构成的Fe/In2O3/Fe多层膜。室温下,磁性测量结果表明样品具有超顺磁性,符合朗之万方程;磁电阻比的最大值为2.93%,遵从颗粒膜磁电阻的平方律。上述实验结果表明该多层膜样品具有类似于颗粒膜的结构。

Fe(100)表面Cu单层膜上CO的吸附,解离以及C-C偶合反应(英文)

采用密度泛函方法研究了Fe(100)表面Cu单层膜上CO的吸附,直接解离,氢助解离以及C-C偶合反应。相比洁净的Fe(100)表面,在Fe(100)的单层Cu膜上,CO的吸附和活化都减弱了。特别是,相比Fe(100)上CO的解离能垒1.08 eV,铜单层膜上CO解离能垒高达2.4 eV。在H原子共吸附的情况下,Fe(100)上CO解离在动力学上更容易了一些,而在Cu单层膜上,CO的解离通过形成甲酰基(CHO)大大的加快了,能垒降低到了0.92 eV,接近Fe(100)上的0.81 eV。同时,我们发现Cu单层膜上C-H键C-C键的形成比Fe(100)上能垒低,且放热量更大。

离子束溅射沉积Fe/Si多层膜法合成β-FeSi_2薄膜的研究

采用离子束溅射沉积Fe/Si多层膜的方法在石英衬底上制备了β-FeSi2薄膜,研究了不同厚度比的Fe/Si多层膜对β-FeSi2薄膜的结构性能、形貌及光学性能的影响。结果表明,厚度比为Fe(2nm)/Si(7.4nm)的多层膜在退火后完全生成了β-FeSi2相,表面致密均匀,其光学带隙为0.84eV,能量为1.0eV光子的吸收系数>105cm-1。

Au/Fe磁性多层膜在纳米颗粒转化过程中的电磁物性在线测量方法

通过对当前磁性颗粒膜巨磁阻效应的一般研究方法的讨论,分析了当前已存在方法的不足之处,提出了一种利用离子束混合技术在线制备纳米颗粒膜的实验方法,该方法的特点是能够在磁性多层膜转化为纳米颗粒膜的过程中在线测量磁阻和霍尔系数。本文详细介绍了该方法的实施过程,提供了相关的实验结果,证明了该种方法的可行性,并初步讨论了此种方法的应用前景。

磁控溅射制备Fe／Ti多层膜的结构和磁性

用磁控溅射技术制备了系列Ｆｅ／Ｔｉ纳米多层膜，周期调制在２２—２４０ｎｍ：用透射电镜和小角、高角Ｘ射线衍射分别研究了样品的结构；用振动样品磁强计和Ｍｏｓｓｂａｕｅｒ谱研究了样品的磁性．发现铁层厚度在２ｎｍ附近时存在铁磁性面心立方γ－Ｆｅ，样品的易磁化方向平行于膜面；随调制周期增大，样品的饱和磁化强度增加，矫顽力下降且与结晶状态有关．

Fe/Si多层膜经快速热退火合成β-FeSi_2薄膜的研究

采用磁控溅射仪在高阻Si(100)衬底上沉积了[Fe(0.5nm)/Si(1.6nm)]120和[Fe(1nm)/Si(3.2nm)]60多层膜,并在Ar气气氛下进行了1000℃,10s的快速热退火。为了比较,也进行了880℃,30min的常规退火。采用X射线衍射仪、原子力显微镜、光谱仪和霍尔效应仪分析了样品的晶体结构、表面形貌、光吸收特性和电学性能。结果表明:Fe/Si多层膜法合成的样品均为β-FeSi2相且在(220)/(202)方向择优生长;经快速热退火合成的β-FeSi2薄膜光学带隙约为0.9 eV。[Fe(1nm)/Si(3.2nm)]60多层膜经快速热退火合成的β-FeSi2薄膜表面粗糙度最小,该薄膜样品为p型导电,载流子浓度为4.1×1017cm-3,迁移率为48cm2/V.s。

Ni_(80)Fe_(20)复合结构多层膜的巨磁阻抗效应研究

用磁控溅射法在载玻片上制备了(Ni_(80)Fe_(20)/SiO_2)_n/Cu/(SiO_2/Ni_(80)Fe_(20))_n复合结构多层膜,并对其巨磁阻抗效应进行了研究．研究结果表明,采用多组双层结构(n＞1)后,样品的巨磁阻抗效应明显增大;当n=3时,观测到最大的纵向巨磁阻抗(LMI)效应为10．81%,最大的横向巨磁阻抗(TMI)效应为17．08%．当n=4,5时,巨磁阻抗效应比n=3时略有减小．由XRD谱和磁滞回线等,研究了双层结构(Ni_(80)Fe_(20)/SiO_2)循环次数n引起的样品材料晶体结构和磁性能等变化,以及对样品巨磁阻抗效应的影响．

退火温度对Fe/Pr/Cu多层膜巨磁阻的影响

通过采用直流磁控溅射法制备Fe/Pr/Cu多层膜,并在不同温度下进行高真空退火,同时用X射线衍射仪和四探针测试仪测量不同温度下样品的结构和磁电阻,最终可获得具有一定的周期性和层状结构的多层膜Fe/Pr/Cu.退火后其仍保持多层膜结构,但晶粒变大,磁电阻随磁场强度的增大而增大,GMR性能随退火温度的增大先增大后减小。Fe/Pr/Cu多层膜经不同温度相同时间热处理后,层间分离随温度的升高越来越明显,且磁电阻随温度的升高而增强。

Au/Fe磁性多层膜在离子束混合过程中的巨磁电阻效应在线研究

在离子束混合条件下,在线研究了Au/Fe磁性多层膜转变为纳米颗粒膜过程中的巨磁电阻效应,发现了不同磁场强度下的离子束混合对巨磁电阻效应影响的初步规律,测量了不同注入剂量和磁场强度下的巨磁电阻,并对结果进行了讨论。

Pr层厚度对纳米级Fe/Pr/Cu多层膜巨磁阻的影响

采用直流磁控溅射法制备Fe/Pr/Cu系列多层膜,在超高真空中进行热处理,测量了系列样品的结构和磁电阻。结果表明:退火温度为275℃的薄膜样品具有较好的层状结构和周期性。多层膜的层间耦合性质随Pr层的厚度增加而发生变化,巨磁电阻(GMR)效应随Pr层的厚度增加而减小。讨论了稀土Pr及Pr层的厚度对巨磁电阻效应的影响。