(Ag)/Co/Ag磁性薄膜微结构与磁特性的研究

磁性薄膜论文 磁控溅射论文 矫顽力论文 交换相互作用论文
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磁性材料在消费电子领域和专业应用领域均有着广泛的应用。磁性薄膜的研究,是磁学领域的研究热点。本论文应用对靶磁控溅射法制备了多个系列的类三明治结构Ag/Co/Ag纳米磁性薄膜样品,并利用XRD、SPM和VSM对材料的磁特性和微结构进行了研究。取得的主要研究结果如下:1.用对靶磁控溅射法制备了Ag(t)/Co/Ag(t)(t=1,2,3,4,5nm)系列样品,发现沉积态薄膜中Ag为面心立方(fcc)结构;Co以六角密堆积(hcp)结构存在。当Ag层厚度为4nm时,垂直矫顽力达到最大,平均粒径约30nm。2.用对靶磁控溅射法制备了Ag(4nm)/Co(t)/Ag(4nm)(t=5,10,15,20nm)系列样品,发现当Co层厚度为15nm时,垂直矫顽力达到最大,平均粒径约30nm3.用对靶磁控溅射法制备了Ag(4nm)/Co(15nm)/Ag(4nm)系列样品,并在不同温度下退火。我们发现在400℃以上温度退火,薄膜中的Co颗粒形成了六角密堆积结构。并在600℃退火条件下,样品的矫顽力达到最大,约1285Oe。δM曲线出现负值,这表明退火后样品中晶粒间的交换作用由交换耦合作用转变为长程静磁相互作用。4.用对靶磁控溅射法制备了Co(15nm)/Ag(4nm)系列样品,并在不同温度下退火。400℃以上温度退火,薄膜中的Co颗粒形成了六角密堆积结构。δM曲线表明退火样品中晶粒间的交换作用以长程静磁相互作用为主。将Ag/Co/Ag三层薄膜与Co/Ag双层薄膜作对比我们发现,在相同的制备条件下三层薄膜的矫顽力要明显的高于双层薄膜,双层薄膜退火后出现细化的条形磁畴,而三层薄膜则没有出现这种情况。我们认为这是因为Ag覆盖层可以加强Ag原子对Co磁性层的渗透,使Co颗粒被更好的隔离,有效的降低了磁性晶粒间的交换耦合作用。
摘要第3-4页
Abstract第4-5页
1 引言第8-22页
    1.1 薄膜及磁性薄膜材料概述第8-9页
    1.2 磁记录的记录方式和存在的问题及解决办法第9-11页
    1.3 磁晶各向异性第11-13页
    1.4 形状各向异性第13-14页
    1.5 磁记录介质的重要参量第14-20页
        1.5.1 矫顽力第14-15页
        1.5.2 剩余磁化强度和饱和磁化强度第15页
        1.5.3 磁滞回线的方形度第15-17页
        1.5.4 磁相互作用第17-18页
        1.5.5 磁激活体积第18-19页
        1.5.6 颗粒临界尺寸第19-20页
    1.6 研究工作目的及内容第20-22页
2 实验和测试第22-38页
    2.1 薄膜的制备第22-30页
        2.1.1 薄膜的制备工艺第22-26页
            2.1.1.1 真空蒸镀法第22-23页
            2.1.1.2 溅射法第23-25页
            2.1.1.3 电镀法第25-26页
        2.1.2 样品的制备过程第26-29页
            2.1.2.1 基片清洗第26页
            2.1.2.2 磁控溅射第26-28页
            2.1.2.3 薄膜样品的热处理第28-29页
        2.1.3 薄膜生长第29页
        2.1.4 薄膜厚度的表征第29-30页
    2.2 薄膜的测试及原理第30-38页
        2.2.1 磁特性的测量第30-32页
        2.2.2 晶体结构的测量第32-33页
        2.2.3 表面形貌及磁结构的测量第33-35页
        2.2.4 测试第35-38页
3 (Ag)/Co/Ag 薄膜微结构与磁特性的研究第38-58页
    3.1 不同的衬底层厚度对Ag/Co/Ag 薄膜微结构与磁特性的影响第38-42页
        3.1.1 样品的制备第38页
        3.1.2 实验结果和讨论第38-41页
        3.1.3 小结第41-42页
    3.2 不同厚度的Co 磁性层对Ag(4nm)/Co(t)/Ag(4nm)薄膜微结构与磁特性的影响第42-46页
        3.2.1 样品的制备第42页
        3.2.2 实验结果和讨论第42-45页
        3.2.3 小结第45-46页
    3.3 退火温度对Ag(4nm)/Co(15nm)/Ag(4nm)薄膜微结构与磁特性的影响第46-51页
        3.3.1 样品的制备第46页
        3.3.2 结果和讨论第46-50页
        3.3.3 小结第50-51页
    3.4 退火温度对Co(15nm)的影响第51-58页
        3.4.1 样品的制备第51页
        3.4.2 结果和讨论第51-56页
        3.4.3 小结第56-58页
4 结论第58-60页
参考文献第60-67页
致谢第67-68页
攻读学位期间取得的科研成果第68页
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