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Soft magnetic properties of (Ni_(50)Fe_(50)) SiO_2 granular thin films for high frequency application

Rare Metals 2006年第Z1期25卷 650-654页

作者： yang xiaolin ge shihui ruan chengli College of Physics and Electronic Science University of Electronic Science and Technology of China Chengdu 610054 China Key Laboratory for Magnetism and Magnetic Materials of Ministry of EducationLanzhou University Lanzhou 730000 China College of Physics and Electronic Science University of Electronic Science and Technology of China Chengdu 610054 China

A series of (Ni50Fe50)x(SiO2)(1-x) films with different volume fraction x was fabricated by magnetron co-sputtering technique. The microstructure, magnetic and electrical properties were investigated systematically by using X-ray diffraction, transmission electronic microscope, vibrating sample magnetometer and the traditional four point measurement method of resistivity. The results show that the samples consist of nano-scaled Ni50Fe50 metallic particles with fcc structure uniformly embedded in amorphous insulating SiO2 matrix, and the particle size decreases with the decrease of x. The rapid change of coercivity with x is observed, and a minimum value 160 A·m-1 of Hc was obtained for the sample of x=0.83 with film thickness of 180 nm, which can be contributed to the exchange coupling between nano-scaled Ni50Fe50 particles. At the frequency lower than 1 GHz, the real part μ′ of complex permeability keeps about 110 and the image part μ″ is less than 15. Besides, this film exhibits high resistivity ρ=263 μΩ·cm, high saturation magnetization 4πMs=1.25 T, high in-plane magnetic anisotropy field Hk=6.37 kA·m-1, and the ferromagnetic resonance (FMR) frequency is estimated to be 2.8 GHz. Therefore, this film can be used in high frequency devices operating over 2 GHz.

关键词： thin films nanostructure magnetic properties

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