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fecu颗粒膜颗粒耦合相互作用对矫顽力的影响

FeCu颗粒膜颗粒耦合相互作用对矫顽力的影响

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作者：田德祥西南师范大学

学位级别：硕士

本文首先综述了颗粒膜的实验和理论研究进展情况和目前待解决的主要问题，在此基础上论述了本文的目的意义，随后介绍了我们以磁性金属—非磁性金属材料为研究对象，采用共蒸发法制备不同Fe含量x的fecu，颗粒膜样品，对部分样品进行退... 详细信息

本文首先综述了颗粒膜的实验和理论研究进展情况和目前待解决的主要问题，在此基础上论述了本文的目的意义，随后介绍了我们以磁性金属—非磁性金属材料为研究对象，采用共蒸发法制备不同Fe含量x的fecu，颗粒膜样品，对部分样品进行退火处理。给出了用x射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、振动样品磁强计(VSM)对样品的微结构、形貌及磁性能进行检测的结果。分析了fecu颗粒膜矫顽力和粒子激活能随Fe含量的变化关系，建立物理模型，探讨了fecu颗粒膜中颗粒相互作用及矫顽力随Fe含量的变化规律，讨论了颗粒耦合相互作用对膜的矫顽力的影响。主要工作和结论如下： 1、在不同工艺条件下制备fecu颗粒膜系列，用x射线衍射仪对其微结构进行了测量。结果表明：(1)在对fecu样品进行小角范围测量分析Fe(111)及Cu(111)峰时，发现样品为两套衍射峰，且Cu(311)、Fe(311)相邻但有明显的界限，说明在室温下，Fe、Cu为非固溶体;(2)对未退火和退火样品fecu的Fe(111)衍射峰进行分析，发现退火样品的衍射峰增强，说明退火促进了样品的相分离;(3)用谢乐(Scherrer)公式对未退火样品fecu和fecu的Fe(111)和Cu(111)衍射峰进行半峰宽分析，计算得到Fe的晶粒大小分别为36.22nm、40.16nm，Cu的晶粒大小分别为47.64nm、47.22nm，说明Fe、Cu晶粒大小均在纳米尺度范围内。 2、用SEM对不同Fe含量的样品进行了形貌观测表明;样品由取向各向同性、分布较均匀的近似为球形的微颗粒相互嵌入构成，膜中的平均粒径在1.298μm～2.158μm之间满足对数正态分布，退火样品中的各Fe、Cu颗粒平均粒径、平均间距比未退火样品的小，说明退火样品的缺陷更少，微结构更佳、性能更稳定。以上说明fecu颗粒膜为纳米晶粒结构非固溶的金属磁性颗粒膜。 3、用vsM对退火和未退火样品进行了磁性能测量，结合origin软件对磁滞回线分析表明: 未退火颗粒膜的矫顽力在38.898Oe.4870e之间，退火样品的矫顽力在30.327Oe引.5910e之间。说明对样品进行退火处理，颗粒膜的矫顽力平均来说减小了。对于未退火和退火样品，样品的矫顽力均随Fe含量的增加先减小后增大，对于Fe含量为15%的退火样品，其矫顽力达极小值30，327oe。 4、利用***详无eu提出的薄膜吸附脱附模型，研究了fecu颗粒膜中粒子脱附激活能与膜中Fe含量的变化关系，表明:fecu颗粒膜中粒子的脱附激活能要比Fe或Cu的扩散激活能大近5倍，粒子脱附激活能数值在3，slseV.858eV之间，随Fe含量增加而非线性地增大。同时研究了颗粒膜的矫顽力与粒子脱附激活能的变化关系，表明:颗粒膜的矫顽力随着脱附激活能的增加先减小后增大，当激活能E。二3.835ev时，样品的矫顽力达极小值，颗粒膜表现出更好的软磁性。 5、从颗粒的短程交换相互作用和长程偶极相互作用出发，理论并结合实验研究了颗粒祸合相互作用对矫顽力的影响。计算了晶粒取向度，样品的不可逆磁化率，导出了膜的矫顽力随颗粒相互作用、颗粒间距与半径比、磁颗粒体积分数的变化关系式，讨论了颗粒相互作用和颗粒体积分数对矫顽力的影响，理论与实验结果一致。

关键词： fecu颗粒膜 Fe含量矫顽力激活能交换相互作用偶极相互作用

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