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缓冲层Ta对fept薄膜L1_0有序相转变及矫顽力的影响

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物理学报 2006年第1期55卷 450-455页

作者：张丽娇蔡建旺孟凡斌李养贤中国科学院物理研究所磁学国家重点实验室北京100080 河北工业大学材料学院天津300130

制备了Ta/fept/C系列多层膜,研究了样品在不同温度退火后的磁特性和微结构.实验结果表明,不同厚度的Ta缓冲层具有不同的微结构特征,显著影响fept层的L10有序相的形成及相应的矫顽力.当Ta缓冲层较薄,Ta层为非晶态,且较为粗糙,由此使fept... 详细信息

制备了Ta/fept/C系列多层膜,研究了样品在不同温度退火后的磁特性和微结构.实验结果表明,不同厚度的Ta缓冲层具有不同的微结构特征,显著影响fept层的L10有序相的形成及相应的矫顽力.当Ta缓冲层较薄,Ta层为非晶态,且较为粗糙,由此使fept在界面处产生较多的缺陷并导致较高密度的晶界,在退火过程中,受束缚相对较弱的非晶态的Ta原子比较容易沿fept的缺陷和晶界处向fept层扩散,使fept在相变过程中产生的应力比较容易释放,同时,Ta在扩散过程中产生的缺陷,降低了fept有序化的转变势垒,在较低温度下便形成有序相,因而在合适的Ta层厚度下(1—2nm),样品的矫顽力较之无Ta缓冲层的情形可增强数倍甚至一个数量级.随着Ta缓冲层厚度的增加,其粗糙度减小,随后晶态结构亦开始形成,Ta原子大多被自身晶格束缚,于是Ta缓冲层对fept的有序相转变以及矫顽力的影响显著减小直至基本消失.

关键词： fept薄膜 L10相原子扩散

氧化物隔离对Si基片上生长L1_0相fept薄膜磁性的影响

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物理学报 2018年第15期67卷 337-344页

作者：李丹李国庆西南大学物理科学与技术学院重庆400715

用MgO和SiO_2两种氧化物将fept薄膜与Si(100)基片隔离,分析隔离层在fept层发生A1→L1_0转变过程中的作用,寻找用Si母材涂敷L1_0-fept磁性层来提高磁力显微镜针尖矫顽力的合理方案.采用磁控溅射法在400?C沉积Fe Pt薄膜,在不同温度进行2 ... 详细信息

用MgO和SiO_2两种氧化物将fept薄膜与Si(100)基片隔离,分析隔离层在fept层发生A1→L1_0转变过程中的作用,寻找用Si母材涂敷L1_0-fept磁性层来提高磁力显微镜针尖矫顽力的合理方案.采用磁控溅射法在400?C沉积Fe Pt薄膜,在不同温度进行2 h的真空热处理,分析晶体结构和磁性的变化.结果表明:没有隔离层,Si基片表层容易发生扩散,50 nm厚fept薄膜的矫顽力最大只有5kOe(1 Oe=10~3/(4π)A·m^(-1));而插入隔离层,矫顽力可以超过10 kOe;MgO在Si基片上容易碎裂,热处理温度不能高于600?C,用作隔离层,fept的最大矫顽力为12.4 kOe;SiO_2与Si基片的晶格匹配更好,热膨胀系数差较小,能承受的最高热处理温度可以超过800?C,使得Fe Pt的矫顽力可以在5 kOe到15 kOe范围内调控,更适合用于制作矫顽力高并可控的磁力显微镜针尖.

关键词： fept薄膜 Si基片氧化物隔离层热处理

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Cu含量对fept薄膜退火温度的影响

稀有金属材料与工程 2005年第10期34卷 1578-1581页

作者：王芳许小红武海顺山西师范大学山西临汾041004

采用共溅射方法在玻璃基片上制备了(fept)1-xCux合金薄膜,fept合金中添加Cu可以有效降低退火温度,(fept)1-xCux(x=19.5%)在350℃退火后可以使面内矫顽力Hc∥达到200kA/m,垂直矫顽力Hc⊥达到280kA/m左右,而纯fept仅有几千A/m。X射线衍射... 详细信息

采用共溅射方法在玻璃基片上制备了(fept)1-xCux合金薄膜,fept合金中添加Cu可以有效降低退火温度,(fept)1-xCux(x=19.5%)在350℃退火后可以使面内矫顽力Hc∥达到200kA/m,垂直矫顽力Hc⊥达到280kA/m左右,而纯fept仅有几千A/m。X射线衍射结果表明退火后形成的feptCu三元合金是降低退火温度的主要原因。剩磁曲线分析表明Cu的加入不能明显降低晶粒间交换耦合作用。(fept)1-xCux在400℃退火可以得到10-24m3的磁激活体积。

关键词： fept薄膜退火温度剩磁曲线磁激活体积

强磁场退火对fept薄膜结构与磁性能的影响

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清华大学学报（自然科学版） 2009年第6期49卷 906-909页

作者：陈鹏蔡强李丘林刘伟清华大学材料科学与工程系北京100084 清华大学深圳研究生院深圳518005

为减少fept纳米薄膜退火过程中晶粒团聚长大,进行了在外加强磁场条件下的退火实验。对化学法制备的fept纳米薄膜,经热处理后外加磁场,并使用X射线衍射仪、透射电子显微镜、扫描电子显微镜、振动样品磁强计表征薄膜的结构、晶粒尺寸和磁... 详细信息

为减少fept纳米薄膜退火过程中晶粒团聚长大,进行了在外加强磁场条件下的退火实验。对化学法制备的fept纳米薄膜,经热处理后外加磁场,并使用X射线衍射仪、透射电子显微镜、扫描电子显微镜、振动样品磁强计表征薄膜的结构、晶粒尺寸和磁性能。实验发现:外加7.96MA.m-1磁场450℃退火,样品即开始有序化相变;外加7.96MA.m-1磁场600℃退火,样品有序度要高于常规退火样品;外加1.59～6.37 MA.m-1磁场550℃退火,样品晶粒明显细化、矫顽力明显提高。因此,强磁场退火能降低fept薄膜有序化相变温度,提高有序度、细化晶粒和提高矫顽力。

关键词：强磁场退火 fept薄膜

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fept薄膜L10有序化控制

FePt薄膜L10有序化控制

作者：李航燕山大学

学位级别：硕士

具有L1有序结构的fept薄膜由于具有很高的磁晶各向异性常数成为新一代超高密度磁记录介质材料。而有序化温度高是制约该薄膜实际应用和发展的一个瓶颈,如何加速fept薄膜的有序化过程,降低有序化温度对于促进该薄膜的实际应用具有非常重... 详细信息

具有L1有序结构的fept薄膜由于具有很高的磁晶各向异性常数成为新一代超高密度磁记录介质材料。而有序化温度高是制约该薄膜实际应用和发展的一个瓶颈,如何加速fept薄膜的有序化过程,降低有序化温度对于促进该薄膜的实际应用具有非常重要的意义。这需要探索一些新的降低fept薄膜有序化温度的新技术。本文针对降低fept薄膜有序化温度这个研究课题开展了以下两方面的研究工作。在fept薄膜和Si/SiO基片之间引入NiAl过渡层,采用X射线衍射分析、透射电子显微分析等技术对比研究具有不同厚度NiAl过渡层以及没有NiAl过渡层的fept薄膜的有序化过程,研究结果表明,380℃温度退火下,具有1.7 nm厚的NiAl过渡层的fept薄膜的有序化度S=0.54和矫顽力Hc=1.56 kOe明显高于不含NiAl过渡层的有序度S=0.35和矫顽力Hc=703 kOe,这表明引入NiAl过渡层明显的促进了fept薄膜的有序化。且随着NiAl厚度的增加fept薄膜的有序度增加,在5 nm时达到顶点。NiAl层的存在促进fept薄膜有序化的原因可能是由于该界面与fept薄膜在退火过程中因热膨胀系数不同,产生了应力,这种应力促进了薄膜中原子的输运,进而促进了低温下的有序化。通过控制Fe-Pt复合靶的成分比例同时改变溅射气压,在保持fept薄膜成分不变的前提下减小原始态fept薄膜的晶粒尺寸到das=3.5 nm,从而将原始态fept薄膜中晶界的含量增加到46 %。研究结果表明,原始态fept薄膜晶界数量的增加促进了fept薄膜的有序化。晶界增加促进fept薄膜的有序化是由于原始态晶粒尺寸的减小增加了fept薄膜中的晶界,晶界的增加促进了有序畴的形核,最终提高了有序畴的形核数量,进而促进了有序化进程。

关键词： fept薄膜磁控溅射矫顽力有序化

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Si(001)基片上的fept薄膜性质

信息记录材料 2023年第4期24卷 44-47页

作者：杨真艳杨文韬祝昆六盘水师范学院物理与电气工程学院贵州六盘水553000

磁力显微镜针尖涂层是当下研究的热门,本文在Si(001)基片上生长fept并研究其性质。控制热处理温度可有效调配L10-fept与A1-fept比例,进而控制矫顽力。针对MgO与fept共溅射与分层溅射对矫顽力的影响进行分析。为非磁性物质嵌入磁性涂层... 详细信息

磁力显微镜针尖涂层是当下研究的热门,本文在Si(001)基片上生长fept并研究其性质。控制热处理温度可有效调配L10-fept与A1-fept比例,进而控制矫顽力。针对MgO与fept共溅射与分层溅射对矫顽力的影响进行分析。为非磁性物质嵌入磁性涂层控制矫顽力的方式提供参考。

关键词： fept薄膜矫顽力热处理

(001)取向fept薄膜的有序化过程及磁性

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中国科学：物理学、力学、天文学 2014年第4期44卷 431-440页

作者：柳树海吕庆赵湖钧朱艳艳朱心阳李国庆西南大学物理科学与技术学院重庆400715

在加热到400°C的MgO(001)单晶基片上,用磁控溅射法沉积了25 nm厚的fept薄膜,在Ta=[500°C,800°C]温度范围进行5 h的热处理.用X射线衍射仪、振动样品磁强计和可外加磁场的磁力显微镜分析了薄膜的结构和磁性.结果表明,未经热处理的薄膜... 详细信息

在加热到400°C的MgO(001)单晶基片上,用磁控溅射法沉积了25 nm厚的fept薄膜,在Ta=[500°C,800°C]温度范围进行5 h的热处理.用X射线衍射仪、振动样品磁强计和可外加磁场的磁力显微镜分析了薄膜的结构和磁性.结果表明,未经热处理的薄膜能够在MgO(001)单晶基片的诱导下实现(001)取向生长,但仍处于无序的A1相,呈软磁性.Ta=500°C,薄膜结构没有明显改变.Ta=600°C,fept发生部分有序化,薄膜中A1相和L10相(有序相)共存,形成一种具有磁各向异性的特殊硬磁-软磁复合体.软磁相的磁性主要表现在沿平行于膜面方向施加磁场的磁化曲线中,但矫顽力可以达到10 kOe(1Oe=103/4πA m-1),硬磁相的磁性主要表现在沿垂直于膜面方向施加磁场的磁化曲线中,矫顽力却只有5kOe.这说明薄膜中硬磁相和软磁相之间存在强烈的交换耦合,形成了磁性弹簧.当Ta提高到700°C,薄膜基本完成有序化,磁化易轴彻底转向垂直于膜面的方向,矫顽力大于20 kOe.原子力显微镜和磁力显微镜观察表明,薄膜由岛状颗粒构成,在Ta=700°C时大部分颗粒内部形成多磁畴结构,在不太大的磁场作用下依靠畴壁移动和消失变为单磁畴,磁化反转过程应该主要依靠形核.

关键词： fept薄膜热处理有序化磁性

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磁场热处理对fept薄膜结构和磁性的影响

兵器材料科学与工程 2015年第5期38卷 9-12页

作者：张玉梅刘梅华杰王丽李海波吉林师范大学功能材料物理与化学教育部重点实验室吉林四平136000

采用磁控溅射方法在表面氧化的Si(100)基片上制备了厚为70nm的fept薄膜,在不同温度下于磁场中进行热处理,利用X线衍射仪、振动样品磁强计和原子力显微镜对样品进行分析,研究磁场热处理对fept薄膜结构和磁性的影响。结果表明:磁场热处理... 详细信息

采用磁控溅射方法在表面氧化的Si(100)基片上制备了厚为70nm的fept薄膜,在不同温度下于磁场中进行热处理,利用X线衍射仪、振动样品磁强计和原子力显微镜对样品进行分析,研究磁场热处理对fept薄膜结构和磁性的影响。结果表明:磁场热处理有助于fept薄膜的无序-有序相转变,在0.4MA/m磁场中,经过500℃热处理的fept薄膜的有序化程度提高,平行和垂直膜面的矫顽力增大;磁场热处理能够抑制磁性颗粒的团聚,使薄膜中的磁性颗粒分布均匀,薄膜表面的粗糙度降低。

关键词： L10 fept薄膜磁场热处理结构磁性

沉积厚度对L1_0-fept薄膜(001)织构和磁性的影响

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吉林大学学报（理学版） 2013年第6期51卷 1143-1147页

作者：徐健陈芳慧张玉梅刘梅李海波吉林师范大学功能材料物理与化学教育部重点实验室吉林四平136000

采用直流磁控溅射方法在表面氧化的Si(001)基片上制备不同厚度的fept薄膜,并利用原子力显微镜(AFM)、X射线衍射(XRD)和振动样品磁强计(VSM)表征样品的形貌、结构和磁性.结果表明:将薄膜样品在H2气氛中经600℃退火1h,得到了L10-fept薄膜... 详细信息

采用直流磁控溅射方法在表面氧化的Si(001)基片上制备不同厚度的fept薄膜,并利用原子力显微镜(AFM)、X射线衍射(XRD)和振动样品磁强计(VSM)表征样品的形貌、结构和磁性.结果表明:将薄膜样品在H2气氛中经600℃退火1h,得到了L10-fept薄膜;薄膜具有(001)织构或明显的(001)取向生长,随着沉积厚度的增加,fept的晶粒尺寸变大,样品的有序化程度增大,(001)取向生长呈减弱的趋势;样品均具有明显的垂直磁各向异性,随着薄膜厚度的增加,平行膜面矫顽力增大,垂直膜面矫顽力先增大后减小,当沉积厚度为10nm时,样品的垂直磁各向异性最佳.

关键词： fept薄膜厚度织构磁性