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溅射氩气压对tbfeco薄膜磁和磁光性能的影响

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磁性材料及器件 2003年第1期34卷 1-3页

作者：王浩敏林更琪李震李佐宜华中科技大学电子科学与技术系湖北武汉430074

研究了射频磁控溅射的溅射氩气压的变化对tbfeco薄膜的磁和磁光特性的影响,以及不同溅射氩气压下tbfeco薄膜退火后的特性。溅射氩气压的变化通过改变表面状态影响tbfeco薄膜矫顽力和克尔角,另外,溅射氩气压的变化会影响被溅射原子轰击... 详细信息

研究了射频磁控溅射的溅射氩气压的变化对tbfeco薄膜的磁和磁光特性的影响,以及不同溅射氩气压下tbfeco薄膜退火后的特性。溅射氩气压的变化通过改变表面状态影响tbfeco薄膜矫顽力和克尔角,另外,溅射氩气压的变化会影响被溅射原子轰击薄膜的速度,从而影响tbfeco薄膜的垂直磁各向异性、矫顽力、磁光克尔效应。

关键词： tbfeco薄膜射频磁控溅射氩分压磁光特性磁光存储矫顽力克尔效应

溅射气压对tbfeco磁光薄膜的光学常数的影响

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功能材料 2007年第A03期38卷 1074-1076页

作者：张勇张晋敏余平田华贵州大学电子科学与信息技术学院贵州贵阳550025

利用直流磁控溅射制备了tbfeco/Si薄膜，采用可变入射角全自动椭圆偏振光谱仪，测量了用磁控溅射法制备的tbfeco/Si薄膜的光学常数，测量能量范围为1．5～4．5eV。分析了不同氩气压强对磁控溅射制备的tbfeco/Si磁光薄膜的光学常数的影... 详细信息

利用直流磁控溅射制备了tbfeco/Si薄膜，采用可变入射角全自动椭圆偏振光谱仪，测量了用磁控溅射法制备的tbfeco/Si薄膜的光学常数，测量能量范围为1．5～4．5eV。分析了不同氩气压强对磁控溅射制备的tbfeco/Si磁光薄膜的光学常数的影响。实验结果表明，在低能区域，样品的所有光学常数均随压强增加而增加，受制备工艺影响较大。但在高能区域，光学常数随压强的变化相对说来不再明显．

关键词：磁控溅射 tbfeco薄膜椭偏光谱光学常数

稀土过渡合金tbfeco与Heusler合金Co2MnSi超薄膜制备及垂直磁特性

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稀土过渡合金TbFeCo与Heusler合金Co2MnSi超薄膜制备及垂直磁特性

作者：唐永明东华理工大学

学位级别：硕士

电流驱动磁化翻转(CIMS)的磁性随机存储器(MRAM)被视为最具前景的存储技术之一,其核心存储单元为垂直磁各向异性磁性隧道结(PMTJ)。本文以PMTJ自由层备选材料Heusler合金CoMnSi(CMS)与PMTJ参考层备选材料稀土过渡合金tbfeco为研究对象,... 详细信息

电流驱动磁化翻转(CIMS)的磁性随机存储器(MRAM)被视为最具前景的存储技术之一,其核心存储单元为垂直磁各向异性磁性隧道结(PMTJ)。本文以PMTJ自由层备选材料Heusler合金CoMnSi(CMS)与PMTJ参考层备选材料稀土过渡合金tbfeco为研究对象,采用磁控溅射镀膜技术制备tbfeco薄膜与Pt/CMS/Mg O薄膜,系统探讨了两种合金薄膜的PMA,具体工作如下:(一)通过改变溅射工艺参数,系统研究了溅射功率、溅射氩气压、氩气流速、tbfeco层厚度对tbfeco薄膜PMA的影响规律。发现随着溅射功率增加薄膜由富Fe Co相转变为富Tb相而溅射氩气压与氩气流速增大则使薄膜趋于向富Fe Co相转变,另外tbfeco薄膜存在磁补偿厚度,薄膜厚度高于该厚度时表现为富Tb相,薄膜厚度低于该厚度时表现为富Fe Co相。因此可以通过改变溅射工艺对tbfeco薄膜磁性(PMA、矫顽力、饱和磁化强度)进行方便有效调控。(二)通过研究退火效应与界面效应对Pt/CMS/Mg O薄膜垂直磁特性的影响。发现沉积态薄膜易磁化轴位于膜面内,饱和磁化强度较低为494.8±30.0emu/cm,适当温度退火后,CMS层厚度范围为2-3nm的薄膜获得PMA,其最大饱和磁化强度为1002.0±68.5emu/cm。具有0.8nm Mg O层和4nm Pt缓冲层的Pt/CMS/Mg O薄膜在较宽退火温度范围表现出超过1×10erg/cm的强PMA。CMS/Mg O界面对Pt/CMS/Mg O薄膜获得PMA至关重要且Mg O层越厚PMA薄膜的矫顽力越大。而Pt/CMS界面并非Pt/CMS/Mg O薄膜获得PMA所必需,但其可增强薄膜PMA、显著提高PMA薄膜的热稳定性且Pt缓冲层越厚PMA薄膜矫顽力越小。另外确定了(111)织构的Pt或Co Pt合金与薄膜PMA增强及PMA薄膜热稳定性提高有关。本文研究为设计下一代基于tbfeco或CMS的自旋电子器件提供了一些有用的信息。

关键词： tbfeco薄膜 Co2MnSi薄膜磁性隧道结材料垂直磁各向异性

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tbfeco磁光薄膜的制备和性能研究

TbFeCo磁光薄膜的制备和性能研究

作者：张勇贵州大学

学位级别：硕士

本文采用磁控溅射方法制备了tbfeco/Si和Ag/tbfeco/Si系列薄膜并对溅射工艺进行了详细研究,分析了tbfeco薄膜的生长机理,还对其光学性质、磁性质和磁光性质进行了研究。同时还用反应溅射方法制备了用作保护膜的AIN、SiN薄膜,并对其光学... 详细信息

本文采用磁控溅射方法制备了tbfeco/Si和Ag/tbfeco/Si系列薄膜并对溅射工艺进行了详细研究,分析了tbfeco薄膜的生长机理,还对其光学性质、磁性质和磁光性质进行了研究。同时还用反应溅射方法制备了用作保护膜的AIN、SiN薄膜,并对其光学性质进行了研究。首先采用X射线能量色散谱仪(EDS)和扫描电子显微镜(SEM)分析了溅射气压对tbfeco薄膜结构和成分的影响,结果表明,溅射时Ar气压强对tbfeco薄膜的成分有明显的影响,当溅射气压为2.0 Pa时,薄膜的成分与靶材成分最为接近。用X射线衍射仪(XRD)和原子力显微镜(AFM)分别对tbfeco/Si和Ag/tbfeco/Si薄膜的结构和表面形貌进行了分析和表征。XRD和SEM测试的结果证实磁控溅射制备的tbfeco/Si和Ag/tbfeco/Si均是非晶薄膜。其次采用全自动椭圆偏振光谱仪测量了tbfeco/Si和Ag/tbfeco/Si薄膜在光子能量为1.5-4.5 eV范围内的椭偏光谱。分析了制备工艺(溅射气压、溅射功率和Ar气流量)和Ag膜厚度对tbfeco/Si和Ag/tbfeco/Si薄膜光学性质的影响,结果表明,制备过程的工艺参数如工作气压、溅射功率和Ar气流量对薄膜的光学性质有明显的影响:介电函数实部ε随溅射气压的增加而增加,随溅射功率的增加先减小再增加,而随Ar气流量变化的关系则较为复杂。介电函数虚部ε随溅射气压的增大而减小,随溅射功率的增加先增大再减小,而与Ar气流量的关系则较为复杂。本文中还对Ag/Si、Ag/tbfeco/Si、tbfeco/Si薄膜样品的光谱进行了比较分析,用Drude模型和量子跃迁理论对实验结果进行了分析。分析发现,实验结果和Drude模型是吻合的。此外,对AlN和SiN薄膜的光学性质测量的结果表明衬底温度对AlN的生成是较重要的,而反应溅射中活性气体与工作气体的比例对产物生成的影响相对较小。最后对制备的Ag/tbfeco/Si、tbfeco/Si和Ag/tbfeco/K9、tbfeco/K9系列磁光薄膜的磁光性质和磁性质分别进行了测量和分析。结果表明,Ag保护膜厚度对tbfeco磁光薄膜的磁光性质和磁性质都会产生影响显著的影响。当Ag膜较薄时(膜厚小于51nm),在短波范围观察到显著的Kerr增强效应;而当Ag膜较厚时(膜厚大于102 nm),就观察不到这种短波Kerr增强效应了。测量结果还显示本研究中制备的tbfeco薄膜其面内磁化曲线或Kerr回线具有良好的矩形比,而垂直于薄膜表面的磁化曲线则退化为一条直线,表明本研究中制备的tbfeco薄膜是面内磁化,而非垂直磁化。

关键词：磁控溅射 tbfeco薄膜椭偏光谱磁光Kerr效应

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制备参数对tbfeco磁光薄膜性能的影响

重庆理工大学学报（自然科学） 2011年第1期25卷 75-81页

作者：张勇张晋敏田华贵州大学科技学院贵阳550004 贵州大学理学院贵阳550004

对采用磁控溅射制备tbfeco/Si、Ag/tbfeco/Si系列薄膜的溅射工艺进行了研究,分析了tbfeco薄膜的生长机理,并对其光学性质、磁性质和磁光性质进行了分析。实验结果表明,不同压强对tbfeco薄膜的成分比有明显的影响,确定了工作压强为2.0 P... 详细信息

对采用磁控溅射制备tbfeco/Si、Ag/tbfeco/Si系列薄膜的溅射工艺进行了研究,分析了tbfeco薄膜的生长机理,并对其光学性质、磁性质和磁光性质进行了分析。实验结果表明,不同压强对tbfeco薄膜的成分比有明显的影响,确定了工作压强为2.0 Pa是适合的,这时制备的薄膜的成分原子比和靶的原子比最接近。用全自动椭圆偏振光谱仪测量了tbfeco薄膜在1.5~4.5eV的椭偏光谱,结果表明,随着工作气压、溅射功率和Ar气流量的变化,薄膜的光学性质均发生明显变化。对制备的Ag/tbfeco/Si和tbfeco/Si磁光薄膜的磁光性质进行了分析,结果表明,Ag保护膜对tbfeco磁光薄膜的磁光性质会产生显著影响。

关键词：磁控溅射 tbfeco薄膜椭偏光谱光学常数

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聚焦光斑磁光极克尔磁滞回线的热效应分析

功能材料与器件学报 2005年第1期11卷 75-78页

作者：方铭王现英李青会沈德芳干福熹中国科学院上海光学精密机械研究所上海201800

实验设计并组建了一套磁光极克尔磁滞回线测量装置,该装置可以通过改变照射到样品上的激光功率来改变薄膜样品上被聚焦光斑照射的测试点的温度。同时通过计算模拟了激光照射在tbfeco磁光薄膜上的温度分布情况,得到了薄膜的矫顽力随照射... 详细信息

实验设计并组建了一套磁光极克尔磁滞回线测量装置,该装置可以通过改变照射到样品上的激光功率来改变薄膜样品上被聚焦光斑照射的测试点的温度。同时通过计算模拟了激光照射在tbfeco磁光薄膜上的温度分布情况,得到了薄膜的矫顽力随照射激光功率的变化关系,由此可以确定薄膜的居里温度和补偿温度。为研究磁光薄膜样品在各种温度条件下,磁光性能的变化以及多层磁光薄膜的磁耦合效应提供了有效的手段。

关键词：磁光存储技术聚焦光斑极克尔磁滞回线 tbfeco薄膜

电介质保护膜对磁光记录膜的磁和磁光特性的影响

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真空科学与技术 2002年第3期22卷 209-212,220页

作者：熊锐金明桥刘海林汤五丰石兢武汉大学物理系武汉430072

采用射频磁控溅射法制备了非晶tbfeco薄膜及其保护层AlN薄膜 ,并研究保护层对薄膜的磁和磁光特性的影响。结果表明 ,AlN薄膜可以增强薄膜磁光效应 ,同时 ,AlN薄膜对tbfeco磁光薄膜的矫顽力、垂直磁各向异性以及本征克尔角都有一定的影响。

关键词：电介质保护膜磁光记录膜磁光特性 tbfeco薄膜 AlN保护层矫顽力垂直磁各向异性本征克尔角磁性

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磁光材料的制备和性能研究

磁光材料的制备和性能研究

作者：余平贵州大学

学位级别：硕士

本文对采用磁控溅射制备tbfeco薄膜的工艺进行了详细研究，制备了tbfeco系列薄膜，分析了tbfeco薄膜的生长机理。首先利用XRD、EDAX对样品结构进行了表征，结果表明Tb的溅射率相对较高，薄膜中Tb原子含量超过靶中Tb原子的含量。用AFM、... 详细信息

本文对采用磁控溅射制备tbfeco薄膜的工艺进行了详细研究，制备了tbfeco系列薄膜，分析了tbfeco薄膜的生长机理。首先利用XRD、EDAX对样品结构进行了表征，结果表明Tb的溅射率相对较高，薄膜中Tb原子含量超过靶中Tb原子的含量。用AFM、SEM对样品的表面进行观察。结果表明，溅射时间、溅射功率和工作气压是改善磁控溅射成膜的关键。其次采用椭圆偏振光谱仪研究了所制备tbfeco薄膜的光学性质，研究了Ag保护层厚度对薄膜光学性质的影响，结果表明，该磁光薄膜对红外光有较大的吸收，对紫外光吸收较小;测量结果与Drude模型是相吻合的;同时把有无保护层的两种薄膜的光谱进行了比较，结果表明，有保护层的磁光薄膜Ag／tbfeco／Si的光谱更接近于保护层的光谱;原因是Ag的反射率很高，其透射率相对较低，因此到达第二层介质tbfeco的光较少。最后利用磁光克尔系统和VSM测量了样品tbfeco／Si和Ag／tbfeco／Si的Kerr效应、磁性，测量结果表明tbfeco／Si和Ag／tbfeco／Si都呈现出面内磁化。

关键词：磁控溅射 tbfeco薄膜椭偏光谱 Drude模型 XRD

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CoFe基磁性薄膜制备及其表征方法研究

CoFe基磁性薄膜制备及其表征方法研究

作者：黄亚华侨大学

学位级别：硕士

本文主要研究了CoFeB薄膜和tbfeco薄膜样品,探索了这些薄膜的制备工艺参数,分析了薄膜的磁、磁光、磁电和结构特性。本文主要研究内容展开如下:首先,利用磁控溅射系统制备了结构为Ta/CoFeB/MgO/Ta的样品,系统研究了CoFeB薄膜水平磁各向... 详细信息

本文主要研究了CoFeB薄膜和tbfeco薄膜样品,探索了这些薄膜的制备工艺参数,分析了薄膜的磁、磁光、磁电和结构特性。本文主要研究内容展开如下:首先,利用磁控溅射系统制备了结构为Ta/CoFeB/MgO/Ta的样品,系统研究了CoFeB薄膜水平磁各向异性和结构特性。以不同功率溅射制备了CoFeB合金薄膜样品并在高真空下退火处理。观察到低功率生长的薄膜始终具有磁各向同性,而高功率生长的薄膜随着退火温度的升高,由起始的单轴磁各向异性逐渐向磁各向同性转变。X射线衍射分析也印证了CoFeB薄膜随退火温度的升高,薄膜由非晶态逐渐向晶态转变。观察到低功率生长的CoFeB的(110)峰值高于高功率生长的样品峰值,表明低功率生长的薄膜晶粒尺寸更大。同时,当退火温度高于400℃时,低功率生长的CoFeB样品的矫顽力大于高功率生长薄膜的矫顽力。随后,研究了沉积态下磁性层厚度对薄膜磁特性的影响,结果表明薄膜随着磁性层厚度的增加,薄膜面内磁各向异性由弱到强再到弱的变化规律,且在磁性层厚度为36 nm时薄膜的面内磁各向异性达到最大。其次,制备了结构为Ta/Pd/CoFeB/MgO/Ta的样品,系统研究了CoFeB薄膜垂直磁各向异性。观察到退火时间、磁性层厚度和MgO厚度对CoFe B薄膜垂直磁各向异性具有较大的影响。在研究退火时间对CoFeB薄膜反常霍尔效应影响时,选取磁性层厚度为1.6 nm,MgO厚度为1.8 nm,薄膜在退火30 min处理时,薄膜垂直磁各向异性最优。在研究磁性层厚度时,选取CoFeB薄膜厚度区间为1.0 nm到2.0 nm,观察到薄膜都具有优良的垂直磁各向异性,且CoFe B厚度为1.6 nm时,薄膜具有最大矫顽力。在研究MgO层厚度时,选取MgO层厚度区间为0.6 nm到3.0 nm,结果表明薄膜矫顽力随MgO层厚增加出现先增大后减小现象。然后,利用镶嵌靶技术,制备了结构为Ta/tbfeco/Ta的样品,系统研究了tbfeco薄膜的磁学性质和结构特性。在研究溅射功率对薄膜特性的影响时,结果表明沉积的tbfeco薄膜为非晶结构,通过改变溅射功率,实现薄膜在富TM状态和富RE状态之间过渡。在研究薄膜厚度对tbfeco薄膜磁电和磁光效应影响时,结果表明富FeCo状态下的tbfeco薄膜矫顽力随着薄膜厚度的增加而增加,同时验证了反常霍尔电压和薄膜厚度成反比关系。最后,根据已有的实验结果,以具有垂直磁各向异性的CoFeB薄膜和非晶tbfeco薄膜,中间用MgO层将两磁性层隔开,简单的制备了结构为Ta/Pd/CoFeB/MgO/tbfeco/Ta多层膜。经过退火处理后,CoFeB层和tbfeco层在不同的外磁场条件下发生了连续磁化翻转。

关键词： CoFeB薄膜 tbfeco薄膜垂直磁各向异性反常霍尔效应