c軸取向的hcp-CoIr軟磁薄膜的濺射制備及微觀磁疇結(jié)構(gòu)研究.pdf

1、磁疇和疇壁在磁學中占有重要的地位。材料中磁疇結(jié)構(gòu)和疇壁形態(tài)是影響材料的性質(zhì)及其應用的重要因素。在最近幾十年中，軟磁薄膜得到了廣泛的應用，如：垂直磁記錄、磁傳感器、高頻電感器件、微型傳感器、噪聲抑制器及自旋閥等。在這些應用中，材料的疇結(jié)構(gòu)及疇壁的形態(tài)起到了舉足輕重的作用。在垂直磁記錄中，軟磁襯底層要滿足薄膜足夠厚且磁矩仍基本躺在面內(nèi)的要求，也就是說軟磁薄膜的疇壁在較高的厚度下仍然是Néer壁；在高頻應用中，為了提高性能，也會要求薄膜足夠的

2、厚且沒有條紋疇。但是傳統(tǒng)的單層Fe-基，F(xiàn)eCo-基軟磁薄膜都不能很好的滿足這些條件。大量的科研工作者在這方面做出了許多的工作并提出了解決這個問題的方法：絕緣層隔開的多層膜、反鐵磁耦合方式，然而在這些方式下，薄膜的樣品制備工藝相對繁瑣，且會導致磁性層薄膜整體不均勻。如果能在單一軟磁薄膜中解決上述問題，不僅能實現(xiàn)制備工藝的簡化，還能達到磁性薄膜整體均勻的目的。通過調(diào)節(jié)軟磁薄膜的內(nèi)稟參數(shù)來實現(xiàn)更高的Néer壁轉(zhuǎn)變厚度及抑制條紋疇的出現(xiàn)就是一

3、種很好的方法，具有可控垂直薄膜平面負磁晶各向異性的hcp-CoIr軟磁薄膜就是一種可行的材料。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴濺射制備的hcp-CoIr軟磁薄膜的取向度的高低與襯底層的制備條件密切相關，要獲取高(002)取向的hcp-CoIr軟磁薄膜的先決條件是制備高(111)取向的Au襯底層。⑵Lorenz-TEM及MFM測試表明55 nm高取向hcp-Co83Ir17軟磁薄膜的疇壁在退磁狀態(tài)及磁化反轉(zhuǎn)過程中都是 Néer壁，薄膜在

4、面內(nèi)難易軸方向的變場Lorenz-TEM的測試結(jié)果與薄膜對應磁滯回線符合得很好。⑶理論計算表明在軟磁薄膜中引入負磁晶各向異性，能顯著提升薄膜Bloch壁的總能量密度，同時不會改變薄膜Néer壁的總能量密度，而這結(jié)果必然會提高薄膜的Néer壁轉(zhuǎn)變厚度。理論計算和實驗都表明了取向hcp-Co81Ir19軟磁薄膜的Néer壁轉(zhuǎn)變厚度高達130 nm，遠遠高于傳統(tǒng)的Fe-基，F(xiàn)eCo-基軟磁薄膜的Néer壁轉(zhuǎn)變厚度。⑷通過同步調(diào)節(jié)Ir片的位置，