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(xué)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(yīng)用的重要因素。在最近幾十年中，軟磁薄膜得到了廣泛的應(yīng)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(yīng)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(shuō)軟磁薄膜的疇壁在較高的厚度下仍然是Néer壁；在高頻應(yīng)用中，為了提高性能，也會(huì)要求薄膜足夠的

2、厚且沒(méi)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(gè)問(wèn)題的方法：絕緣層隔開(kāi)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(duì)繁瑣，且會(huì)導(dǎo)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(wèn)題，不僅能實(shí)現(xiàn)制備工藝的簡(jiǎn)化，還能達(dá)到磁性薄膜整體均勻的目的。通過(guò)調(diào)節(jié)軟磁薄膜的內(nèi)稟參數(shù)來(lái)實(shí)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(fù)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(guān)，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(cè)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(guò)程中都是 Néer壁，薄膜在

4、面內(nèi)難易軸方向的變場(chǎng)Lorenz-TEM的測(cè)試結(jié)果與薄膜對(duì)應(yīng)磁滯回線符合得很好。⑶理論計(jì)算表明在軟磁薄膜中引入負(fù)磁晶各向異性，能顯著提升薄膜Bloch壁的總能量密度，同時(shí)不會(huì)改變薄膜Néer壁的總能量密度，而這結(jié)果必然會(huì)提高薄膜的Néer壁轉(zhuǎn)變厚度。理論計(jì)算和實(shí)驗(yàn)都表明了取向hcp-Co81Ir19軟磁薄膜的Néer壁轉(zhuǎn)變厚度高達(dá)130 nm，遠(yuǎn)遠(yuǎn)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(guò)同步調(diào)節(jié)Ir片的位置，