CoPtMo磁性薄膜的電化學(xué)制備及磁性研究.pdf

1、CoPt合金薄膜具有矯頑力高、磁晶各向異性常數(shù)大和良好的抗氧化性等優(yōu)點(diǎn)而備受青睞并廣泛應(yīng)用于微電機(jī)系統(tǒng)的器件、磁頭、讀卡器和數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)。近幾年來,利用電化學(xué)沉積法制備CoPt磁性薄膜在許多國家已經(jīng)開展并取得了不少成果,并發(fā)現(xiàn)此類鈷鉑合金薄膜在Pt含量基本在20at.％左右,且不需要經(jīng)過高溫退火就具有較高矯頑力。然而CoPt合金薄膜的成本畢竟較高,通過W元素的摻雜得到CoPtW磁性薄膜的矯頑力基本保持不變且降低了Pt的含量。元素Mo與W

2、具有相似的化學(xué)性質(zhì)都能與Co發(fā)生共沉積析出,而國內(nèi)外對CoPtMo合金薄膜的制備與研究卻鮮有報道。因此本文通過使用電化學(xué)方法備CoPtMo合金薄膜,并對合金薄膜的結(jié)構(gòu)、組成、形貌和磁性能等方面進(jìn)行了研究。本文研究內(nèi)容主要包括以下三個方面:
　　(一)采用化學(xué)鍍技術(shù)在堿性鍍液中制備CoPtMo磁性薄膜材料,研究不同的pH值與鉬鹽濃度對薄膜的影響。研究發(fā)現(xiàn),pH值越大,反應(yīng)速度越快,鍍層鉑含量增大,并且矯頑力先增大后減小。而隨著溶液中

3、鉬鹽濃度的增加使CoPtMo薄膜中Pt的含量降低,矯頑力也是呈先增大后減小的趨勢。但是鉬鹽濃度過大會導(dǎo)致鍍層顆粒大小不均勻且表面疏松出現(xiàn)較多的“孔洞”。最后在溶液pH為12.5,鉬鹽濃度為0.005mol/L時制備得到的CoPtMo磁性薄膜垂直矯頑力達(dá)到最大值為290kA/m,且薄膜中Co的含量為87.at%,Pt只占7.9at.%。
　　(二)采用電鍍方法制備CoPtMo磁性薄膜。研究了不同的pH值、次亞磷酸鈉濃度對鍍層的結(jié)構(gòu)、

4、成分、形貌以及磁性能的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)元素P在CoPtMo薄膜中含量很低卻對薄膜的矯頑力有著重要的影響。在無次亞磷酸鈉的鍍液中得到的CoPtMo磁性薄膜為fcc結(jié)構(gòu)的。隨著溶液的pH值得增大薄膜中鈷的含量逐步增加,而鉑含量呈下降趨勢,薄膜表面顆粒粒徑減小,表面趨于平整。但是此類薄膜矯頑力很低最大只有24.1 kA/m。在pH值固定的溶液中次亞磷酸鈉濃度的增大致使電沉積過程中還原電位變得更負(fù),并且使薄膜中 Co含量增加,同時影響了CoPtM

5、o的表面形貌,使其表面顆粒從針尖狀向飽狀改變。CoPtMo晶體結(jié)構(gòu)從CoPt(fcc)轉(zhuǎn)變到Co(hcp)結(jié)構(gòu)。最后在溶液pH為10,次亞磷酸鈉濃度為0.0075mol/L的溶液中制備得到的CoPtMo磁性薄膜矯頑力達(dá)到最大為136kA/m。而此時的Pt含量只有12.0at.%,Co的含量為76.1at.%。
　　(三)采用磁場影響下電沉積的方法制備CoPtMo磁性薄膜,并研究磁場強(qiáng)度對薄膜的形貌、結(jié)構(gòu)、成分和磁性能的影響。發(fā)現(xiàn)施