FeZrBCu磁性薄膜制備與性能研究.pdf

1、本文采用粉末冶金法制備了磁控濺射用FeZrBCu合金靶材,燒結(jié)后靶材的成分與設(shè)計(jì)成分相一致,密度都有了一定程度的提高；隨著燒結(jié)溫度的提高與保溫時(shí)間的延長(zhǎng),靶材的密度與硬度都有所提高；隨著濺射時(shí)間的增加,靶材的硬度不斷增加. 采用直流磁控濺射方法制備了FeZrBCu磁性薄膜,X射線衍射結(jié)果表明沉積態(tài)薄膜為非晶.分別用掃描電子顯微鏡、表面粗糙度測(cè)試儀觀察了不同濺射工藝參數(shù)下制備的薄膜的表面形貌與表面粗糙度；用能譜儀測(cè)量了不同濺射工藝

2、下薄膜的成分；用四探針?lè)y(cè)量了薄膜的方阻；用振動(dòng)樣品磁強(qiáng)計(jì)測(cè)量了樣品的飽和磁化強(qiáng)度、矯頑力、剩磁與磁滯回線.研究了濺射工藝參數(shù),如濺射功率、氬氣分壓、靶基距、本底真空度、負(fù)偏壓等對(duì)薄膜沉積速率、表面形貌、表面粗糙度、電阻率與磁性能的影響.討論了成分及退火對(duì)薄模電阻率與磁性能的影響.采用單輥快淬法制備了FeZrBCu非晶薄帶,并與同成分的采用磁控濺射法制備的非晶薄膜的磁性能進(jìn)行了比較. 研究結(jié)果表明:濺射工藝參數(shù)對(duì)薄膜的沉積速率、

3、表面形貌、表面粗糙度、電阻率及磁性能有較大的影響.隨濺射功率,氬氣分壓,偏壓增大薄膜的沉積速率都是先增大然后減小；隨靶基距增大薄膜的沉積速率減小；隨本底真空度增大薄膜沉積速率先減小后增大,但薄膜質(zhì)量下降；加偏壓時(shí)薄膜的沉積速率有一定的提高.濺射功率100W,氬氣分壓1.0Pa,靶基距6.5cm、本底真空度1.5×10<'-3>pa與120V負(fù)偏壓有利于形成較好表面質(zhì)量的薄膜.隨濺射功率、靶基距、偏壓增大,薄膜的電阻率先減小后增大；隨氬氣

4、分壓與本底真空度增大,薄膜的電阻率增大；隨B含量與Zr含量增大薄膜電阻率增大；加負(fù)偏壓可以降低薄膜的電阻率；隨著退火溫度升高薄膜電阻率急劇下降. 濺射工藝參數(shù)對(duì)薄膜磁性能的影響如下:不加偏壓時(shí),隨濺射功率增加,薄膜的飽和磁化強(qiáng)度與矯頑力均增大；隨氬氣分壓增大,飽和磁化強(qiáng)度與矯頑力都減?。浑S靶基距增大,飽和磁化強(qiáng)度與矯頑力都先增大后減??；隨本底真空度增大,飽和磁化強(qiáng)度先增大后減小,矯頑力一直減?。浑S著偏壓的增加,飽和磁化強(qiáng)度先減小

5、后增大,在負(fù)偏壓小于120V時(shí)矯頑力隨偏壓變化不明顯,但當(dāng)負(fù)偏壓超過(guò)120V時(shí)矯頑力開(kāi)始急劇增大.隨Zr含量與B含量的增加,薄膜的飽和磁化強(qiáng)度均呈下降趨勢(shì).隨退火溫度的升高,其飽和磁化強(qiáng)度升高,矯頑力在退火溫度為573K時(shí)具有最大值.采用直流磁控濺射方法制備的FeZrBCu 薄膜飽和磁化強(qiáng)度比采用單輥快淬法制備的要高；采用單輥快淬法制備的Fe<,89>Zr<,7>B<,2>Cu<,2>薄帶的矯頑力比磁控濺射法制備的要小很多,剩磁比差別不