基于sol-gel的鋇鐵氧體薄膜的制備及其性能研究.pdf

1、M型六角鋇鐵氧體(BaM)由于具有穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)、低損耗、高的磁晶各向異性以及旋磁特性，在磁記錄和微波通信領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用。本文配置氫氧化鐵、檸檬酸、EDTA三種溶膠體系，利用溶膠凝膠法制備鋇鐵氧體薄膜。主要研究溶膠體系中鐵鋇離子比、熱處理溫度和熱處理時間等對鋇鐵氧體薄膜的織構(gòu)、表面形貌和磁性能的影響。實驗結(jié)果表明對于這三種體系的溶膠，均能得到具有C軸織構(gòu)的BaM薄膜。
　　鐵、鋇原子比為3、5、10.5、11和13.5的氫氧化

2、鐵溶膠體系均能夠獲得C軸取向的BaM薄膜。鐵、鋇原子比為10.5時BaM薄膜的C軸織構(gòu)最好。在1000℃下，熱處理3個小時后，獲得了良好的C軸取向，薄膜晶粒的C軸垂直于膜面，且薄膜[110]方向與基片[100]方向平行。薄膜表面呈現(xiàn)片狀晶粒與棒狀晶?；旌系男蚊病１∧ぞ哂写鸥飨虍愋?，面外方向比面內(nèi)更容易磁化。增加熱處理時間，面外飽和磁化強度增加，矯頑力先增加后減小。在1000℃下，熱處理時間從1小時增加到4小時，飽和磁化強度從282.2

3、Gs增加到328.5 Gs，矯頑力從1459.85 Oe，增加到4019.6 Oe后減小為2900 Oe，最后減小到1567.3 Oe。隨著膜厚的增加，薄膜C軸取向變差，而矯頑力增加，當(dāng)膜厚增至1.05μm時，晶粒完全隨機取向，剩磁比小于0.4，矯頑力接近4 kOe。
　　檸檬酸體系的溶膠制備的鋇鐵氧體薄膜，薄膜表面以棒狀晶粒為主。隨檸檬酸含量的增加，薄膜C軸織構(gòu)變差，棒狀顆粒增多，導(dǎo)致面外矯頑力也相應(yīng)增加。與氫氧化鐵體系相比，獲

4、得好的C軸取向需要更高的熱處理溫度。實驗結(jié)果表明在1100℃下，熱處理3小時后，獲得了比較好的織構(gòu)。剩磁比約為0.55，矯頑力達到3.6 kOe。
　　本實驗的最佳溶膠體系為EDTA體系，其制備的BaM薄膜具有完美的C軸織構(gòu)，薄膜的表面平整，具有明顯的解理面。鐵鋇離子比為8和10.5均能形成高質(zhì)量的薄膜。在1100℃，2個小時的熱處理條件下，制備的鋇鐵氧體薄膜成規(guī)整的六角片狀，具有非常強的單軸磁各向異性。面外方向，剩磁比達到0.7