對靶磁控濺射法沉積類三明治結(jié)構(gòu)過渡金屬納米薄膜的磁特性和微結(jié)構(gòu)研究.pdf

1、隨著磁記錄存儲密度的不斷提高，由納米尺度的鐵磁金屬顆粒如Fe、Co、Ni及其合金等構(gòu)成的磁性顆粒膜引起了人們極大的注意，成為當前研究的熱點。本實驗中制備了Ag/Fe/Ag和Ti/Fe/Ti系列薄膜，用VSM、XRD和SPM等對其性能進行了表征，研究工作如下： 1.制備了Ag(x nm)/Fe(15 nm)/Ag(x nm)系列薄膜，這里x=1，2，3，4，和5。我們通過分析得出，Ag層厚度對樣品的矯頑力影響較大，隨Ag層厚度的增

2、加，矯頑力先增加再減小。當Ag層厚度為3 nm時，垂直膜面方向的矯頑力最大，此時平均粗糙度較小為0.2 nm。分析認為矯頑力變化是由于形狀各向異性導(dǎo)致的。 2.制備了Ti(x nm)/Fe(15 nm)/Ti(x nm)系列薄膜，這里x=1，2，3，4和5。通過分析我們知道，矯頑力隨Ti層厚度增加基本呈逐漸增大的趨勢。對于Ti層厚度為3 nm和5 nm的樣品，垂直膜面方向的矯頑力較大，分別為1710 Oe和1864 Oe。如此大

3、的矯頑力的產(chǎn)生主要是由于Ti的引入一方面提高了樣品的晶化程度，另一方面是由于小尺度的Ti層，在基片上呈不連續(xù)的島狀分布，類似于模板，從而導(dǎo)致Fe中間層呈柱狀生長，提高了形狀各向異性。和Ag層對比，我們認為Ti層在對Fe的磁性能改善方面優(yōu)于Ag層。 3.制備了Ag/Fe/Ag和Ti/Fe/Ti系列薄膜。VSM測量結(jié)果顯示，500℃退火后Ag/Fe/Ag樣品平行膜面方向的矯頑力與Ti/Fe/Ti樣品平行膜面方向的矯頑力相比明顯增大。

4、我們考慮這樣大的矯頑力主要是由于在適當溫度退火的作用下，非磁性Ag原子比Ti原子能更多地擴散進Fe磁性顆粒的邊界，降低Fe磁性顆粒間的交換耦合作用，進而引起矯頑力的增大。 4.對Ag/Fe/Ag顆粒膜微結(jié)構(gòu)和磁性能的時效性進行了研究，發(fā)現(xiàn)在制備兩年后樣品磁性能未被破壞，相反，樣品的磁性能在不同程度上略微有些改善，所有樣品垂直膜面矯頑力都略有增大。通過分析推測，這主要是由于在放置過程中界面處的非磁性Ag原子進一步擴散，減弱了磁性粒