2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、SmCo稀土永磁材料具有高的磁晶各向異性、低的溫度系數(shù)和良好的溫度特性,在很多領(lǐng)域,包括手機(jī)、電腦、汽車、航空航天、武器裝備等地方都發(fā)揮著重要的作用,是一類重要的功能材料。針對SmCo稀土永磁薄膜材料的研究具有重要的應(yīng)用價(jià)值和豐富的科學(xué)意義。
  本文利用脈沖激光沉積(PLD)技術(shù),在SiO2基片上制備了SmCoCr/Cu/Cr系列薄膜,制備出的SmCo薄膜樣品主要是以SmCo的2∶17合金相形式存在,在室溫下具有穩(wěn)定的晶體結(jié)構(gòu)。

2、通過改變不同元素的含量以及退火溫度,我們系統(tǒng)地研究了薄膜的結(jié)構(gòu)、磁性、磁光性能以及溫度特性。同時(shí),深入地研究了Sm2Co17/Cr薄膜的磁交換偏置效應(yīng),并且對其機(jī)理進(jìn)行了深入的討論。為優(yōu)化Sm2Co17薄膜的結(jié)構(gòu)與磁性能,尋找能夠應(yīng)用于薄膜器件的工藝方案,提供了有參考價(jià)值的理論和實(shí)驗(yàn)結(jié)論。
  取得了以下的主要研究成果:
  1、采用脈沖激光沉積(PLD)技術(shù)在SiO2襯底上制備出摻Cr元素Sm2Co17晶體薄膜,晶體在室溫

3、下具有穩(wěn)定的釤鈷2∶17合金相結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)研究了制備工藝對薄膜生長和結(jié)晶質(zhì)量的影響,探索和優(yōu)化了2∶17合金相結(jié)構(gòu)的成膜工藝條件。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),在背景真空度為4×10-5Pa,生長溫度為400℃條件下,保持激光脈沖能量為190mJ/plus和頻率8Hz時(shí),通過控制Sm、Co的沉積時(shí)間,可以獲得釤鈷2∶17合金相晶體結(jié)構(gòu),為制備摻雜Sm2Co17合金薄膜奠定了實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。
  2、系統(tǒng)研究了Sm2Co17Cr(x)/Cu/Cr(x=0 nm

4、、1nm、2nm、3nm)薄膜磁性層中Sm、Co、Cr和Cu含量對織構(gòu)與磁性的影響。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),控制Sm含量是制備Sm2Co17磁性薄膜的關(guān)鍵因素之一,過量的Sm不僅不利于2∶17合金相結(jié)構(gòu)的形成,而且還會(huì)降低薄膜的磁化強(qiáng)度和矯頑力。因此,保證適量的Sm含量,才可以得到穩(wěn)定的Sm2Co17磁性能。同時(shí)發(fā)現(xiàn),在嚴(yán)格控制Sm、Co沉積時(shí)間的條件下,少量Cr摻雜可以提高Sm2Co17薄膜的結(jié)晶質(zhì)量,并且具有比較高的矯頑力。此外,在鍍SmCo磁性

5、薄膜之前,蒸鍍一層Cu種子層,形成Cu<200>結(jié)晶取向,有利于促進(jìn)Sm2Co17磁性相的生長。我們還發(fā)現(xiàn),在Cu種子層和襯底之間加鍍Cr層,可以獲得更好結(jié)晶質(zhì)量的Sm2Co17磁性薄膜。這是因?yàn)镃r層在種子層Cu生長過程中起到了緩沖層的作用,提高了Cu種子層的結(jié)晶質(zhì)量,從而保證了Sm2Co17取向更加穩(wěn)定。另外,通過調(diào)節(jié)退火溫度研究了Sm2Co17薄膜結(jié)構(gòu)和磁特性。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),較高的退火溫度,可以提高Sm2Co17薄膜的結(jié)晶質(zhì)量,而且薄

6、膜的矯頑力也有較明顯的提升。
  3、系統(tǒng)研究了SmCo/Cr薄膜交換偏置現(xiàn)象和交換機(jī)理。我們發(fā)現(xiàn),在SmCo薄膜中出現(xiàn)了正的交換偏置現(xiàn)象,并且反鐵磁層Cr厚度、磁性層SmCo厚度以及溫度都對交換偏置有影響。這是由于鐵磁層(FM)與反鐵磁層(AFM)之間存在相互競爭作用的結(jié)果。摻雜Cr以后,Sm2Co17薄膜的交換偏置場越來越大,說明一定量的Cr可以增強(qiáng)對鐵磁層的釘扎,使得鐵磁相與反鐵磁相交換偏置效應(yīng)增大;隨著磁性層厚度的增加,交

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