RE-(CoCu)顆粒膜的結構及電磁性能研究.pdf

1、采用FJL560B4型超高真空多靶磁控濺射儀制備CoxCu100-x、Dyx(Co21Cu79)100-x、Gdx(Co21Cu79)100-x、Ndx(Co21Cu79)100-x系列顆粒膜樣品并在高真空中進行了退火熱處理。采用臺階儀、能譜儀(EDS)確定了樣品的厚度及成分；用X射線衍射儀(XRD)、場發(fā)射掃描電鏡(SEM)分析了樣品的結構和表面形貌；用四探針和振動樣品磁強計(VSM)測量了樣品的電磁性能。研究了摻雜稀土(Dy、Gd和

2、Nd)元素以及退火溫度對CoxCu100-x顆粒膜結構和電磁性能的影響，得到了以下結論：
　　X射線衍射分析表明：制備態(tài)的CoxCu100-x、Dyx(Co21Cu79)100-x、Gdx(Co21Cu79)100-x、Ndx(Co21Cu79)100-x顆粒膜中均存在著較明顯的織構且形成了良好的單相亞穩(wěn)態(tài)面心立方結構。隨著退火溫度的升高，顆粒膜中的內應力減小、晶格缺陷逐漸減少，且互不固溶的Co、Cu兩相發(fā)生相分離。稀土(Dy、G

3、d和Nd)元素具有細化晶粒和促進Co-Cu過飽和固溶體分解的作用，且稀土元素的添加也會破壞顆粒膜的擇優(yōu)取向。
　　GMR性能：制備態(tài)CoxCu100-x顆粒膜GMR極大值分別出現(xiàn)在厚度d=280nm的Co24Cu76(GMR=-2.29％)、 d=560nm的 Co21Cu79(GMR=-2.07%)、 d=840nm的Co17Cu83(GMR=-2.32%)中。經(jīng)不同溫度退火后，最大 GMR值(-4.65%)出現(xiàn)在d=560nm

4、、退火溫度 Ta=500℃的 Co21Cu79薄膜樣品中。Co21Cu79顆粒膜中摻雜適量的稀土(Dy、Gd和Nd)元素，Dyx(Co21Cu79)100-x顆粒膜的最大GMR值(-4.68%)出現(xiàn)在x=4、Ta=425℃的薄膜樣品中；Gdx(Co21Cu79)100-x顆粒膜的最大 GMR值(-3.4%)出現(xiàn)在x=2、Ta=500℃的薄膜樣品中；Ndx(Co21Cu79)100-x顆粒膜的最大 GMR值(-5.81%)出現(xiàn)在x=1.5

5、、Ta=425℃的薄膜樣品中。
　　磁性能測量表明：隨著退火溫度的升高，REx(Co21Cu79)100-x顆粒膜的Hc都逐漸增大，薄膜的磁性能發(fā)生變化，這是由于退火處理促進了顆粒膜中磁性Co顆粒的析出長大。隨著顆粒膜中稀土(Dy、Gd和Nd)含量的增加，薄膜的 Hc都逐漸減小。這一方面是由于RE摻雜可使薄膜中的晶粒細化，磁性粒子尺寸減小，矯頑力減小；另一方面微量稀土RE可溶解進入磁性Co顆粒中，形成稀土金屬化合物RE2Co17，