磁控濺射法制備類三明治結(jié)構(gòu)Cu-CoCrPt-Cu納米薄膜的微結(jié)構(gòu)與磁特性研究.pdf

1、納米鐵磁金屬薄膜的研究，近年來成為納米磁學(xué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。鑲嵌在非磁材料中具有六角密積結(jié)構(gòu)的CoCrPt系薄膜由于其潛在的應(yīng)用價(jià)值受到人們的廣泛關(guān)注。本論文應(yīng)用直流對靶和射頻磁控濺射法，沉積了系列Cu/CoCrPt/Cu類三明治結(jié)構(gòu)的納米磁性薄膜，利用X射線衍射儀(XRD)、多功能掃描探針顯微鏡(SPM)等對材料的微結(jié)構(gòu)和表面形貌進(jìn)行了表征，利用振動樣品磁強(qiáng)計(jì)(VSM)對材料的磁特性進(jìn)行了分析。得到的主要結(jié)果如下： (1)固定襯

2、底層和磁性層不變，用磁控濺射法制備了系列Cu(t=1，4，6，8，10 nm)/CoCrPt(30 nm)/Cu(2 nm)類三明治結(jié)構(gòu)樣品，發(fā)現(xiàn)覆蓋層Cu的厚度對樣品的微結(jié)構(gòu)和磁特性有著很大的影響。適當(dāng)?shù)腃u覆蓋層厚度對樣品顆粒的細(xì)化、均勻以及表面粗糙度的改善是十分有利的。VSM測量表明，樣品呈垂直磁各向異性，且在一定的范圍內(nèi)，垂直膜面方向的矯頑力隨覆蓋層厚度的增加而增加，分析認(rèn)為該現(xiàn)象主要是由形狀各向異性引起的。此外，顆粒狀磁疇圖樣

3、表明薄的襯底層的選擇對于形成柱狀磁疇結(jié)構(gòu)是一個(gè)很好的手段。 (2)固定覆蓋層和襯底層不變，用磁控濺射法制備了系列Cu(8 nm)/CoCrPt(t=15，20，25，30，35nm)/Cu(2 nm)類三明治結(jié)構(gòu)樣品，并原位進(jìn)行了30分鐘、350℃退火。VSM測量顯示樣品呈垂直磁各向異性，且隨著樣品磁性層厚度的增加，垂直膜面方向的矯頑力呈增大的趨勢，認(rèn)為這主要?dú)w因于縱橫比隨磁性層厚度的增大而增大所致；飽和磁化強(qiáng)度也隨磁性層厚度的

4、增加而增大，這是由于隨著磁性層厚度的增加，非磁性元素所占比例下降引起的。 (3)研究了退火對Cu(8 nm)/CoCrPt(35nm)/Cu(2 nm)樣品的影響，發(fā)現(xiàn)550℃退火30min后，垂直矯頑力達(dá)到最大。此時(shí)，Cu襯底在玻璃基片上呈島狀分布，沒有形成連續(xù)膜。島和島之間的空隙好像模板一樣，從而使得磁性的CoCrPt膜柱狀生長，再加之退火之后，使得覆蓋層進(jìn)一步滲入磁性層中，提高了矯頑力。 (4)采用射頻濺射模式和直