【摘要】：伴隨著信息產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展,不僅要求應用于其中的電磁器件微型化、薄膜化,而且還要求其在高頻段有良好響應。Fe基軟磁材料由于擁有低矯頑力、高磁導率以及較低的損耗功率,易于磁化和退磁等性能廣泛應用到傳感器、轉(zhuǎn)換器、存儲器等設備中,對于Fe基軟磁薄膜及超薄膜的研究也因此引起了人們的廣泛關(guān)注。本文研究了Si襯底的粗糙度及緩沖層Al的粗糙度對CoFeB及FeNi鐵磁薄膜的靜態(tài)與動態(tài)磁性能的影響,通過振動樣品磁強計(VSM)與鐵磁共振(FMR)的測試來表征CoFeB及FeNi軟磁薄膜的矯頑力、共振頻率與阻尼等磁性能與粗糙度的變化關(guān)系。同時,在FeCo/Pt多周期薄膜體系中改變多層膜樣品中鐵磁層厚度及樣品周期數(shù),并采用退火熱處理、變種子層等方式調(diào)控FeCo/Pt間的由于界面效應而產(chǎn)生的垂直各向異性,并通過磁光克爾顯微鏡來表征樣品中疇壁的翻轉(zhuǎn)與運動。樣品體系可以作為磁性隧道結(jié)(MTJs)結(jié)構(gòu)中的自由層,使其在磁隨機存儲器(MRAM)中具有更高效的信息存儲能力。主要研究結(jié)果如下:(1)在CoFeB薄膜體系中,通過采用不同濃度的NaOH溶液腐蝕Si襯底表面而改變其粗糙度,通過VSM和FMR測試來表征樣品的靜態(tài)和動態(tài)磁性能。實驗結(jié)果如下:隨著NaOH濃度的逐漸增大,Si襯底表面粗糙度會呈現(xiàn)出先上升后下降的趨勢,矯頑力H_c與有效阻尼α的變化規(guī)律均與襯底粗糙度變化呈單調(diào)關(guān)系。同樣地,在FeNi體系中,通過濺射不同厚度的Al作為FeNi軟磁薄膜的緩沖層,其粗糙度隨厚度的變化而變化,隨著中間層Al厚度的增加,其粗糙度呈現(xiàn)出先增大后趨于穩(wěn)定的規(guī)律,H_c與α的變化規(guī)律均與襯底粗糙度變化同樣呈現(xiàn)單調(diào)關(guān)系。結(jié)果證明了粗糙度的變化能夠有效的調(diào)控薄膜的矯頑力及有效阻尼。(2)首先,在FeCo/Pt多周期超薄膜體系中,改變鐵磁層厚度及樣品周期數(shù)發(fā)現(xiàn):當鐵磁層FeCo太薄或太厚時,樣品均呈現(xiàn)出面內(nèi)各向異性;當FeCo層厚度為0.4-0.8 nm之間時才能表現(xiàn)出良好的垂直各向異性,并通過磁光克爾顯微鏡研究了其磁疇的成核、長大、擴張、翻轉(zhuǎn)過程及疇壁的運動過程。其次,通過改變體系中的種子層類型與厚度發(fā)現(xiàn):Au與Pt種子層(111)織構(gòu)的引入有助于垂直各向異性的產(chǎn)生。最后通過真空磁場熱處理的方式對樣品進行了不同溫度下的退火熱處理后發(fā)現(xiàn):經(jīng)過適當溫度的退火熱處理后,其垂直各向異性增強,而退火溫度達到400°C則會減弱樣品垂直各向異性。
【圖文】：

非晶FeCoNbSiB材料的斷裂強度與楊氏模量之間的關(guān)系

3性的軟磁材料的磁感應強度 B 和有效磁導率極速發(fā)展的今天，電磁器件集成化微型化料的發(fā)展，，用塊體軟磁材料制備的傳統(tǒng)的渦流損耗的問題，除了要求電磁元器件在同時，還需滿足高飽和磁感應強度和低的生。對比塊體軟磁材料，薄膜化的軟磁材損耗，同時擁有更高的截止頻率，使其在。Snoek 研究了塊體軟磁材料中共振頻率k 極限[16]
【學位授予單位】：蘭州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TB383.2;TM27

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