氮化鋁（A1N）薄膜材料作為一種被廣泛研究的Ⅲ-Ⅴ族化合物,因其具有良好的壓電性、良好的熱穩(wěn)定性和較高的機(jī)電耦合系數(shù)等優(yōu)點(diǎn),使其在磁記錄、傳感技術(shù)和高頻聲波諧振器等微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）被廣泛研究和應(yīng)用。A1N壓電薄膜對(duì)于制備工藝參數(shù)非常敏感,因此高質(zhì)量的A1N壓電薄膜的制備并沒(méi)有成熟的標(biāo)準(zhǔn)工藝參數(shù)。我們嘗試?yán)媒Y(jié)合了磁控濺射和反應(yīng)濺射優(yōu)點(diǎn)的反應(yīng)磁控濺射來(lái)實(shí)現(xiàn)室溫下快速生長(zhǎng)出高質(zhì)量的A1N壓電薄膜。利用反磁電耦合效應(yīng),高質(zhì)量的A1N壓電薄膜在電壓的作用下產(chǎn)生形變可以調(diào)控磁性層的磁矩的取向,可實(shí)現(xiàn)對(duì)信息低功耗和非揮發(fā)的記錄和存儲(chǔ)。本文主要研究了高質(zhì)量C軸擇優(yōu)取向A1N壓電薄膜的制備和AlN/FeNi異質(zhì)結(jié)的界面性質(zhì)以及電場(chǎng)調(diào)控AlN/FeNi異質(zhì)結(jié)的磁矩翻轉(zhuǎn),主要包括以下兩點(diǎn)：首先在高真空下利用反應(yīng)磁控濺射在corning玻璃上制備出C軸取向的A1N薄膜,隨后利用自旋波共振技術(shù)研究了壓電/鐵磁AlN/FeNi和FeNi/AIN異質(zhì)結(jié)的界面特性。當(dāng)在樣品面內(nèi)加磁場(chǎng)時(shí),共振波譜上除了觀察到正常的鐵磁共振吸收峰外,還觀察到表面自旋波共振。在低溫下觀察到了高階自旋波,而且當(dāng)外加磁場(chǎng)轉(zhuǎn)離樣品的垂直... 

【文章來(lái)源】：蘭州大學(xué)甘肅省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１物質(zhì)磁性的來(lái)源??

峰變?nèi)醯默F(xiàn)象。??據(jù)此，下一步固定結(jié)晶性較好的瓣射功率２００?Ｗ，氣體流量不變的條件下，??改變瓣射氣壓繼續(xù)制備Ａ１Ｎ壓電薄膜。薄膜的Ｘ射線衍射圖譜如下圖３．３?（ｂ）??所示。由圖可Ｗ看出，當(dāng)瓣射氣壓為０．６化時(shí)，樣品呈現(xiàn)出較好的（００２）取向，??但依然有很弱的（１０３）衍射峰出現(xiàn)。當(dāng)進(jìn)一步提高漉射氣壓為０．８?Ｐａ和１．０?Ｐａ??時(shí)，（００２）衍射峰會(huì)變?nèi)�，半高寬變大，并且�?huì)伴隨者許多其他雜峰的出現(xiàn)。??相對(duì)于０．４?Ｐａ時(shí)制備的樣品，０．６化時(shí)樣品表現(xiàn)出（００２）的擇優(yōu)取向，這是起??因于氣壓增大后離子的平均自由程減小也就是說(shuō)合成的Ａ１Ｎ分子不再具有??非常高的能量足Ｗ破壞己沉積在襯底上的（００２）取向的Ａ１Ｎ薄膜，Ｘ射線衍射??圖上就表現(xiàn)出更強(qiáng)的（００２）衍射峰，同時(shí)（１０３）峰變?nèi)�。繼續(xù)増加繊射氣壓，??單位區(qū)域內(nèi)粒子的數(shù)量會(huì)非常大，相互碰撞的概率增大，電離的氮離子和被其轟??擊出的鉛原子ｔＵ及二者相互結(jié)合的Ａ１Ｎ分子的能量都會(huì)降低，那么沉積在襯底??上時(shí)由于能量較低不能遷移到能量較低的區(qū)域

?Ａ?ｒｆｌ?ｒ??圖４．１?ＭＯＫＥ測(cè)量的示意圖??ＭＯＫＥ測(cè)量的樣品示意圖如圖４．１所示，我們?cè)谥苽洚愘|(zhì)結(jié)之前先在玻璃襯??底上瓣射５?ｎｍ的Ｃｕ作為下電極，然后在制備完成異質(zhì)結(jié)后在ＦｅＮｉ上瓣射１０?ｎｍ??的金屬電極Ｔａ作為上電極。ＸＲＤ的測(cè)量結(jié)果表明ＡＩＮ的擇優(yōu)取向依然是Ｃ軸??取向，而且制備的異質(zhì)結(jié)依然具有四重磁各向異性。那么我們定義樣品的下面為??正極后在Ａ１Ｎ的（００２）方向即垂直膜面方向施加不同的電壓，Ａ１Ｎ壓電層會(huì)在??電壓的作用下產(chǎn)生形變，根據(jù)電磁調(diào)控的第Ｈ種方式－應(yīng)力調(diào)控磁矩翻轉(zhuǎn)，形變??的磁致伸縮薄膜ＦｅＮｉ會(huì)發(fā)生磁矩的翻轉(zhuǎn)。圖４．２為測(cè)量的ＭＯＫＥ磁滯回線。由??測(cè)量的結(jié)果可Ｗ看出，當(dāng)電場(chǎng)為０Ｖ時(shí)，磯矩待在一個(gè)易軸方向，磁滯回線呈現(xiàn)??矩形的形狀。電場(chǎng)為２．５?ＭＶ／ｃｍ時(shí)磁滯回線幾乎沒(méi)有任何的變化，然后加大電場(chǎng)，??磁滯回線還是呈現(xiàn)矩形的形狀。隨后施加負(fù)電壓時(shí)可レッ看出回線的形狀是一樣??的。而且各個(gè)不同電壓下測(cè)得的回線的矯頑力Ｈｅ隨著電場(chǎng)的變化也是幾乎沒(méi)有??變化，如圖４．３所示。??－４２－??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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