隨著現(xiàn)代科技的不斷發(fā)展,器件的微型化日益成為人們關(guān)注和發(fā)展的重要方向之一。稀土永磁薄膜,特別是NdFe B永磁薄膜因其優(yōu)異的磁性能在磁傳感器、超高密度磁存儲(chǔ)器及微型機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)等方面具有廣泛的應(yīng)用前景。本文利用直流磁控濺射技術(shù)制備了Nd-Ce-Fe-B單層和多層薄膜。通過(guò)工藝改進(jìn)和微觀結(jié)構(gòu)組織調(diào)控提高薄膜的磁性能,研究了復(fù)合薄膜中具有不同磁晶各向異性常數(shù)的硬磁層之間的交換耦合作用,以及Nd-Ce-Fe-B雙層薄膜的生長(zhǎng)機(jī)理。得到了以下結(jié)論:1.在Si基片上成功制備出垂直各向異性NdFeB納米永磁薄膜,其矯頑力超過(guò)17 kOe,最大磁能積超過(guò)52 MGOe,達(dá)到目前國(guó)內(nèi)已有文獻(xiàn)報(bào)道最大值;同時(shí)制備出了具有較好垂直各向異性CeFe B納米永磁薄膜,發(fā)現(xiàn)當(dāng)薄膜厚度為200nm時(shí)所獲得的磁性能最佳。2.首次對(duì)CeFe B納米薄膜進(jìn)行了系統(tǒng)研究,嘗試通過(guò)添加Nd層提高CeFe B納米薄膜的磁性能,發(fā)現(xiàn)經(jīng)過(guò)退火處理后Nd原子成功進(jìn)入CeFe B層內(nèi)部。研究發(fā)現(xiàn)室溫濺射N(xiāo)d層較高溫濺射N(xiāo)d層能夠更好的提高薄膜的磁性能,這是因?yàn)楫?dāng)Nd層為室溫濺射時(shí),Nd原子主要是通過(guò)沿晶界擴(kuò)散的方式進(jìn)入CeF...

【文章頁(yè)數(shù)】：124 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 稀土永磁材料發(fā)展歷程及研究現(xiàn)狀
        1.1.1 稀土永磁材料基本概念
        1.1.2 稀土永磁材料發(fā)展歷程
        1.1.3 稀土永磁薄膜材料研究現(xiàn)狀
    1.2 稀土永磁薄膜磁化反轉(zhuǎn)行為及結(jié)構(gòu)模型
        1.2.1 稀土永磁薄膜材料的磁化反轉(zhuǎn)行為
        1.2.2 納米復(fù)合稀土永磁材料結(jié)構(gòu)的理論模型
        1.2.3 Nd-Fe-B系永磁薄膜
    1.3 本論文的研究意義和主要內(nèi)容
        1.3.1 研究意義
        1.3.2 主要內(nèi)容
第二章 實(shí)驗(yàn)方法
    2.1 引言
    2.2 合金靶材制備
        2.2.1 稀土合金靶材磁體制備流程
        2.2.2 稀土合金靶材加工及表面處理
    2.3 薄膜樣品制備
    2.4 樣品表征及分析方法
        2.4.1 磁性能測(cè)量
        2.4.2 X-射線(xiàn)衍射(XRD)分析
        2.4.3 掃描電子顯微鏡(SEM)及能譜分析
        2.4.4 透射電子顯微鏡(TEM)及能譜分析
        2.4.5 磁力及原子力顯微鏡
第三章 各向異性永磁納米薄膜的磁性和結(jié)構(gòu)
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)方法
    3.3 垂直各向異性NdFeB納米薄膜的磁性和結(jié)構(gòu)
        3.3.1 基片溫度對(duì)NdFeB薄膜磁性能的影響
        3.3.2 退火溫度和時(shí)間對(duì)NdFeB納米薄膜磁性能的影響
    3.4 垂直各向異性CeFeB納米薄膜的磁性和結(jié)構(gòu)
        3.4.1 磁性層厚度對(duì)CeFeB納米薄膜磁性和磁學(xué)行為的影響
        3.4.2 添加Nd層對(duì)CeFeB納米薄膜磁性能和微結(jié)構(gòu)的影響
    3.5 本章小結(jié)
第四章 雙層永磁相納米復(fù)合永磁薄膜生長(zhǎng)機(jī)理及磁性
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)方法
    4.3 雙層永磁相納米復(fù)合薄膜生長(zhǎng)機(jī)理
        4.3.1 各向異性納米永磁薄膜生長(zhǎng)機(jī)理
        4.3.2 NdFeB/NdCeFeB雙層永磁相納米復(fù)合薄膜磁性及結(jié)構(gòu)
    4.4 NdFeB/CeFeB雙層永磁相納米復(fù)合薄膜的磁性及磁粘滯性
        4.4.1 NdFeB/CeFeB雙層永磁相納米復(fù)合薄膜的磁性
        4.4.2 NdFeB/CeFeB雙層永磁相納米復(fù)合薄膜的磁粘滯性
    4.5 本章小結(jié)
第五章 多層永磁相納米復(fù)合永磁薄膜的磁性和結(jié)構(gòu)
    5.1 引言
    5.2 實(shí)驗(yàn)方法
    5.3 退火溫度對(duì)Nd-Ce-Fe-B多層永磁相納米復(fù)合薄膜磁性和結(jié)構(gòu)的影響
    5.4 Ta隔離層厚度對(duì)Nd-Ce-Fe-B多層永磁相納米復(fù)合薄膜磁性和結(jié)構(gòu)的影響
    5.5 本章小結(jié)
第六章 全文總結(jié)
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間學(xué)術(shù)成果
致謝



本文編號(hào)：3950478