论文摘要
L10-FePt具有超高的单轴磁晶各向异性Ku,被认为在将来超高密度垂直磁记录介质中具有良好的应用潜力。本论文结合薄膜生长技术和高空间分辨电子显微术,对L10-FePt的结构控制、磁性能与生长条件的关系、小晶粒的有序化等问题进行了研究,并发展相关电子显微方法研究L10-FePt的磁二向色性。为了实现垂直记录,在非晶基底上生长了Pt/Fe多层膜,研究制备条件对L10-FePt的[001]垂直取向度的影响。发现退火条件对薄膜[001]垂直取向影响很小,而减小Fe层生长速率并提高生长温度能少量提高薄膜[001]垂直取向度。在MgO单晶基底上外延生长了[001]垂直取向的L10-FePt薄膜,研究了薄膜磁性能与生长条件的关系。针对L10-FePt矫顽力过高的问题,在多层膜快速退火中引入氧化,制备了Fe3O4/L10-FePt交换耦合双层膜。微磁模拟表明,Fe3O4厚度不能超过约10 nm,Fe3O4的引入可以使L10-FePt的矫顽力降低约28.6%。L10-FePt的磁性严重依赖于其化学有序度。利用球差校正高分辨电子显微术对单个十面体FePt颗粒的有序状态进行了研究,发现颗粒图像上最里面5层{002}面原子图像的积分强度随层数发生周期性起伏。多层法图像模拟结果表明这种周期性起伏不会出现在无序的FePt十面体上,实验十面体的最里面的五层{002}面为化学有序,外面三层的有序状态则不能完全确定。这些结果证明FePt颗粒小至3.4 nm时仍然可以是有序的。利用电子能量损矢谱技术对FePt相关材料进行了研究。对Fe3O4/L10-FePt双层膜的能量损失断面图（ELSP）研究,得到了Fe-L边的化学位移信息,结合氧元素面分布情况,推测氧在氧化过程中进入L10-FePt中,并在晶界形成氧化前驱体。结合ELSP和多元统计方法,发展了获得各向异性材料二向色性谱的实验方法。利用单根多壁碳纳米管的C-K边ELSP谱进行验证,获得了本征的平均谱和二向色性谱。利用ELSP-多元统计方法对单个L10-FePt颗粒的Fe-L边进行了研究,获得了二向色性信息,这种二向色性是由磁各向异性引起的。这种电子能量损失谱的磁线性二向色性可以用来研究磁性材料的磁矩信息。
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