论文摘要
本文采用磁控溅射法制备了Fe/Pt多层膜、Dy/Pt多层膜和Dy/Fe/Pt多层膜,然后通过真空热处理,成功制备了FePt、Dy-Pt和Dy-FePt合金薄膜。利用X射线衍射、扫描电镜、电子探针X射线能谱研究了多层膜退火后的相结构、成份和相转变,用振动样品磁强计测量了所制备的样品的磁性,并对影响磁性能的各种因素进行了分析探讨。在对Pt缓冲层厚度的研究中发现,随着Pt缓冲层厚度（t≦8.6nm）的增加,FePt合金薄膜的有序化温度明显降低,晶粒尺寸逐渐减小;薄膜样品点阵常数c/a的比值逐渐减小,有序度参数S逐渐增大;同时样品的矫顽力也随着缓冲层厚度的增加而增大,在425℃退火的样品,其矫顽力由缓冲层厚度t=0时的398 kA/m增加到t = 8.6nm时的523 kA/m（接近无缓冲层样品在500℃退火后的值）,平均变化率为14.53kA/m/nm,有效地降低了样品的退火温度;与此同时,剩磁比逐渐减小,从0.68减少到0.56。在对Fe50-0.5xPt50-0.5xDyx（X=0,0.5,1.0,1.5,2.0）合金薄膜的研究中发现,加入的Dy原子与FePt合金薄膜形成了固溶体,占据了部分Fe或Pt原子的位置,导致合金晶格常数增大;同时随着Dy含量的增加,FCT结构的FePt合金的平均晶粒尺寸明显减小;Dy的添加能够显著的抑制晶粒生长,起到细化晶粒的作用,且Dy含量越多,阻碍晶粒生长的作用就越明显,晶粒细化效果就越好。合金薄膜的矫顽力Hc随着Dy含量的增加而提高,当Dy含量增加到1.5at.%,达到最大值,Hc=903KA/m,然后随着Dy含量的进一步增加,薄膜的矫顽力发生明显降低。对于Dy含量为1.5at.%样品在不同退火时间的研究,我们发现随着退火时间的加大,样品的矫顽力也随之几乎呈直线增大,在退火时间为200小时后达到最大。在对Dy-Pt薄膜的研究中发现,溅射态Dy/Pt多层膜具有良好的周期性的层状结构。在研究DyPt2合金薄膜时发现,当退火温度为300～350℃时,在Dy/Pt薄膜中先后形成DyPt和DyPt2化合物,当退火温度为400℃时,又形成了DyPt3化合物,出现DyPt、DyPt2和DyPt3三相共存。当温度达到500℃时,在薄膜中发生合成反应:DyPt+DyPt3→2DyPt2。当薄膜在500℃退火1小时后,薄膜中的化合物DyPt和DyPt3已完全转变成DyPt2;在研究Dy3Pt4合金薄膜时发现,样品在400℃退火1小时后形成了Dy3Pt4化合物,而且具有明显地沿[211]晶面的择优生长,在550℃退火1小时后发生分解反应:Dy3Pt4→2DyPt+ DyPt2,出现DyPt、DyPt2、Dy3Pt4三相共存,在550℃退火7天后Dy3Pt4完全分解成为DyPt、DyPt2。