NiFeNb种子层中Nb原子百分含量对坡莫合金膜磁性能的影响

论文摘要

本文首先介绍了各向异性磁电阻的应用及发展情况,并给出了有关参数及常见材料以及影响膜的微结构及磁性能的一些因素,如成分、厚度、颗粒大小、种子层等,在此基础上论述了本文的目的和意义。然后介绍了本实验的制样和测量的过程、方法及结果。分析了种子层中的Nb含量对坡莫合金的微结构及磁性能的影响,建立物理模型,探讨种子层中Nb原子百分含量对坡莫合金膜的磁性能的影响机理。其主要工作如下: 1.样品制备:采用磁控溅射仪在高真空背景下制备（NiFe）1-xNbx/NiFe/Ta、Ta/NiFe/Ta、NiFe/Ta系列膜,在溅射过程中采用的NiFeNb复合靶（将纯金属片Nb贴在磁性靶NiFe上）,通过改变复合靶上两种材料的表面积比来调控种子层中Nb原子的百分含量。薄膜沉积在玻璃基片上。 2.结构表征:样品结构采用X-射线衍射仪（XRD）和原子力显微镜（AFM）进行分析。用X-ray衍射仪对其微结构进行测量,NiFeNb种子层能使坡莫合金沿fcc（111）方向单一、明显的生长,该方向正是坡莫合金膜的易磁化方向。当X=28%时,衍射峰最强,通过Scherrer公式估算系列样品颗粒粒径在13.7nm到21nm之间,当X=23%时样品的颗粒最大。原子力显微镜的测量结果显示:随着种子层中Nb原子百分含量的增加,系列膜的表面粗糙度逐渐变小。用原子力显微镜（AFM）对样品的表面粗糙度进行测量发现:随着种子层中Nb原子百分含量的增加,坡莫合金系列膜的表面粗糙度逐渐变小。 3.磁性能:用振动样品磁强计（VSM）对样品的磁性能进行测量,结合Origin软件对磁滞回线进行分析表明:以NiFeNb为种子层的系列膜的矫顽力最小,在1.5Oe到2.1Oe之间,当种子层中Nb原子百分含量为23%时,其矫顽力

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 第一章 绪论
• 1.1 磁电阻效应
• 1.1.1 各向异性磁电阻效应的研究
• 1.1.2 各向异性磁电阻的应用及发展
• 1.1.3 各向异性磁电阻有关参数和常用材料
• 1.2 影响坡莫合金磁性膜的因素
• 1.2.1 成分对薄膜结构和磁性的影响
• 1.2.2 厚度对薄膜尺寸和矫顽力的影响
• 1.2.3 晶粒尺寸对薄膜磁性的影响
• 1.2.4 种子层对薄膜结构和磁性的影响
• 1.3 本文的目的、意义和研究内容
• 1.3.1 本文的目的和意义
• 1.3.2 本文研究的内容
• 参考文献
• 第二章 样品的制备和测试方法
• 2.1 薄膜样品的制备
• 2.1.1 磁控溅射仪的工作原理
• 2.1.2 薄膜样品的制备
• 2.2 样品的测量
• 2.2.1 薄膜厚度的测量
• 2.2.2 磁性能的测量
• 2.2.3 表面粗糙度的测量
• 2.2.4 微结构的测量
• 参考文献
• 第三章 NiFeNb种子层对坡莫合金膜磁性能的影响
• 3.1 NiFeNb种子层中Nb原子百分含量对坡莫合金膜磁滞回线的影响
• 3.1.1 NiFeNb种子层中Nb原子百分含量对坡莫合金膜微结构的影响
• 3.1.2 NiFeNb种子层中Nb原子百分含量对坡莫合金膜粗糙度的影响
• 3.1.3 NiFeNb种子层中Nb原子百分含量对坡莫合金膜磁滞回线的影响
• 3.2 NiFeNb种子层的厚度对坡莫合金膜磁性能的影响
• 3.3 本章小结
• 参考文献
• 第四章 界面粗糙度对坡莫合金膜矫顽力的影响
• 4.1 薄膜生长中粒子吸附的物理模型
• 4.2 脱附速率及脱附激活能
• 4.3 NiFeNb种子层的脱附激活能随Nb原子百分含量的变化
• 4.4 种子层中Nb原子百分含量对坡莫合金膜粗糙度的影响
• 4.5 颗粒大小对样品矫顽力的影响
• 4.6 本章小结
• 参考文献
• 第五章 结论
• 攻读硕士期间的学习和社会活动情况
• 致谢