定向沉积技术制备NdFeB/X/Ti薄膜及磁性能的研究

论文摘要

本文主要研究了定向沉积技术制备NdFeB/X/Ti薄膜的制备工艺、表面形态,以及磁性能。为获得良好磁性能的NdFeB/X/Ti薄膜,采用了定向沉积技术,使薄膜表面形成定向的柱状晶,并分析了其中的机理。文中采用了直流、射频磁控技术制备了NdFeB/X/Ti薄膜,利用原子力显微镜、X射线衍射仪、振动样品磁强仪、电子扫描显微镜等对薄膜的性能进行测试。结果表明:由于定向沉积技术在溅射过程中对薄膜用适当方式加热,使溅射中的薄膜温度从400℃升到500℃,所制备的NdFeB/Ti薄膜是晶态的;定向沉积技术制备出的NdFeB/Ti薄膜表面形成单一方向的柱状晶,该柱状晶生长方向垂直于薄膜表面:定向的柱状晶NdFeB/Ti薄膜具有良好的磁各向异性。 合适的定向沉积工艺制备的NdFeB/Ti薄膜经过不同温度热处理后,又利用原子力显微镜、X射线衍射仪、振动样品磁强仪等对薄膜的性能进行测试。结果表明:定向沉积技术制备的NdFeB/Ti薄膜的表面形态随热处理温度的变化而变化,当热处理温度低于500℃,薄膜晶粒随热处理温度的增加而细化,当热处理温度高于500℃,薄膜晶粒随热处理温度的增加而粗化;定向沉积技术制备的NdFeB/Ti薄膜,在热处理温度为500℃时,薄膜的磁学性能相对最佳;热处理对定向沉积法制备的NdFeB/Ti薄膜的矫顽力无明显改善作用,定向沉积法制备的薄膜的矫顽力已相对较理想;定向沉积技术制备（NdFeB/Co）6/Ti薄膜磁性能并无明显提高;定向沉积技术是实用的、有效的制备磁性薄膜的方法之一,它的独特优点就是,薄膜不经过后热处理,在溅射过程中加热,也能得到良好的磁学性能。

论文目录

• 第一章 绪论
• 引言
• 1.1 磁学基础理论
• 1.2 NdFeB磁性材料的发展及应用
• 1.3 NdFeB磁性薄膜的发展
• 1.4 本课题的创新、研究内容、目的及意义
• 第二章 实验制备方法、设备及材料
• 2.1 实验原理与方法
• 2.1.1 气体放电
• 2.1.2 溅射原理
• 2.1.3 磁控溅射
• 2.2 溅射实验设备及制备工序
• 2.2.1 多功能磁控溅射设备简介
• 2.2.2 溅射制备工序
• 2.3 定向沉积技术
• 2.3.1 定向沉积技术定义
• 2.3.2 定向沉积技术的具体步骤及设备操作
• 2.4 实验材料
• 第三章 NdFeB/X/Ti薄膜的表征
• 引言
• 3.1 薄膜的厚度
• 3.2 薄膜的成分及形貌
• 3.3 表面形态
• 3.4 磁性测量
• 第四章 溅射工艺、定向沉积技术对薄膜形态的影响
• 4.1 溅射工艺对薄膜厚度的影响
• 4.1.1 溅射工艺对NdFeB薄膜厚度的影响
• 4.1.2 溅射工艺对Ti薄膜厚度的影响
• 4.2 溅射工艺参数对薄膜表面形态的影响
• 4.2.1 溅射功率
• 4.2.2 预热
• 4.3 定向沉积技术对薄膜表面形态的影响
• 4.3.1 定向沉积技术对薄膜的表面形态的影响
• 4.3.2 从传热学角度分析定向沉积法对薄膜形态的影响
• 本章小结
• 第五章 定向沉积法制备NdFeB/Ti薄膜及对其性能的影响
• 5.1 定向沉积法制备NdFeB/Ti薄膜的步骤
• 5.2 定向沉积法制备的NdFeB/Ti薄膜的表面形态
• 5.3 定向沉积法制备的NdFeB/Ti薄膜的磁性能
• 5.3.1 定向沉积法制备的NdFeB/Ti薄膜的磁畴
• 5.3.2 定向沉积法制备的NdFeB/Ti薄膜的磁各向异性
• 本章小结
• 第六章 后热处理工艺对定向沉积NdFeB/Ti薄膜的性能的影响
• 6.1 定向沉积NdFeB/Ti多层膜进行后热处理的步骤
• 6.2 后热处理温度对定向沉积NdFeB/Ti多层薄膜的表面形态的影响
• 6.3 后热处理温度对定向沉积NdFeB/Ti薄膜的磁性能的影响
• 本章小结
• 第七章 定向沉积技术的特点
• 7.1 薄膜表面形态
• 7.2 薄膜磁性能
• 本章小结
• 第八章 定向沉积法、循环溅射制备NdFeB/X/Ti多层膜及对其性能的影响
• 引言
• 6Ti多层薄膜的步骤'>8.1 定向沉积、循环溅射制备（NdFeB/Co）₆Ti多层薄膜的步骤
• 6/Ti多层薄膜的表面形态'>8.2 （NdFeB/Co）₆/Ti多层薄膜的表面形态
• 6/Ti多层薄膜的磁性能'>8.3 （NdFeB/Co）₆/Ti多层薄膜的磁性能
• 本章小结
• 第九章 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士研究生期间发表的论文