亞毫米磁性單元制備及高頻磁性能的研究.pdf

1、在IT產(chǎn)業(yè)不斷發(fā)展的現(xiàn)代,系統(tǒng)的小型化與智能化越來越成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。占據(jù)系統(tǒng)較大體積比率的磁性器件,成為了限制電子系統(tǒng)小型化的重要因素,并逐漸引起人們的注意。本文旨在研究亞毫米磁性薄膜單元的特性,通過結(jié)構(gòu)優(yōu)化來提高單元的高頻特性。
　　本文從實(shí)驗(yàn)與模擬兩方面對(duì)亞毫米和微米量級(jí)的磁性薄膜進(jìn)行研究。實(shí)驗(yàn)方面利用微細(xì)加工與磁控濺射相結(jié)合的方式,制備了亞毫米磁性薄膜點(diǎn)陣。分別進(jìn)行了長(zhǎng)度變化,厚度變化以及分層的實(shí)驗(yàn),同時(shí)改進(jìn)了磁譜測(cè)試方

2、法以及測(cè)試數(shù)據(jù)的去嵌入方法,通過對(duì)磁滯回線和磁譜的測(cè)試,獲得亞毫米磁性單元的高頻特性與材料長(zhǎng)度、厚度以及分層的關(guān)系。在對(duì)寬長(zhǎng)比分別為1:1、1:2和1:4長(zhǎng)度變化點(diǎn)陣的磁滯回線分析發(fā)現(xiàn),寬長(zhǎng)比為1:4的條件下,亞毫米磁性單元格的矯頑力是最小的。分析厚度分別為50nm、100nm和200nm的單元格的磁滯回線,得到了厚度為50nm時(shí)其矯頑力是最低的。而將150nm的NiFe通過添加5nm的Cu進(jìn)行分層發(fā)現(xiàn),分為2層時(shí)的矯頑力是體系里最低的

3、。
　　模擬部分主要集中于2*1μm2磁性單元,利用OOMMF軟件計(jì)算不同結(jié)構(gòu)下磁性單元的磁譜,從而得出磁性能得到改善的條件。對(duì)2*1μm2磁性單元結(jié)構(gòu)的改變主要有,在其不同位置添加矩形裂縫和增加裂縫數(shù)目,在短軸處去除或者添加部分磁性材料等,通過形狀的改變來改變磁性材料的退磁場(chǎng)和各向異性場(chǎng),從而改善微磁單元的高頻磁性能。通過模擬發(fā)現(xiàn),在磁性單元的適當(dāng)位置添加適當(dāng)大小的裂縫,可以得到結(jié)構(gòu)化后的磁性單元磁導(dǎo)率比沒有裂縫的磁性單元的磁導(dǎo)