CoPtMo磁性薄膜的電化學(xué)制備及磁性研究.pdf

1、CoPt合金薄膜具有矯頑力高、磁晶各向異性常數(shù)大和良好的抗氧化性等優(yōu)點(diǎn)而備受青睞并廣泛應(yīng)用于微電機(jī)系統(tǒng)的器件、磁頭、讀卡器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)介質(zhì)。近幾年來(lái),利用電化學(xué)沉積法制備CoPt磁性薄膜在許多國(guó)家已經(jīng)開(kāi)展并取得了不少成果,并發(fā)現(xiàn)此類(lèi)鈷鉑合金薄膜在Pt含量基本在20at.％左右,且不需要經(jīng)過(guò)高溫退火就具有較高矯頑力。然而CoPt合金薄膜的成本畢竟較高,通過(guò)W元素的摻雜得到CoPtW磁性薄膜的矯頑力基本保持不變且降低了Pt的含量。元素Mo與W

2、具有相似的化學(xué)性質(zhì)都能與Co發(fā)生共沉積析出,而國(guó)內(nèi)外對(duì)CoPtMo合金薄膜的制備與研究卻鮮有報(bào)道。因此本文通過(guò)使用電化學(xué)方法備CoPtMo合金薄膜,并對(duì)合金薄膜的結(jié)構(gòu)、組成、形貌和磁性能等方面進(jìn)行了研究。本文研究?jī)?nèi)容主要包括以下三個(gè)方面:
　　(一)采用化學(xué)鍍技術(shù)在堿性鍍液中制備CoPtMo磁性薄膜材料,研究不同的pH值與鉬鹽濃度對(duì)薄膜的影響。研究發(fā)現(xiàn),pH值越大,反應(yīng)速度越快,鍍層鉑含量增大,并且矯頑力先增大后減小。而隨著溶液中

3、鉬鹽濃度的增加使CoPtMo薄膜中Pt的含量降低,矯頑力也是呈先增大后減小的趨勢(shì)。但是鉬鹽濃度過(guò)大會(huì)導(dǎo)致鍍層顆粒大小不均勻且表面疏松出現(xiàn)較多的“孔洞”。最后在溶液pH為12.5,鉬鹽濃度為0.005mol/L時(shí)制備得到的CoPtMo磁性薄膜垂直矯頑力達(dá)到最大值為290kA/m,且薄膜中Co的含量為87.at%,Pt只占7.9at.%。
　　(二)采用電鍍方法制備CoPtMo磁性薄膜。研究了不同的pH值、次亞磷酸鈉濃度對(duì)鍍層的結(jié)構(gòu)、

4、成分、形貌以及磁性能的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)元素P在CoPtMo薄膜中含量很低卻對(duì)薄膜的矯頑力有著重要的影響。在無(wú)次亞磷酸鈉的鍍液中得到的CoPtMo磁性薄膜為fcc結(jié)構(gòu)的。隨著溶液的pH值得增大薄膜中鈷的含量逐步增加,而鉑含量呈下降趨勢(shì),薄膜表面顆粒粒徑減小,表面趨于平整。但是此類(lèi)薄膜矯頑力很低最大只有24.1 kA/m。在pH值固定的溶液中次亞磷酸鈉濃度的增大致使電沉積過(guò)程中還原電位變得更負(fù),并且使薄膜中 Co含量增加,同時(shí)影響了CoPtM

5、o的表面形貌,使其表面顆粒從針尖狀向飽狀改變。CoPtMo晶體結(jié)構(gòu)從CoPt(fcc)轉(zhuǎn)變到Co(hcp)結(jié)構(gòu)。最后在溶液pH為10,次亞磷酸鈉濃度為0.0075mol/L的溶液中制備得到的CoPtMo磁性薄膜矯頑力達(dá)到最大為136kA/m。而此時(shí)的Pt含量只有12.0at.%,Co的含量為76.1at.%。
　　(三)采用磁場(chǎng)影響下電沉積的方法制備CoPtMo磁性薄膜,并研究磁場(chǎng)強(qiáng)度對(duì)薄膜的形貌、結(jié)構(gòu)、成分和磁性能的影響。發(fā)現(xiàn)施