FeZrBCu磁性薄膜制備與性能研究.pdf

1、本文采用粉末冶金法制備了磁控濺射用FeZrBCu合金靶材,燒結后靶材的成分與設計成分相一致,密度都有了一定程度的提高；隨著燒結溫度的提高與保溫時間的延長,靶材的密度與硬度都有所提高；隨著濺射時間的增加,靶材的硬度不斷增加. 采用直流磁控濺射方法制備了FeZrBCu磁性薄膜,X射線衍射結果表明沉積態(tài)薄膜為非晶.分別用掃描電子顯微鏡、表面粗糙度測試儀觀察了不同濺射工藝參數下制備的薄膜的表面形貌與表面粗糙度；用能譜儀測量了不同濺射工藝

2、下薄膜的成分；用四探針法測量了薄膜的方阻；用振動樣品磁強計測量了樣品的飽和磁化強度、矯頑力、剩磁與磁滯回線.研究了濺射工藝參數,如濺射功率、氬氣分壓、靶基距、本底真空度、負偏壓等對薄膜沉積速率、表面形貌、表面粗糙度、電阻率與磁性能的影響.討論了成分及退火對薄模電阻率與磁性能的影響.采用單輥快淬法制備了FeZrBCu非晶薄帶,并與同成分的采用磁控濺射法制備的非晶薄膜的磁性能進行了比較. 研究結果表明:濺射工藝參數對薄膜的沉積速率、

3、表面形貌、表面粗糙度、電阻率及磁性能有較大的影響.隨濺射功率,氬氣分壓,偏壓增大薄膜的沉積速率都是先增大然后減??；隨靶基距增大薄膜的沉積速率減?。浑S本底真空度增大薄膜沉積速率先減小后增大,但薄膜質量下降；加偏壓時薄膜的沉積速率有一定的提高.濺射功率100W,氬氣分壓1.0Pa,靶基距6.5cm、本底真空度1.5×10<'-3>pa與120V負偏壓有利于形成較好表面質量的薄膜.隨濺射功率、靶基距、偏壓增大,薄膜的電阻率先減小后增大；隨氬氣

4、分壓與本底真空度增大,薄膜的電阻率增大；隨B含量與Zr含量增大薄膜電阻率增大；加負偏壓可以降低薄膜的電阻率；隨著退火溫度升高薄膜電阻率急劇下降. 濺射工藝參數對薄膜磁性能的影響如下:不加偏壓時,隨濺射功率增加,薄膜的飽和磁化強度與矯頑力均增大；隨氬氣分壓增大,飽和磁化強度與矯頑力都減??；隨靶基距增大,飽和磁化強度與矯頑力都先增大后減小；隨本底真空度增大,飽和磁化強度先增大后減小,矯頑力一直減??；隨著偏壓的增加,飽和磁化強度先減小

5、后增大,在負偏壓小于120V時矯頑力隨偏壓變化不明顯,但當負偏壓超過120V時矯頑力開始急劇增大.隨Zr含量與B含量的增加,薄膜的飽和磁化強度均呈下降趨勢.隨退火溫度的升高,其飽和磁化強度升高,矯頑力在退火溫度為573K時具有最大值.采用直流磁控濺射方法制備的FeZrBCu 薄膜飽和磁化強度比采用單輥快淬法制備的要高；采用單輥快淬法制備的Fe<,89>Zr<,7>B<,2>Cu<,2>薄帶的矯頑力比磁控濺射法制備的要小很多,剩磁比差別不