溫度和Co含量對Cu-Co-Ni合金快淬薄帶磁性和磁電阻效應(yīng)的影響.pdf

1、熔體快淬Cu-Co系合金薄帶的巨磁電阻效應(yīng)與磁性多層膜中電流方向垂直于膜面的情況(CPP)相似，GMR效應(yīng)主要來源于體系中磁性相和磁性相與非磁性基體間的相界面與導(dǎo)電電子自旋相關(guān)的散射。合金中磁性相的尺寸、分布、相界面粗糙度、晶體缺陷以及雜質(zhì)等組織結(jié)構(gòu)參數(shù)都會影響GMR效應(yīng)。其中以磁性相的尺寸和間距對合金薄帶的GMR效應(yīng)影響最大。改變時效工藝可以控制合金的微觀結(jié)構(gòu)，從而改善巨磁電阻效應(yīng)。還有的研究者發(fā)現(xiàn)，一定量的Ni的合金化可以顯著地提高

2、Cu-Co合金的GMR效應(yīng)。 我們注意到，自從發(fā)現(xiàn)銅鈷合金有磁電阻效應(yīng)以來，國內(nèi)外的一些學(xué)者對銅鈷系合金進(jìn)行了大量的研究。有關(guān)工作主要集中在對Cu-Co系合金的研究，包括樣品在常溫和低溫情況下的電阻隨磁場的變化；樣品的磁學(xué)性能的研究；樣品表面形貌的透射電鏡研究；以及利用透射電鏡的EDS附件對樣品組分的研究。但是沒有發(fā)現(xiàn)關(guān)于室溫以上電阻率和磁電阻的溫度關(guān)系研究；沒有發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)的不同鈷含量對Cu/Co/Ni三元合金磁電阻影響的研究；對

3、樣品處理的最佳退火溫度和時間也沒有達(dá)成共識。本論文就這些問題進(jìn)行探討： (1)我們制備了快淬薄帶 (x=0，7，13，15，19，25，31)系列樣品。研究鈷含量的變化對GMR效應(yīng)的影響。該系列樣品的x射線衍射譜具有單相面心立方結(jié)構(gòu)晶體特征峰，其晶格常數(shù)比Ni大，略小于Cu；樣品表面存在著粒徑約為10～20 nm的小顆粒，顆粒附近區(qū)域Co含量明顯高于無顆粒區(qū)域，從而說明樣品形成了Cu-Co-Ni合金，但Co元素在樣品中的分布不夠

4、均勻，顆粒區(qū)域Co含量較高，背景區(qū)域Co含量較低。 樣品的電阻率隨溫度的升高呈近似線性增加。電阻率隨鈷含量的增加逐漸增大，當(dāng)鈷含量x≤5％時；但在鈷含量x=31％時，電阻率的值又略有下降。樣品的磁電阻基本都是隨著溫度的升高而增大，呈近似線性增加。磁電阻在鈷的含量為x=13％時達(dá)到最大，在300K時磁電阻達(dá)到2.12％，在375K時磁電阻達(dá)到6.13％。 (2)對快淬薄帶Cu80Co15Nis+Nd進(jìn)行300 -700 隔

5、絕空氣恒溫一小時熱處理。研究了高溫?zé)崽幚項l件對樣品磁電阻的影響。 當(dāng)熱處理溫度為400 時，樣品的比飽和磁化強(qiáng)度比未經(jīng)熱處理的樣品和經(jīng)其它溫度處理的樣品明顯增大；其它樣品的比飽和磁化強(qiáng)度都比較接近。 熱處理溫度為300 和400 時，樣品電阻率約為未處理時的4～5倍，電阻率隨溫度的變化率也有所增大；熱處理溫度為500 和600 時，樣品電阻率約為未處理時的7倍，電阻率隨溫度的變化率進(jìn)一步增大。 熱處理對室溫附近的

6、磁電阻影響不大，但對于磁電阻隨測試溫度變化的趨勢卻有顯著影響。熱處理溫度在400 ～600 時，合金的磁電阻值都隨測量環(huán)境溫度的升高而增大；熱處理溫度在400。C的樣品，在367K肘測得其磁電阻達(dá)8.7％；熱處理溫度在600。C的樣品，當(dāng)測量溫度在292K至367K測量時，其磁電阻僅從1.58％增加到1.62％，變化率很小。 (3)不同的稀土摻雜對Cu80Co15Nis合金磁電阻性能的影響。 加入稀土以后，不同樣品的晶格