緩沖層對(duì)鈷鐵氧體薄膜結(jié)構(gòu)和性能影響.pdf

1、鈷鐵氧體(CoFe2O4)薄膜具有較高的矯頑力與磁晶各向異性,化學(xué)穩(wěn)定性和耐磨損性能,可作為高密度磁記錄介質(zhì)。本論文主要研究了緩沖層對(duì)CoFe2O4/Si(100)薄膜微觀結(jié)構(gòu)與磁性能的影響,緩沖層分別是Fe3O4和TbFeCo。采用直流磁控濺射技術(shù)以及真空退火制備了Fe3O4薄膜,并在Fe3O4薄膜上采用射頻磁控濺射技術(shù)制備CoFe2O4薄膜。制備的CoFe2O4/Fe3O4/Si(100)薄膜經(jīng)過(guò)常規(guī)退火處理,具有立方尖晶石結(jié)構(gòu),無(wú)

2、擇優(yōu)取向。Fe3O4緩沖層降低了鈷鐵氧體薄膜的晶化溫度,促進(jìn)了鈷鐵氧體薄膜的結(jié)晶。CoFe2O4/Fe3O/Si(100)薄膜的晶格常數(shù)隨退火溫度升高而減小,膜中存在較大應(yīng)力,且薄膜具有柱狀生長(zhǎng)結(jié)構(gòu)。薄膜磁性能為各向同性,垂直于膜面和平行于膜面方向矯頑力近似,500℃退火樣品具有最大矯頑力,其垂直于膜面方向矯頑力和平行于膜面方向矯頑力分別為539.6KAm-1和405.2KAm-1,具有高飽和磁化強(qiáng)度和剩余磁化強(qiáng)度,其矩形度為0.67。

3、在采用直流磁控濺射技術(shù)制備的非晶TbFeCo緩沖層薄膜上制備CoFe2O4薄膜。經(jīng)過(guò)常規(guī)退火處理后的CoFe2O4/TbFeCo/Si(100)薄膜具有立方尖晶石結(jié)構(gòu),其結(jié)晶取向受退火溫度影響,300℃退火時(shí),薄膜具有(111)擇優(yōu)取向,退火溫度較高時(shí)具有(400)擇優(yōu)取向。CoFe2O4/TbFeCo/Si(100)薄膜的晶格常數(shù)隨退火溫度升高而減小,膜中存在較大應(yīng)力,薄膜具有柱狀生長(zhǎng)結(jié)構(gòu)。TbFeCo緩沖層在抑制基片中Si擴(kuò)散進(jìn)入鈷

4、鐵氧體薄膜的同時(shí)導(dǎo)致了緩沖層Tb擴(kuò)散進(jìn)入薄膜中。CoFe2O4/TbFeCo/Si(100)薄膜磁性能得到改善,具有高度垂直各向異性。300℃退火樣品即具有高矯頑力,其垂直于膜面和平行于膜面方向矯頑力分別達(dá)616.0KAm-1和360.5KAm-1,但其垂直于膜面方向矩形度僅0.49。800℃退火薄膜矯頑力達(dá)到最大值,其垂直于膜面和平行于膜面方向矯頑力分別為832.6KmA-1和381.6KAm-1,垂直于膜面方向矩形度為0.73,90