Co-Pt-W（P）磁性薄膜的制備及其性能研究.pdf

1、信息社會的迅速發(fā)展要求各種電子元器件具備微型化與高性能化的雙重特征。高性能鈷基磁性薄膜的研究、制備和開發(fā)越來越受到人們的重視。它不僅在磁記錄方面用途廣泛，而且在傳感器方面具有廣闊的應用前景。其中Co-Pt薄膜更是由于矯頑力高、磁晶各向異性常數(shù)大、抗氧化和抗腐蝕性強等優(yōu)點而倍受關注。近幾年，人們開始用電化學方法制備Co-Pt合金薄膜，以期替代高成本的濺射法；此外，用電化學沉積法合成的Co富集鈷鉑合金薄膜不需要經過高溫退火就具有高矯頑力，這

2、也是濺射法所無法比擬的；在Co-Pt-W(P)磁性薄膜中鎢的共沉積可以使合金薄膜在鉑含量較低的情況下仍然保持較高矯頑力。目前，對采用電化學方法合成多元合金磁性薄膜，無論在理論上或是在實驗上，有待進一步的認識和提高。 本文通過一系列的實驗，研究了電沉積條件對Co-Pt-W(P)磁性薄膜微觀結構、宏觀性能的影響，以期揭示薄膜的生長過程及高矯頑力的形成機理。通過研究，可為Co基多元合金薄膜材料的電化學合成和性能表征提供可靠依據(jù)，并為定

3、向控制磁性薄膜材料的生長提供理論及實驗上的指導。 在第一章中，簡要回顧了Co-Pt合金薄膜的研究與發(fā)展現(xiàn)狀，對不同制膜方法進行了綜合比較，重點介紹了電沉積Co-Pt合金薄膜的最新進展。 在第二章，通過實驗結果分析，發(fā)現(xiàn)利用電化學沉積法制備的富鈷的Co-Pt-W(P)合金薄膜具有hcp結構，生長優(yōu)化取向不同的薄膜樣品表現(xiàn)不同的磁特性。提高薄膜磁性能的關鍵是控制好鍍液成份和沉積參數(shù)以調控薄膜成份及結構。基于此，擬定實驗方案如

4、下：采用正交法設計實驗，制備出性能優(yōu)異的Co-Pt-W(P)合金磁性薄膜；研究不同工藝條件對Co-Pt-W(P)合金電沉積和薄膜樣品的成分、性能以及微結構的影響。在本章中我們主要介紹了研究合金電沉積的電化學常用測試方法，觀察鍍液性質的紫外分光光度計法以及表征薄膜樣品的振動樣品磁強計(VSM)、X熒光分析儀、X射線衍射(XRD)以及原子力顯微鏡(AFM)等測試儀器。 在第三章中我們選用Co(NH2SO3)2、(NH4)2PtCl4

5、、Na2WO4·2H2O、(NH4)2C6H6O7等作為鍍液的主要成分，利用電化學沉積法制備Co-Pt-W(P)磁性薄膜。采用正交實驗L25(56)對沉積電流密度、溫度、Na2WO4·2H2O和(NH4)2C6H6O7濃度四個因素進行優(yōu)化組合，得到了電流密度為5mA/cm2，溫度為60℃，Na2WO4·2H2O和(NH4)2C6H6O7濃度分別為0.08mol/L、0.198mol/L的制備條件是樣品具有高矯頑力和方形度的最佳組合配方。

6、通過XRD結構分析發(fā)現(xiàn)，[00.1]優(yōu)化取向的hcp結構有利于Co-Pt-W(P)磁性薄膜的硬磁性能。 在第四章，我們對一定條件下制備的薄膜樣品進行電化學、結構及性能方面的表征，研究了不同的電沉積參數(shù)對成膜過程與薄膜樣品的微結構、組成、形貌以及磁性能的影響，并進一步對薄膜的生長機理和高矯頑力的形成機理進行了討論和闡述。研究發(fā)現(xiàn)，Co-Pt-W(P)電沉積過程中擴散過程是限速過程；在絡合劑濃度為0.26M時金屬離子與絡合劑形成的絡