TbFeCo磁光薄膜的制備和性能研究.pdf

1、本文采用磁控濺射方法制備了TbFeCo/Si和Ag/TbFeCo/Si系列薄膜并對濺射工藝進行了詳細研究，分析了TbFeCo薄膜的生長機理，還對其光學性質、磁性質和磁光性質進行了研究。同時還用反應濺射方法制備了用作保護膜的AlN、SiN薄膜，并對其光學性質進行了研究。 首先采用X射線能量色散譜儀(EDS)和掃描電子顯微鏡(SEM)分析了濺射氣壓對TbFeCo薄膜結構和成分的影響，結果表明，濺射時Ar氣壓強對TbFeCo薄膜的成分

2、有明顯的影響，當濺射氣壓為2.0Pa時，薄膜的成分與靶材成分最為接近。用X射線衍射儀(XRD)和原子力顯微鏡(AFM)分別對TbFeCo/Si和Ag/TbFeCo/Si薄膜的結構和表面形貌進行了分析和表征。XRD和SEM測試的結果證實磁控濺射制備的TbFeCo/Si和Ag/TbFeCo/Si均是非晶薄膜。 其次采用全自動橢圓偏振光譜儀測量了TbFeCo/Si和Ag/TbFeCo/Si薄膜在光子能量為1.5-4.5eV范圍內的橢偏

3、光譜。分析了制備工藝(濺射氣壓、濺射功率和Ar氣流量)和Ag膜厚度對TbFeCo/Si和Ag/TbFeCo/Si薄膜光學性質的影響，結果表明，制備過程的工藝參數如工作氣壓、濺射功率和Ar氣流量對薄膜的光學性質有明顯的影響：介電函數實部ε1隨濺射氣壓的增加而增加，隨濺射功率的增加先減小再增加，而隨Ar氣流量變化的關系則較為復雜。介電函數虛部ε2隨濺射氣壓的增大而減小，隨濺射功率的增加先增大再減小，而與Ar氣流量的關系則較為復雜。

4、本文中還對Ag/Si、Ag/TbFeCo/Si、TbFeCo/Si薄膜樣品的光譜進行了比較分析，用Drude模型和量子躍遷理論對實驗結果進行了分析。分析發(fā)現(xiàn)，實驗結果和Drude模型是吻合的。此外，對AlN和SiN薄膜的光學性質測量的結果表明襯底溫度對AlN的生成是較重要的，而反應濺射中活性氣體與工作氣體的比例對產物生成的影響相對較小。 最后對制備的Ag/TbFeCo/Si、TbFeCo/Si和Ag/TbFeCo/K9、TbFe

5、Co/K9系列磁光薄膜的磁光性質和磁性質分別進行了測量和分析。結果表明，Ag保護膜厚度對TbFeCo磁光薄膜的磁光性質和磁性質都會產生影響顯著的影響。當Ag膜較薄時(膜厚小于51nm)，在短波范圍觀察到顯著的Kerr增強效應；而當Ag膜較厚時(膜厚大于102nm)，就觀察不到這種短波Kerr增強效應了。測量結果還顯示本研究中制備的TbFeCo薄膜其面內磁化曲線或Kerr回線具有良好的矩形比，而垂直于薄膜表面的磁化曲線則退化為一條直線，表