NiFe和NiFe-Cu-NiFe巨磁阻抗薄膜的制備與性能.pdf

1、本文采用直流磁控濺射方法分別制備了NiFe單層軟磁薄膜和NiFe-Cu-NiFe三層薄膜。使用掠入射X射線分析(GIXA)技術(shù)對不同NiFe薄膜的相結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究;利用XRD-ω掃描及不同ω角度的2θ掃描對薄膜進(jìn)行了結(jié)晶織構(gòu)及殘余應(yīng)力分析;運(yùn)用薄膜橫斷面的掃描電子顯微鏡(SEM)觀察和小角X射線散射(SAXS)技術(shù)測量了薄膜的厚度;采用振動樣品磁強(qiáng)計測量了不同NiFe軟磁薄膜的磁性能;最后利用自行組建的巨磁阻抗性能測試設(shè)備測量了NiFe

2、-Cu-NiFe三明治結(jié)構(gòu)薄膜的巨磁阻抗。XRD物相分析表明沉積態(tài)薄膜均為Ni-Fe固溶體,且當(dāng)偏壓為50V和濺射時間為120min時所制備的薄膜質(zhì)量較好。對不同溫度退火后薄膜相結(jié)構(gòu)的研究表明,薄膜400℃熱處理后仍為Ni-Fe固溶體,而當(dāng)退火溫度高于450℃時,在薄膜中形成了FeNi3化合物。使用薄膜橫斷面的掃描電子顯微鏡(SEM)觀察和小角X射線散射(SAXS)技術(shù)測量了薄膜的厚度,結(jié)果表明偏壓和濺射氣壓的增加都會使薄膜厚度增大。薄

3、膜的織構(gòu)測量表明,不同偏壓下所制備薄膜經(jīng)450℃退火后,只有偏壓為70V的薄膜具有較好的FeNi3(111)織構(gòu),當(dāng)偏壓低于70V時,薄膜中的晶粒是完全混亂分布而沒有擇優(yōu)取向的。對于偏壓為50V的薄膜試樣,分別在400℃、450℃和500℃下退火后,薄膜中仍未出現(xiàn)明顯的織構(gòu)。不同偏壓下所制備薄膜的殘余應(yīng)力測量結(jié)果表明,隨著偏壓的增加,薄膜中的殘余應(yīng)力增加,當(dāng)偏壓增至50V時,殘余應(yīng)力達(dá)到最大值,進(jìn)一步增加偏壓,殘余應(yīng)力逐漸減小。本文對薄

4、膜的磁性能和巨磁阻抗性能進(jìn)行了系統(tǒng)的研究,得到了薄膜性能與結(jié)構(gòu)之間的依賴關(guān)系。不同偏壓下所制備沉積態(tài)薄膜的磁性能測量結(jié)果表明,飽和磁矩隨著偏壓的增加先增加再減小,在偏壓為50V時達(dá)到最大值。而矯頑力的測量結(jié)果表明,50V偏壓下所制備薄膜的矯頑力最小,其他偏壓下所制備薄膜的矯頑力基本保持不變。當(dāng)濺射氣壓較大時(2.0Pa),所制備的沉積態(tài)薄膜的矯頑力隨濺射時間的增加基本不變;而當(dāng)濺射氣壓較小時(1.0Pa),沉積態(tài)薄膜的矯頑力受濺射時間的