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随着电子设备的高速发展,迫切需要进一步小型化的磁性器件以及提高其工作频率。为了满足这些应用的需求,软磁薄膜必须具有的一个重要特性就是在高频时必须有大的磁导率,然而,这一性能被涡流损耗和铁磁共振频率所限制。为了使软磁薄膜能够具有好的高频响应特性,它必须具有大的电阻率ρ、高的饱和磁化强度4πMs以及适当大的各向异性场Hk,以抑制涡流损耗和提高铁磁共振频率近年来,金属—绝缘体纳米颗粒膜被广泛研究,这类薄膜集中了磁性金属高磁导率μ和绝缘体材料高电阻率ρ的优点,由于颗粒间交换耦合作用使得在这类材料中获得了好的软磁性和高的电阻率,但是,只有当金属体积分数在其逾渗阈值附近时材料才能获得好的软磁性,因此将导致薄膜的有效饱和磁化强度由于高的氧化物体积分数而减小较多。目前,有一种新的金属／自然氧化物多层结构,这种多层结构是通过将金属层原位氧化而形成的,实验发现通过这种方法生成的氧化层具有室温铁磁性,能够弥补非磁性氧化层对4πMs的减小。因此,能显著地提高材料的饱和磁化强度,使其在高频领域有很好的应用前景。本文中,我们用直流磁控溅射方法在玻璃和Kapton衬底上分别制备了FeCoSi/native-oxide多层膜,用射频反应磁控溅射方法制备了FeCoB-O颗粒膜。通过X射线衍射、高分辨透射电镜、振动样品磁强计、直流四探针法和短路微扰传输线法系统地研究了样品的结构、磁性、电性和高频特性,对于FeCoSi/native-oxide多层膜,研究内容和结果如下：(1)采用直流磁控溅射方法通过对金属FeCoSi层进行原位氧化成功地在玻璃和Kapton衬底上分别制备了FeCoSi/native-oxide多层膜。(2)高分辨透射电镜明场像显示,当金属FeCoSi层厚度小于等于20 A时,金属层具有不连续结构。X射线衍射结果表明,玻璃衬底上制备的薄膜具有比较好的晶体结构,而Kapton衬底上制备的薄膜为非晶和纳米晶的混合结构。(3)通过简单的模型计算得出FeCoSi/native-oxide多层膜中的自然氧化物具有室温铁磁性,并计算出氧化层的厚度大约为1.4 nm。同时,在Kapton衬底上制备的薄膜样品的X射线衍射谱图中观察到微弱的Fe3O4衍射峰。说明原位氧化生成的磁性氧化物为Fe304。(4)通过对FeCoSi/native-oxide多层膜静态磁性研究发现：原位氧化的时间以及磁性层厚度对薄膜的磁性有很大影响,必须使两个参数都在最优状态才能获得好的软磁性；而且,FeCoSi/native-oxide多层膜的各向异性场比传统颗粒膜的各向异性场大,这是由于传统颗粒膜中的氧化物没有室温铁磁性,而FeCoSi/native-oxide多层膜中的氧化物具有室温铁磁性,因此可以使磁性金属颗粒间的交换耦合作用更强,更好地平均掉单个颗粒的磁晶各向异性,于是在外加磁场下获得更大的面内诱导单轴各向异性场。(5)柔性衬底上生成的薄膜,相对于硬质衬底上的样品具有更高的矫顽力,同时,也具有更高的电阻率,这些结果可能是由柔性衬底本身的特性引起的,譬如衬底的表面粗糙度、缺陷和应力等。(6)用交换耦合理论对样品中获得的软磁性给出了合理的解释。(7)在FeCoSi/native-oxide多层膜中获得了很好的高频特性。玻璃衬底上的典型样品[FeCoSi (20 (?))/native-oxide]50多层膜,其4πM_s= 13.9kG,H_k=130Oe,在f<2.6 GHz范围内,μ′大于100,且其铁磁共振频率为-3.9 GHz; Kapton衬底上的FeCoSi/native-oxide多层膜,随着FeCoSi层厚度d从1到4 nm,薄膜样品的铁磁共振频率由2.9到7.9 GHz连续增加,可以使样品满足各种不同的需要。(8)通过解Landau-Lifshitz-Gilbert方程得出微波磁导率μ′、μ″的表达式,用此公式对薄膜样品的磁谱进行拟合,发现拟合曲线与实验曲线符合很好,这说明FeCoSi/native-oxide多层膜样品中磁矩的运动方式为一致转动。对于FeCoB-O颗粒膜,研究内容和结果如下：(1)用射频反应磁控溅射方法在玻璃衬底上成功制备了FeCoB-O颗粒膜。(2)X射线衍射结果发现,在FeCo中掺入硼B元素,使FeCo晶粒尺寸减小。当B含量为19.9 at%时,获得了最好的软磁性。(3)研究了溅射功率对FeCoB-O颗粒膜磁性的影响,发现当功率P≤80 W时,材料的磁性几乎没有变化,只有当P>80 W时样品的软磁性才变差。可能是由于随着溅射功率的增大,沉积速率增大,B元素未能被完全氧化生成B的氧化物,因此残留在晶格间隙或晶界处的B逐渐增多,使薄膜内的残留应力逐渐增大,从而使薄膜材料的软磁性变差。(4)研究了薄膜厚度对材料软磁性的影响,发现只有在膜厚为～150 nm时样品获得好的软磁性能。这可以理解为：在样品太薄时,表面和界面效应的影响,使材料4πMs降低,矫顽力变大；薄膜太厚时,颗粒尺寸变大以及退磁场效应都会使软磁性变差。(5)研究了氧气流量比Ro2对软磁性的影响,结果表明：在P=80 W条件下,获得好的软磁性的Ro2的范围(0.4%～4.1%)比40 W下的宽,在实际样品制备工作中有较大的优势。(6)典型样品：在P=40 W条件下制备的FeCoB-O颗粒膜(Ro2=1.3%)有很高的电阻率p=3638μΩ·cm,在频率f<2 GHz范围内,μ’～146,且铁磁共振频率fr=3.0 GHz；而在P=80 W条件下制备的FeCoB-O颗粒膜(Ro2=0.8%)具有很高的铁磁共振频率f_r=4.74 GHz.