NiCu薄膜的磁性研究

来源 :兰州大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:zpe3werv
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近年,随着信息产业的飞速发展,电子器件的微型化使得磁性材料得到广泛应用。对于电磁器件的要求不仅是微型化、高性能化,而且还要求其在高频下具有良好的响应。NiCu合金是一种广泛应用于GMR(Giant Magnetoresistance)的薄膜材料,因制备工艺简单,成本较低受到关注。在实验室中,常用的薄膜制备方法大体分为两类,一类需要高真空环境,成本较高,另一类不需要高真空,成本较低。薄膜制备方法的不同对金属薄膜的性能会有很大的影响。因此,本文中主要采用磁控溅射法和电化学沉积法制备NiCu合金薄膜,对比研究了两种制备方法对NiCu薄膜结构、形貌和磁性的影响。通过对两种薄膜制备方法的比较发现,磁控溅射法制备的薄膜与电化学沉积法相比,成分更容易控制,薄膜性能较好。而脉冲电沉积与直流电沉积相比更容易得到表面平整的薄膜,也更容易出现明显的共振峰,磁谱曲线更为光滑。主要内容如下:首先采用磁控共溅射方法,通过调整共溅射铜片的数量制备了一组NixCu1-x薄膜。研究了薄膜中Ni含量的变化和热处理温度对薄膜的结构、形貌和磁性能的影响。实验发现,NixCu1-x薄膜在Ni含量为88%得到最大的饱和磁化强度Ms,且具有最明显的铁磁共振峰。将NixCu1-x薄膜真空磁场热处理后,300oC热处理导致NixCu1-x薄膜的Ms与制备态同成分相比降低近一个数量级。并且薄膜在特定的成分会发生相变。其次采用磁控共溅射方法制备了一组不同厚度的Ni88Cu12薄膜,结果发现,薄膜在制备态下210 nm出现条纹畴结构。而经过300oC热处理后,条纹畴出现的临界厚度明显降低。在测试薄膜的磁谱后发现可通过热处理在小范围内调控薄膜的共振频率。然后采用直流电沉积法在不同沉积电位、电解液温度下制备NiCu薄膜,讨论了薄膜的结构、形貌和磁性能。结果发现,薄膜的表面形貌会直接影响NiCu薄膜的共振峰。且高沉积电位下制备的NiCu薄膜更容易出现明显的铁磁共振峰。最后采用脉冲电沉积法在不同占空比、不同沉积电位下制备了一系列NiCu薄膜,讨论了薄膜的结构、形貌和磁性能。结果发现,薄膜的表面会随着脉冲占空比的增加而逐渐变得平整。固定占空比为70%,铁磁共振峰会随着沉积电位的增加变得越来越明显。
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