鐵硅合金薄膜的制備及高頻磁性能研究.pdf

1、FeSi化合物的電學(xué)磁學(xué)性質(zhì)多變，在電子學(xué)、光電、熱電和磁學(xué)等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，已逐漸成為人們關(guān)注和研究的熱點(diǎn)材料。同時(shí)隨著電子信息設(shè)備向著智能化、數(shù)字化、小型化、高頻甚至超高頻化方向進(jìn)化，材料的薄膜化已是發(fā)展趨勢(shì)。而FeSi薄膜的磁性能優(yōu)良，在高頻信息領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用，因此，研究FeSi薄膜的高頻磁性能顯得十分必要。
　　本文用磁控濺射法制備FeSi薄膜，通過改變基底材料、濺射功率和退火溫度，研究不同制備工藝條件對(duì)薄膜微結(jié)構(gòu)、靜

2、磁性能、自旋整流電壓的影響。首先在玻璃基底上生長(zhǎng)FeSi薄膜，濺射壓強(qiáng)分別為0.6Pa、0.8Pa、1.0Pa、1.2Pa和1.4Pa。結(jié)果表明所制備的薄膜為非晶態(tài)。隨著濺射氣壓的升高，薄膜飽和磁化強(qiáng)度Ms先增大后減小，在1.0Pa時(shí)達(dá)到最大值15543.52Gs。
　　在Si(100)基底上生長(zhǎng)FeSi薄膜，濺射功率分別為20W、40W、60W、80W、100W。結(jié)果表明，在 Si基底上沉積的 FeSi薄膜出現(xiàn)不同程度的晶化，出

3、現(xiàn)了Fe3Si(200)、Fe3Si(220)等衍射峰。在20W~100W濺射功率范圍內(nèi)，Ms先增大后減小，在60W時(shí)達(dá)到最大值10509.24Gs。4GHz頻率下鐵磁共振線寬?H隨濺射功率的增加整體呈減小的趨勢(shì)，從最大值351.21Oe減小到最小值69.18Oe。
　　為研究退火溫度對(duì)FeSi薄膜性能的影響，選擇Si(100)基底、濺射功率為40W和100W的薄膜分別進(jìn)行200℃、300℃、400℃、500℃、600℃溫度的退火

4、。40W低濺射功率條件下制備的FeSi薄膜，隨退火溫度增加，其晶化程度提高，當(dāng)溫度超過400℃后，退火溫度對(duì)結(jié)晶影響很小。相較于未退火，飽和磁化強(qiáng)度Ms的值均增大，且隨著退火溫度的升高 Ms先增大后減小，在400℃時(shí)達(dá)到最大值14417.18Gs。4GHz頻率下鐵磁共振線寬?H隨退火溫度的升高整體基本呈減小的趨勢(shì)，從最大值461.79Oe減小到最小值177.18Oe。100W高濺射功率下生長(zhǎng)的FeSi薄膜，退火溫度對(duì)其結(jié)晶影響很小。退火