脈沖激光沉積法制備SmCo薄膜及其性能研究.pdf

1、SmCo是一種新型的稀土磁性材料，因其在磁存儲、磁光存儲的潛在應用而成為研究熱點。它具有極大的磁晶各向異性，此外，其居里溫度較高，抗腐蝕性能相比于傳統(tǒng)材料也更加優(yōu)異，SmCo主要包括了1:5和2:17兩種磁性相。隨著設備及器件小型化及輕便化的發(fā)展需求，高質(zhì)量SmCo薄膜的制備與性能研究勢在必行。研究表明，底層材料對SmCo薄膜的結構及性能有很大影響，Ru、Ta、Ti等緩沖層能有效降低SmCo薄膜表面不平整度，同時降低磁性晶粒的平均尺寸。

2、因此，詳細研究制備工藝對SmCo薄膜的影響，以及對其磁性能和磁光性能的優(yōu)化具有很重要的科學意義。
　　 本文中利用脈沖激光沉積法在玻璃襯底和Si(100)襯底上制備了SmCo/Cu，SmCo/Cu/Cr以及Fe摻雜的SmCo薄膜，所得樣品出現(xiàn)了1:5、2:7和2:17三種SmCo相，我們詳細研究了所制樣品的結構、形貌及磁學性能，主要的研究內(nèi)容如下：
　　 1、研究了制備工藝對SmCo/Cu薄膜的結構及性能的影響，在保持C

3、o含量不變的情況下，改變Sm含量調(diào)節(jié)SmCo成分比，所制備的薄膜表現(xiàn)出良好的磁各向異性。在真空度為2×10-4Pa，退火溫度為620℃條件下，Sm靶沉積時間為6秒，Co靶沉積時間為3分鐘時，制得了SmCo5薄膜。
　　 2、在Cu底層下引入一層很薄的Cr緩沖層，研究Cr緩沖層對SmCo/Cu薄膜結構和表面形貌的優(yōu)化作用，以及對薄膜磁性能的影響。實驗發(fā)現(xiàn)，Cr緩沖層能有效地降低SmCo磁性晶粒的平均尺寸，降低薄膜表面的粗糙度，提高

4、了SmCo薄膜的結晶質(zhì)量，SmCo薄膜的磁性能得到增強，我們認為這主要是由于SmCo晶粒得到了細化，這與別人的研究結果是一致的。同時研究了退火時間對SmCo薄膜結構及形貌的影響，結果表明對于較厚的樣品，適當延長退火時間能有效提高樣品的結晶質(zhì)量。
　　 3、研究了Fe覆蓋層對SmCo薄膜結構的影響，實驗發(fā)現(xiàn)，隨著Fe厚度的增大，SmCo的2:7相被抑制，1:5相得到了增強，F(xiàn)e/SmCo薄膜的磁光性能隨著Fe層厚度的增加不斷增強。