FeCoSi-MnIr鐵磁-反鐵磁納米多層膜的制備及性能研究.pdf

1、隨著半導(dǎo)體元件大規(guī)模集成化，電子元器件趨于微型化，電子設(shè)備趨于小型化，需要磁性器件向小型、薄膜方向發(fā)展，具有高飽和磁化強(qiáng)度、高電阻率、高磁導(dǎo)率和低矯頑力的軟磁薄膜成為磁性材料發(fā)展的必然方向。鐵磁/反鐵磁納米多層膜是利用鐵磁層與反鐵磁層之間產(chǎn)生的交換偏置場(chǎng)，通過(guò)改變交換偏置場(chǎng)的大小，增加材料的有效各向異性場(chǎng)，使材料同時(shí)具有適當(dāng)?shù)母飨虍愋詧?chǎng)和高的共振頻率，這類薄膜材料成為軟磁材料研究中的一個(gè)亮點(diǎn)。 本論文中，我們利用射頻磁控濺射方法

2、制備了FeCoSi/MnIr/FeCoSi系列納米多層膜。用X射線衍射研究了樣品的基本結(jié)構(gòu)；用振動(dòng)樣品磁強(qiáng)計(jì)(VSM)研究了樣品的室溫磁性；用帶線法測(cè)量了樣品的高頻磁譜，主要得到了以下結(jié)論： 1.成功制備了以Cu為種子層的FeCoSi/MnIr/FeCoSi系列鐵磁/反鐵磁納米多層膜，薄膜的X射線衍射譜顯示該薄膜中FeCoSi為bcc結(jié)構(gòu)，并且有明顯的擇優(yōu)取向。 2.通過(guò)實(shí)驗(yàn)得到選擇不同種子層對(duì)薄膜樣品的軟磁性能性有較大

3、的影響，Cu做為種子層可以得到較好的軟磁性能易軸矯頑力為24Oe,難軸矯頑力為9Oe，薄膜樣品有明顯的面內(nèi)各向異性Hk=70Oe。 3.通過(guò)對(duì)FeCoSi(t)/MnIr(10nm)/FeCoSi(t)薄膜樣品的宏觀磁性測(cè)量發(fā)現(xiàn)，磁滯回線出現(xiàn)了兩個(gè)不同交換偏置場(chǎng)，主要是由于薄膜樣品的結(jié)構(gòu)中有兩層不同的鐵磁.反鐵磁界面，兩層FM/AFM之間的交換耦合不同所造成。對(duì)于鐵磁層厚度t(FeCoSi)=6nm的樣品，樣品呈現(xiàn)很好的面內(nèi)各向

4、異性，交換場(chǎng)可達(dá)Hex-top=206Oe，Hex-bottom=135Oe。另一方面，隨著鐵磁層厚度的增加，樣品的交換場(chǎng)隨之減小，且Hex正比于1/tFM。 4.對(duì)FeCoSi(t)/MnIr(10nm)/FeCoSi(t)系列多層膜的高頻磁譜測(cè)量發(fā)現(xiàn)，t(FeCoSi)=50nm的磁譜，自然共振頻率在4.7GHz，實(shí)部在2GHz以下保持在167，虛部在18左右，t(FeCoSi)=12.5nm的磁譜自然共振頻率為6.5GHz