TbFeCo磁光薄膜的制備和性能研究.pdf

1、本文采用磁控濺射方法制備了TbFeCo/Si和Ag/TbFeCo/Si系列薄膜并對濺射工藝進行了詳細研究，分析了TbFeCo薄膜的生長機理，還對其光學性質(zhì)、磁性質(zhì)和磁光性質(zhì)進行了研究。同時還用反應(yīng)濺射方法制備了用作保護膜的AlN、SiN薄膜，并對其光學性質(zhì)進行了研究。 首先采用X射線能量色散譜儀(EDS)和掃描電子顯微鏡(SEM)分析了濺射氣壓對TbFeCo薄膜結(jié)構(gòu)和成分的影響，結(jié)果表明，濺射時Ar氣壓強對TbFeCo薄膜的成分

2、有明顯的影響，當濺射氣壓為2.0Pa時，薄膜的成分與靶材成分最為接近。用X射線衍射儀(XRD)和原子力顯微鏡(AFM)分別對TbFeCo/Si和Ag/TbFeCo/Si薄膜的結(jié)構(gòu)和表面形貌進行了分析和表征。XRD和SEM測試的結(jié)果證實磁控濺射制備的TbFeCo/Si和Ag/TbFeCo/Si均是非晶薄膜。 其次采用全自動橢圓偏振光譜儀測量了TbFeCo/Si和Ag/TbFeCo/Si薄膜在光子能量為1.5-4.5eV范圍內(nèi)的橢偏

3、光譜。分析了制備工藝(濺射氣壓、濺射功率和Ar氣流量)和Ag膜厚度對TbFeCo/Si和Ag/TbFeCo/Si薄膜光學性質(zhì)的影響，結(jié)果表明，制備過程的工藝參數(shù)如工作氣壓、濺射功率和Ar氣流量對薄膜的光學性質(zhì)有明顯的影響：介電函數(shù)實部ε1隨濺射氣壓的增加而增加，隨濺射功率的增加先減小再增加，而隨Ar氣流量變化的關(guān)系則較為復雜。介電函數(shù)虛部ε2隨濺射氣壓的增大而減小，隨濺射功率的增加先增大再減小，而與Ar氣流量的關(guān)系則較為復雜。

4、本文中還對Ag/Si、Ag/TbFeCo/Si、TbFeCo/Si薄膜樣品的光譜進行了比較分析，用Drude模型和量子躍遷理論對實驗結(jié)果進行了分析。分析發(fā)現(xiàn)，實驗結(jié)果和Drude模型是吻合的。此外，對AlN和SiN薄膜的光學性質(zhì)測量的結(jié)果表明襯底溫度對AlN的生成是較重要的，而反應(yīng)濺射中活性氣體與工作氣體的比例對產(chǎn)物生成的影響相對較小。 最后對制備的Ag/TbFeCo/Si、TbFeCo/Si和Ag/TbFeCo/K9、TbFe

5、Co/K9系列磁光薄膜的磁光性質(zhì)和磁性質(zhì)分別進行了測量和分析。結(jié)果表明，Ag保護膜厚度對TbFeCo磁光薄膜的磁光性質(zhì)和磁性質(zhì)都會產(chǎn)生影響顯著的影響。當Ag膜較薄時(膜厚小于51nm)，在短波范圍觀察到顯著的Kerr增強效應(yīng)；而當Ag膜較厚時(膜厚大于102nm)，就觀察不到這種短波Kerr增強效應(yīng)了。測量結(jié)果還顯示本研究中制備的TbFeCo薄膜其面內(nèi)磁化曲線或Kerr回線具有良好的矩形比，而垂直于薄膜表面的磁化曲線則退化為一條直線，表