在高溅射功率900W下用 RF磁控油射方法制备了厚为 630-780 nm的Fe-Ti-N 薄膜.结果表明: 当膜成分(原子分数, %, 下同)在Fe-3.9Ti-8.8N和Fe-3.3Ti-13.5N范围内, 薄膜由α’和 Ti2N沉淀组成, 磁化强度 4\piMs超过纯铁, 最高可达2.38 T; 而矫顽力Hc下降为 89 A/m1,了可以满足针对1.55 Gb/cm2高存储密度的GMR/ 感应式复合读写磁头中写入磁头的需要. N原子进入α-Fe使α’具有高饱和磁化强度; Ti的加入, 阻止α’ →α+γ’的分解, 稳定了强铁磁性相α’, 是Fe-Ti-N具有高饱和磁化强度的原因. 由于由晶粒度引起的对Hc的影响程度 HcD与晶粒度D有以下关系: HcD∝D6, 晶粒度控制非常重要. N原子进入α-Fe点阵的八面体间隙, 引起极大的畸变, 使晶粒碎化. 提高溅射功率也使晶粒度下降.成本两者共同作用, 能使晶粒度下降到约14 nm, 使Hc下降. 晶界是择优沉淀地点, 在α’晶界上沉淀 Ti2N能起钉扎作用, 阻止晶界迁移, 使纳米晶α’不能长大. 薄膜的结构和Hc的稳定温度不低于520℃.
参考文献
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