童六牛
,
高成
,
何贤美
,
李婷婷
,
邓朋
稀有金属
doi:10.13373/j.cnki.cjrm.2015.04.005
采用射频(RF)磁控溅射方法,在2种基底温度(TS =25,310℃)的基片上制备了结构为Si(111)/NdFeCo(610 nm)/Cr(10 nm)的薄膜样品,溅射氩气压保持在pAr=0.1 Pa.采用X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电镜(FE-SEM)、振动样品磁强计(VSM)、原子力显微镜(AFM)和磁力显微镜(MFM)等实验技术,研究了一步和三步快速退火(RTA-Ⅰ和RTA-Ⅱ)工艺对两种薄膜微结构和磁性的影响.结果显示,室温基底上沉积的样品呈非晶态,磁畴为面内磁畴结构;而加热基底上制备的样品则析出了Nd2 Fe17和Nd6 Fe13 Si纳米晶,垂直磁各向异性(PMA)反常增强,垂直磁各向异性能为K⊥=1.18×105 J·m-3,磁畴为平行条纹畴.在TA =500℃经过RTA-Ⅰ/-Ⅱ工艺后,基底加热样品析出的Nd2 Fe17和Nd6Fe13Si纳米晶继续长大,磁畴由条纹畴转变为磁斑畴.而室温基底上制备的薄膜经RTA-Ⅰ/-Ⅱ退火后则没有观察到界面硅化物,却发现结晶出的FeCo和Nd2 Fe15 Co2纳米晶粒大小和取向敏感地依赖于退火工艺.即一步快速退火工艺有利于析出(111)织构的Nd2 Fe15 Co2纳米晶,而三步快速退火工艺则易于诱导出(200)织构的FeCo纳米晶.实验结果表明,基底加热薄膜中析出的Nd2 Fe17纳米晶与Nd6 Fe13 Si界面硅化物的热膨胀特性正好相反,由此产生的残余内应力与磁弹各向异性,是导致基底加热薄膜PMA反常增强的主要原因.
关键词:
NdFeCo薄膜
,
垂直磁各向异性
,
磁畴
,
快速退火热处理
张勤勇
,
蒋书文
,
李言荣
材料导报
采用射频溅射法在Si(111)基片上制备了(Ba,Sr)TiO3(BST)薄膜,并对制备的薄膜进行了快速退火热处理.采用X射线衍射和原子力显微镜分析了退火温度、退火时间和加热速度对BST薄膜晶化行为的影响.研究结果表明,BST薄膜的晶化行为强烈依赖于退火温度、退火时间和加热速度.BST薄膜的结晶度随退火温度的升高而提高.适当的热处理可降低BST薄膜的表面粗糙度,BST薄膜的表面粗糙度随退火温度的升高经历了一个先降低后增大的过程,但退火后BST薄膜的表面粗糙度都小于制备态薄膜的表面粗糙度.BST薄膜的晶粒尺寸随退火温度的升高经历了一个先增大后减小的过程.随退火时间的延长,BST薄膜的特征衍射峰越来越强,薄膜的晶化程度越来越高.随退火时问的延长,BST薄膜的晶粒尺寸和表面粗糙度也经历了一个先增大后减小的过程.BST薄膜的晶粒大小主要由退火温度决定.高的升温速率可获得较小的晶粒.
关键词:
(Ba
,
Sr)TiO3薄膜
,
晶化
,
快速退火热处理
,
XRD
,
AFM
