稀土nd掺杂feco纳米磁性薄膜的结构和磁性

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1、摘要随着电子设备小型化、高频化的不断发展，应用于电磁器件的高频软磁材料成为一个十分活跃的研究领域。理论和实验表明，CoFe基软磁性薄膜在获得高微波磁导率方面优于其它磁性薄膜，而稀土元素的掺杂可从本质上影响Co基非晶薄膜的复数磁导率特性，稀土元素的适量加入可提高共振频率，提高其高频软磁性能。本文中，我们利用射频磁控共溅射方法，在不同的衬底条件下，通过改变Nd靶溅射功率，制备了一系列Ta／Nd。(FeCo)；m／Ta纳米薄膜。利用X-ray衍射测量了样品的晶体结构，利用原子力显微镜得到了样品的表面形貌；用振动样品磁强计(VSM)和磁力显微镜(MFM)分别研究了样品的静态磁性和磁畴结构；用

2、单端带线法测量了样品的高频磁谱，得到以下结论：一、对于衬底温度加热至300。C制备出的样品，溅射态及热处理后样品均没有面内各向异性，样品的饱和磁化强度随Nd含量的增加而减小，矫顽力随Nd含量的增加而增大。对于Nd。。(FeCo)。，样品，由于旋转各向异性的存在，测得该薄膜的共振频率约为1．5GHz。二、对于衬底不加热的样品：研究了其结构和磁性随Nd含量和真空磁场退火温度(T)的变化关系。X射线衍射研究表明热处理前的薄膜为非晶态，随着T的升高，逐渐析出FeCo纳米晶，随T的进一步升高，FeCo纳米晶粒逐渐变大，而且在薄膜中生成了FeCoNd合金纳米晶。利用振动样品磁强计研究了纳米薄膜的

3、静态磁性，结果表明，饱和磁化强度随着Nd含量的升高而降低。而对Nd含量较低的Nd，。(FeCo)盯样品研究表明由于垂直各向异性的存在，溅射态及热处理后的薄膜样品均没有面内各向异性样品，表现为条纹畴结构。在Nd含量高于13％的样品中，经真空磁场热处理的样品都表现出很好的面内磁各向异性，在Ta／Nd∞(FeCo)舳／Ta样品中获得了易轴矫顽力1．70e，难轴矫顽力为2．50e，各向异性场为102．60e的优异静态磁性，表明在高频领域具有很好的潜在应用前景。摘要AbstractHighfrequencysoftmagneticthinfilmsusedinelectromagneticde

4、vicesareincreasinglybecomingaveryactiveresearchfieldindemandwithminiaturizationandhighfrequencyinelectromagneticdevices．ThetheoreticalandexperimentalresultsshowthattheFe-Cobasedsoftmagneticthinfilmisoneofthebestmaterialsinhighfrequencyapplicationfield．ThehighfrequencysoftmagneticpropertiesofCo-

5、basedamorphousthinfilmscanbeimprovedbytherare—earthelementsdoping．Inthiswork，aseriesofnano-magneticthinfilmsofTa／FeCo-Nd／TawerepreparedbyRFmagnetronsputteringwithdifferentpowerofNdandsubstratetemperature．ThestructureandthesurfaceprofileofthesampleswerecharacterizedbyX-rayDif厅action(XRD)andAtomi

6、cForceMicroscope(AFM)，respectively．Themagneticpropertiesandthedomainstructureofsamplesweresystematicallystudiedbyvibratingsamplemagnetometer(vs～0andMagneticForceMicroscope(MFM)，respectively．Meanwhile，thehigh—frequencycharacteristicsofcomplexpermeabilitywereobtainedbyusingtheshortedmicrostriptra

7、nsmission—lineperturbationmethod．Themaincontentsarebrieflyintroducedasfollows：错误l未找到引用源。．Thethinfilmspreparedwithsubstratetemperatureat3000Chavenonein-planemagneticanisotropy．Thesameresultswereobtainedonannealedfilms．Withincreasin