柔性NiFe薄膜和NiFe/IrMn交换偏置异质结的形貌与磁性研究

发布时间：2021-03-08 13:35

　　可拉伸电子器件具有伸缩性、可穿戴、低成本制造等优点,并在信息、医疗、能源等领域具有重要的应用前景,因而近年来引起了人们的广泛关注。可拉伸磁电子器件是指以高分子弹性材料作为衬底,在其上制备出的功能化薄膜的磁电子器件。具有表面周期结构的柔性磁性薄膜有着不同于平整刚性磁性薄膜的性质,可以通过薄膜厚度、衬底预应变等方法来调控柔性薄膜的表面形貌,进而调控薄膜的磁性能。柔性薄膜表面周期结构的形成原因是由于弹性的高分子衬底与金属薄膜之间巨大的杨氏模量差距,故生长在预应变的弹性衬底上的金属薄膜在释放预应变后,其界面的力学失稳通常会导致表面周期性褶皱结构。研究在弹性聚合物基底上具有不同褶皱结构的磁性薄膜的磁性能,这对开发可拉伸的磁电子器件提供有意义的研究基础。人们已经发现在单轴预应变弹性衬底上沉积磁性薄膜,可以诱导出面内的单轴磁各向异性。但是,关于双轴预应变弹性衬底上生长的金属磁性薄膜的表面形貌及其磁性能研究尚未有研究。基于上述背景,本论文围绕不同预应变方式对磁性单层薄膜和交换偏置异质结的磁性调控,开展了薄膜制备、形貌分析和磁性探讨等方面的研究工作,取得了一些研究进展。主要研究工作可概括如下:首先,我们... 

【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院宁波材料技术与工程研究所)浙江省

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

可拉伸电子器件Figure1.1Familyofstretchableelectronicdevices

柔性 NiFe 薄膜和 NiFe/IrMn 交换偏置异质结的形貌与磁性研究向磁化样品时，所需的能量也是不同的，因此将这种由样品形状造成的能量差异称作形状各向异性。在磁性薄膜体系中，由表面形貌所引起的形状各向异性可以在薄膜材料磁各向异性中占主导作用。如图 1.2 所示，BubendorffJL 等人在 Si(111)衬底上采用倾斜溅射沉积不同厚度的 Fe 薄膜；并发现倾斜溅射能改变沉积薄膜的表面形貌结构，这种结构导致 Fe 薄膜表现出单轴磁各向异性，且易磁化方向沿着条纹方向，即表面形状各向异性的贡献起主导作用[21]。

下面介绍一下几种常见的调控方法：.1 磁场退火调控磁场退火是形成单轴磁各向异性的一种常用方法[22-26]。磁场退火的优点退火过程中不需要施加高压载荷，从而使此过程适用于薄层压板。与应要夹具相比，这一优点简化了在磁场退火炉中保持试样的装置。我们可意图来理解初始磁畴结构和外加磁场方向应变依赖关系。如图 1.3 所的初始状态为水平方向排列，在竖直方向上施加应变，对于水平方向上εH⊥），应变为零；而对于竖直方向上施加磁场（εH∥）是正应变[26]。当始状态为竖直方向排列，在竖直方向上施加应变，对于竖直方向上施加），应变为零；而对于水平方向上施加磁场（εH⊥）是正应变。然而，当始状态不是全部平行或垂直于外加磁场方向时，正、负应变都会引入到。


本文编号：3071134