Fe 75 Zr 25 /Cu 64 Zr 36 非晶多层膜的制备及其界面扩散对磁性的调控研究
发布时间：2021-05-21 19:49
非晶合金中原子的扩散对于改变非晶的结构,进而改变非晶的性能具有重要作用,而多层膜结构的非晶合金是研究原子扩散的重要方式。铁铜原子具有正的混合热,自然状态下很难形成合金,而非晶材料相对于晶体材料,处于亚稳定状态,非晶态的铁和铜原子具备较高的自由能,将有可能发生扩散,这将引起材料结构的改变,并对材料的性能带来影响。Cu-Zr、Fe-Zr具备优秀的非晶形成能力,而且Cu-Zr所具备的超高强度、良好的延展性、较好的抗拉强度等,Fe-Zr非晶体系所具备的超导性、铁磁性、自旋玻璃、反铁磁性等都是当前研究的热点。实验采用磁控溅射系统来制备Cu-Zr、Fe-Zr样品,通过X射线衍射（XRD）,透射电镜（TEM）,差示扫描量热仪（DSC）对非晶形成能力进行分析。通过扫描电镜来观察表面形貌,测定薄膜厚度。FIB/SEM设备来制备TEM样品、三维原子探针（APT）样品,以及对样品的表面形貌分析。通过综合物性测量系统（PPMS）测试薄膜磁学性能。实验主要研究结果:（1）通过磁控溅射设备,制备了 Cu64Zr36非晶薄膜、Fe75Zr2...
【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 非晶合金的研究现状
1.2 非晶态合金的结构特点
1.3 非晶形成机制和经验规律
1.3.1 非晶形成理论
1.3.2 关于二元非晶态合金形成的经验规则
1.4 非晶合金的制备方法
1.4.1 电镀法
1.4.2 喷铸—吸铸技术
1.4.3 甩带法
1.4.4 粉末固结法
1.4.5 惰性气体冷凝法
1.4.6 磁控溅射法
1.5 多层膜结构的非晶薄膜研究
1.5.1 非晶多层膜的研究意义
1.5.2 非晶多层膜的纳米结构
1.5.3 多层膜中原子的互扩散
1.5.5 不相容原子的互扩散
1.6 本文的选题意义及研究内容
2 材料制备与检测方法
2.1 实验材料的选择
2.1.1 靶材
2.1.2 基片
2.1.3 气体
2.2 磁控溅射制备方法
2.3 分析与检测方法
2.3.1 扫描电镜分析
2.3.2 FIB/SEM
2.3.3 X射线衍射分析
2.3.4 DSC热力学分析
2.3.5 XPS分析
2.3.6 透射电镜分析
2.3.7 三维原子探针分析
2.3.8 综合物性测量系统
2.4 实验主要过程
3 CuZr与FeZr的非晶形成能力探究
3.1 CuZr的非晶形成能力探究
3.1.1 样品制备
3.1.2 扫描电镜形貌分析
3.1.3 DSC热力学分析
3.2 FeZr的非晶形成能力探究
3.2.1 X射线衍射分析
3.2.2 薄膜的生长速率分析
3.2.3 DSC热力学分析
3.3 本章小结
4 Fe_(75)Zr_(25)/Cu_(64)Zr_(36)的界面扩散探究
4.1 实验过程
4.2 X射线衍射分析
4.3 扫描电镜分析
4.4 TEM分析
4.4.1 TEM样品的制备
4.4.2 TEM结果分析
4.5 STEM-EDS分析
4.6 APT分析
4.6.1 APT样品的制备
4.6.2 APT结果分析
4.7 本章小结
5 Fe_(75)Zr_(25)/Cu_(64)Zr_(36)体系多层膜磁性探究
5.1 Fe_(75)Zr_(25)单层膜的磁性探究
5.1.1 XPS分析
5.1.2 磁性分析
5.2 Fe_(75)Zr_(25)/Cu_(64)Zr_(36)多层膜体系磁性研究
5.2.1 多层膜的样品制备
5.2.2 多层膜的M-H研究
5.2.3 多层膜的FC-ZFC研究
5.2.4 多层膜的M-T研究
5.2.5 10nm厚度的Fe_(75)Zr_(25)/Cu_(64)Zr_(36)多层膜的M-H研究
5.3 Fe_(75)Zr_(25)/Cu多层膜体系磁性探究
5.3.1 多层膜的M-H研究
5.3.2 Fe_(75)Zr_(25)/Cu与Fe_(75)Zr_(25)/Cu_(64)Zr_(36)多层膜的ZFC-FC对比研究
5.4 本章小结
6 结论
致谢
参考文献
附录
【参考文献】：
期刊论文
[1]非晶态物质的本质和特性[J]. 汪卫华. 物理学进展. 2013(05)
[2]聚焦离子束技术制备与样品表面平行的TEM样品[J]. 王雪丽,张伟,贾志宏,刘庆. 电子显微学报. 2013(05)
[3]纳米金属Ni的饱和磁化强度和居里温度的尺寸依赖效应[J]. 李平云,操振华,陆海鸣,孟祥康. 南京大学学报(自然科学版). 2009(02)
[4]三维原子探针及其在材料科学研究中的应用[J]. 周邦新,刘文庆. 材料科学与工艺. 2007(03)
[5]现代X光电子能谱（XPS）分析技术[J]. 吴正龙,刘洁. 现代仪器. 2006(01)
[6]化学键参数和原子半径差与BMG合金的GFA关系[J]. 蔡安辉,潘冶,孙国雄. 中国工程科学. 2004(07)
[7]不透明玻璃显现出的曙光——块体金属玻璃的发现与应用[J]. 潘明祥,汪卫华. 物理. 2002(07)
本文编号：3200278
【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 非晶合金的研究现状
1.2 非晶态合金的结构特点
1.3 非晶形成机制和经验规律
1.3.1 非晶形成理论
1.3.2 关于二元非晶态合金形成的经验规则
1.4 非晶合金的制备方法
1.4.1 电镀法
1.4.2 喷铸—吸铸技术
1.4.3 甩带法
1.4.4 粉末固结法
1.4.5 惰性气体冷凝法
1.4.6 磁控溅射法
1.5 多层膜结构的非晶薄膜研究
1.5.1 非晶多层膜的研究意义
1.5.2 非晶多层膜的纳米结构
1.5.3 多层膜中原子的互扩散
1.5.5 不相容原子的互扩散
1.6 本文的选题意义及研究内容
2 材料制备与检测方法
2.1 实验材料的选择
2.1.1 靶材
2.1.2 基片
2.1.3 气体
2.2 磁控溅射制备方法
2.3 分析与检测方法
2.3.1 扫描电镜分析
2.3.2 FIB/SEM
2.3.3 X射线衍射分析
2.3.4 DSC热力学分析
2.3.5 XPS分析
2.3.6 透射电镜分析
2.3.7 三维原子探针分析
2.3.8 综合物性测量系统
2.4 实验主要过程
3 CuZr与FeZr的非晶形成能力探究
3.1 CuZr的非晶形成能力探究
3.1.1 样品制备
3.1.2 扫描电镜形貌分析
3.1.3 DSC热力学分析
3.2 FeZr的非晶形成能力探究
3.2.1 X射线衍射分析
3.2.2 薄膜的生长速率分析
3.2.3 DSC热力学分析
3.3 本章小结
4 Fe_(75)Zr_(25)/Cu_(64)Zr_(36)的界面扩散探究
4.1 实验过程
4.2 X射线衍射分析
4.3 扫描电镜分析
4.4 TEM分析
4.4.1 TEM样品的制备
4.4.2 TEM结果分析
4.5 STEM-EDS分析
4.6 APT分析
4.6.1 APT样品的制备
4.6.2 APT结果分析
4.7 本章小结
5 Fe_(75)Zr_(25)/Cu_(64)Zr_(36)体系多层膜磁性探究
5.1 Fe_(75)Zr_(25)单层膜的磁性探究
5.1.1 XPS分析
5.1.2 磁性分析
5.2 Fe_(75)Zr_(25)/Cu_(64)Zr_(36)多层膜体系磁性研究
5.2.1 多层膜的样品制备
5.2.2 多层膜的M-H研究
5.2.3 多层膜的FC-ZFC研究
5.2.4 多层膜的M-T研究
5.2.5 10nm厚度的Fe_(75)Zr_(25)/Cu_(64)Zr_(36)多层膜的M-H研究
5.3 Fe_(75)Zr_(25)/Cu多层膜体系磁性探究
5.3.1 多层膜的M-H研究
5.3.2 Fe_(75)Zr_(25)/Cu与Fe_(75)Zr_(25)/Cu_(64)Zr_(36)多层膜的ZFC-FC对比研究
5.4 本章小结
6 结论
致谢
参考文献
附录
【参考文献】：
期刊论文
[1]非晶态物质的本质和特性[J]. 汪卫华. 物理学进展. 2013(05)
[2]聚焦离子束技术制备与样品表面平行的TEM样品[J]. 王雪丽,张伟,贾志宏,刘庆. 电子显微学报. 2013(05)
[3]纳米金属Ni的饱和磁化强度和居里温度的尺寸依赖效应[J]. 李平云,操振华,陆海鸣,孟祥康. 南京大学学报(自然科学版). 2009(02)
[4]三维原子探针及其在材料科学研究中的应用[J]. 周邦新,刘文庆. 材料科学与工艺. 2007(03)
[5]现代X光电子能谱（XPS）分析技术[J]. 吴正龙,刘洁. 现代仪器. 2006(01)
[6]化学键参数和原子半径差与BMG合金的GFA关系[J]. 蔡安辉,潘冶,孙国雄. 中国工程科学. 2004(07)
[7]不透明玻璃显现出的曙光——块体金属玻璃的发现与应用[J]. 潘明祥,汪卫华. 物理. 2002(07)
本文编号：3200278
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