各向异性Nd-Ce-Fe-B多层永磁相薄膜的磁性和结构

发布时间：2024-04-10 22:47

　　随着现代科技的不断发展,器件的微型化日益成为人们关注和发展的重要方向之一。稀土永磁薄膜,特别是NdFe B永磁薄膜因其优异的磁性能在磁传感器、超高密度磁存储器及微型机电系统(MEMS)等方面具有广泛的应用前景。本文利用直流磁控溅射技术制备了Nd-Ce-Fe-B单层和多层薄膜。通过工艺改进和微观结构组织调控提高薄膜的磁性能,研究了复合薄膜中具有不同磁晶各向异性常数的硬磁层之间的交换耦合作用,以及Nd-Ce-Fe-B双层薄膜的生长机理。得到了以下结论:1.在Si基片上成功制备出垂直各向异性NdFeB纳米永磁薄膜,其矫顽力超过17 kOe,最大磁能积超过52 MGOe,达到目前国内已有文献报道最大值;同时制备出了具有较好垂直各向异性CeFe B纳米永磁薄膜,发现当薄膜厚度为200nm时所获得的磁性能最佳。2.首次对CeFe B纳米薄膜进行了系统研究,尝试通过添加Nd层提高CeFe B纳米薄膜的磁性能,发现经过退火处理后Nd原子成功进入CeFe B层内部。研究发现室温溅射Nd层较高温溅射Nd层能够更好的提高薄膜的磁性能,这是因为当Nd层为室温溅射时,Nd原子主要是通过沿晶界扩散的方式进入CeF...

【文章页数】：124 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 稀土永磁材料发展历程及研究现状
        1.1.1 稀土永磁材料基本概念
        1.1.2 稀土永磁材料发展历程
        1.1.3 稀土永磁薄膜材料研究现状
    1.2 稀土永磁薄膜磁化反转行为及结构模型
        1.2.1 稀土永磁薄膜材料的磁化反转行为
        1.2.2 纳米复合稀土永磁材料结构的理论模型
        1.2.3 Nd-Fe-B系永磁薄膜
    1.3 本论文的研究意义和主要内容
        1.3.1 研究意义
        1.3.2 主要内容
第二章 实验方法
    2.1 引言
    2.2 合金靶材制备
        2.2.1 稀土合金靶材磁体制备流程
        2.2.2 稀土合金靶材加工及表面处理
    2.3 薄膜样品制备
    2.4 样品表征及分析方法
        2.4.1 磁性能测量
        2.4.2 X-射线衍射(XRD)分析
        2.4.3 扫描电子显微镜(SEM)及能谱分析
        2.4.4 透射电子显微镜(TEM)及能谱分析
        2.4.5 磁力及原子力显微镜
第三章 各向异性永磁纳米薄膜的磁性和结构
    3.1 引言
    3.2 实验方法
    3.3 垂直各向异性NdFeB纳米薄膜的磁性和结构
        3.3.1 基片温度对NdFeB薄膜磁性能的影响
        3.3.2 退火温度和时间对NdFeB纳米薄膜磁性能的影响
    3.4 垂直各向异性CeFeB纳米薄膜的磁性和结构
        3.4.1 磁性层厚度对CeFeB纳米薄膜磁性和磁学行为的影响
        3.4.2 添加Nd层对CeFeB纳米薄膜磁性能和微结构的影响
    3.5 本章小结
第四章 双层永磁相纳米复合永磁薄膜生长机理及磁性
    4.1 引言
    4.2 实验方法
    4.3 双层永磁相纳米复合薄膜生长机理
        4.3.1 各向异性纳米永磁薄膜生长机理
        4.3.2 NdFeB/NdCeFeB双层永磁相纳米复合薄膜磁性及结构
    4.4 NdFeB/CeFeB双层永磁相纳米复合薄膜的磁性及磁粘滞性
        4.4.1 NdFeB/CeFeB双层永磁相纳米复合薄膜的磁性
        4.4.2 NdFeB/CeFeB双层永磁相纳米复合薄膜的磁粘滞性
    4.5 本章小结
第五章 多层永磁相纳米复合永磁薄膜的磁性和结构
    5.1 引言
    5.2 实验方法
    5.3 退火温度对Nd-Ce-Fe-B多层永磁相纳米复合薄膜磁性和结构的影响
    5.4 Ta隔离层厚度对Nd-Ce-Fe-B多层永磁相纳米复合薄膜磁性和结构的影响
    5.5 本章小结
第六章 全文总结
参考文献
攻读博士学位期间学术成果
致谢



本文编号：3950478