论文部分内容阅读
Sm(Co,Cu,Fe,Zr)Z薄膜由于具有优异的永磁性能受到了人们的广泛关注。本文从理论上研究了Sm(Co,Cu,Fe,Zr)Z薄膜的矫顽力机制,实验中研究了制备工艺对矫顽力的影响。本文首先建立了Sm(Co,Cu,Fe,Zr)Z薄膜畴壁钉扎的二维微磁学模型,研究了胞壁相的厚度和磁晶各向异性常数对畴壁钉扎的影响。计算结果表明,随着胞壁相厚度的增加,薄膜的钉扎场先增加后降低,这说明胞壁相厚度与畴壁宽度相当时才会获得较大的钉扎。而较低的胞壁相磁晶各向异性常数K1,则有助于获得高的钉扎场。实验中,利用磁控溅射方法制备了Sm(Co,Cu,Fe,Zr)Z薄膜,并在高真空下退火热处理。研究了溅射气压对薄膜成分的影响。系统研究了常规退火热处理和两级退火热处理对Sm(Co,Cu,Fe,Zr)Z薄膜微结构和磁性能的影响。结果表明,在低于700℃的温度退火时,主要是SmCo5永磁相析出,而在高于700℃的温度退火时,薄膜中同时有SmCo5和Sm2Co17永磁相析出。退火温度显著影响到薄膜的织构,当在较低的温度下退火时,薄膜永磁相C轴趋向于垂直膜面,从而薄膜面内矫顽力较低。随着退火温度的升高,薄膜永磁相C轴趋向于平行膜面,从而薄膜面内矫顽力较高。而合适的两级退火热处理能使SmCo5和Sm2Co17永磁相充分析出,并形成一定的择优取向,从而可以显著提高薄膜的矫顽力。本论文获得的最佳退火工艺条件为:950℃保温60min后自然冷却到850℃保温60min。最后本文还研究了Cr缓冲层﹑Sm(Co,Cu,Fe,Zr)z薄膜的膜厚对薄膜矫顽力的影响。发现当Cr缓冲层厚度为120nm时,薄膜的矫顽力最高。而最优的Sm(Co,Cu,Fe,Zr)Z薄膜厚度为250nm。