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本论文首次系统研究了掺杂Nb、Ni、Cu对Fe88Zr7B5基软磁合金薄膜材料的巨磁阻抗效应和磁特性的影响;分析研究了不同工艺制备的FeZrB系合金薄膜的微观结构、磁特性和GMI效应;同时还研究了单层膜和Ag夹层三明治膜的巨磁阻抗效应。所有样品均采用射频溅射法制备,得出了一系列重要结论: 1、FeZrBNb单层膜的巨磁阻抗效应 常规方法制备的3.5μm厚的FeZrBNb单层膜在制备态巨磁阻抗效应并不理想,通过退火处理可以使薄膜的软磁性能得到明显改善,200℃退火30min使薄膜样品的矫顽力由0.5kA·m-1降到了0.09kA·m-1,在13MHz的交流频率下,得到了1.8%的纵向阻抗比,加磁场退火要优于自然退火的情况,纵向阻抗比达到了2.6%。 在制备过程中加一横向静磁场可以提高溅射速率,由不加磁场时的0.04nm/s提高到了0.17nm/s。薄膜的阻抗比也有所提高,并且纵向阻抗比在±1.2kA·m-1的外加磁场下出现了双峰现象。 同时薄膜的厚度也是影响FeZrBNb GMI效应的一个重要因素,我们制备了厚度为10.8μm的厚膜,外加交变电流频率为13MHz时,该薄膜在制备态纵向阻抗比达到了2.5%,与厚度为3.5μm的薄膜加磁场退火后的结果相当。 2、FeZrBNi单层膜的磁特性和巨磁阻抗效应 VSM测量表明掺Ni使FeZrB合金薄膜的软磁特性得到了改善,这是因为掺适量的Ni有利于晶粒的细化,提高了FeZrB合金的非晶形成能力,其阻抗效应明显提高。不同的Ni含量对FeZrBNi薄膜的GMI效应也有显著影响,在13MHz,掺Ni量为4%(原子分数)的FeZrBNi薄膜在制备态就得到了10%的纵向阻抗比,而掺Ni量2%的FeZrBNi薄膜经过150℃退火后纵向阻抗比只达到了2.2%。 不同溅射功率对薄膜的阻抗比有较大的影响,我们制备了溅射功率分别为150W、240W、350W的掺4%(原子分数)Ni的FeZrBNi薄膜样品,发现当溅射功率为150W时薄膜的巨磁阻抗效应最佳,获得了10%的最大纵向阻抗比;240W次之,最大纵向阻抗比为4%;350W最差,最大纵向阻抗比仅为2%。