Nd含量对磁控溅射Si（111）/Cr/Nd-Co/Cr薄膜结构与磁性的影响
来源期刊：金属学报2019年第10期
论文作者：何贤美 童六牛 高成 王毅超
文章页码：1349 - 1358
关键词：磁性薄膜;垂直磁各向异性;稀土-过渡族金属合金;NdCo5金属间化合物;条纹磁畴;
摘 要：采用磁控溅射技术制备了系列Si（111）/Cr（10 nm）/NdCox（400 nm）/Cr（10 nm）薄膜,其中,Co/Nd原子比x=2.5～7.2。利用XRD、SEM、AFM/MFM、VSM等手段研究了Nd含量对制备态薄膜垂直磁各向异性（PMA）与磁畴结构及退火态薄膜相结构与磁性的影响规律。结果表明,随着Nd含量的变化,制备态Nd-Co薄膜的垂直磁各向异性能Ku在x=5.2附近存在一个较宽的峰,峰值处Ku=（80±5） kJ/m3。MFM图像的相移均方根偏差（Δφrms）在临界成分x=5.2处也存在最大值,其成分依赖关系与Ku-x的变化趋势一致。薄膜应力诱导的磁弹各向异性是导致溅射Nd-Co非晶薄膜PMA的主要原因。经过在600℃真空快速退火后,所有薄膜均析出了Nd2Co17、NdCo2、Nd4Co3等金属间化合物,而NdCo5±x相纳米晶只在Nd过量（至少4%,原子分数）的x=2.5和3.8薄膜中才被观测到,同时还伴随着Nd2Co7共生相的析出。室温磁性测试结果表明,NdCo5±x和Nd2Co7相纳米晶的析出,导致x=2.5和3.8薄膜面内矫顽力（分别为Hc-in=54和51 kA/m）显著增强;而x≥4.4样品的面内矫顽力保持在低值（Hc-in=4～8 kA/m）范围内。
何贤美1，童六牛2，高成2，王毅超2
1. 安徽工业大学数理科学与工程学院2. 安徽工业大学材料科学与工程学院
摘 要：采用磁控溅射技术制备了系列Si（111）/Cr（10 nm）/NdCox（400 nm）/Cr（10 nm）薄膜,其中,Co/Nd原子比x=2.5～7.2。利用XRD、SEM、AFM/MFM、VSM等手段研究了Nd含量对制备态薄膜垂直磁各向异性（PMA）与磁畴结构及退火态薄膜相结构与磁性的影响规律。结果表明,随着Nd含量的变化,制备态Nd-Co薄膜的垂直磁各向异性能Ku在x=5.2附近存在一个较宽的峰,峰值处Ku=（80±5） kJ/m3。MFM图像的相移均方根偏差（Δφrms）在临界成分x=5.2处也存在最大值,其成分依赖关系与Ku-x的变化趋势一致。薄膜应力诱导的磁弹各向异性是导致溅射Nd-Co非晶薄膜PMA的主要原因。经过在600℃真空快速退火后,所有薄膜均析出了Nd2Co17、NdCo2、Nd4Co3等金属间化合物,而NdCo5±x相纳米晶只在Nd过量（至少4%,原子分数）的x=2.5和3.8薄膜中才被观测到,同时还伴随着Nd2Co7共生相的析出。室温磁性测试结果表明,NdCo5±x和Nd2Co7相纳米晶的析出,导致x=2.5和3.8薄膜面内矫顽力（分别为Hc-in=54和51 kA/m）显著增强;而x≥4.4样品的面内矫顽力保持在低值（Hc-in=4～8 kA/m）范围内。
关键词：磁性薄膜;垂直磁各向异性;稀土-过渡族金属合金;NdCo5金属间化合物;条纹磁畴;
