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纳米磁性薄膜中磁畴的磁力显微镜研究

陈琨  
【摘要】:磁畴结构及其运动规律直接决定了磁性材料的物理性质和应用方向,纳米尺度的磁畴检测是进行磁性薄膜研究的前提条件。传统的检测技术如粉纹法、磁光效应法、透射电镜显微术、光学电子显微镜以及X 射线形貌学法等存在制样复杂、分辨率低以及需要高真空环境等缺点,不能满足当前工作的需要。在原子力显微镜(AFM)基础上发展起来的磁力显微镜(MFM)由于具有高分辨率,样品无需特殊制备的特点,能有效的克服传统检测手段的不足,对磁性物理研究和磁性材料的发展有重要意义,被广泛应用到各种磁性材料的磁结构研究中。 本文利用磁力显微镜研究纳米尺度磁畴的检测方法。探讨了磁力显微镜的成像原理,在实验中研究了针尖磁化方向、仪器参数、工作气氛、样品平整度以及针尖杂散场等因素对磁畴成像的影响;针对磁力像和形貌像相互干扰的现象,通过理论分析和实验手段研究了产生的机理和消除干扰的方法。本部分的工作为研究纳米软磁薄膜的磁畴结构打下了基础,提供了有效的研究手段。 利用磁力显微镜对制备态TbFe 软磁薄膜的磁畴结构进行了研究,考察了薄膜厚度对TbFe 薄膜磁畴结构的影响,发现随厚度的增加,薄膜磁畴结构由水平畴转变为垂直畴,并随厚度的增加,磁畴的尺寸增大。研究了倾斜溅射工艺对薄膜磁性能的影响,观察到随溅射夹角的增加,薄膜易磁化轴方向转向于平行膜面方向。 对纳米级菱形NiFe 磁性薄膜阵列的磁畴进行了观测,发现了新的磁畴结构,进行了初步分析。


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