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CoFe_2O_4薄膜的制备、表征和磁性能研究

付若鸿  
【摘要】: 钴铁氧体(CoFe2O4)薄膜具有较高的矫顽力、磁化强度、磁晶各向异性、化学稳定性和耐磨损性能,可作为高密度磁记录介质,是目前研究较多的一类垂直磁记录材料。 本论文系统地研究了电化学沉积CoFe2工艺以及采用电化学沉积氧化法制备的CoFe2O4/Cu/Si(100)薄膜的微观结构和磁性能并与射频磁控溅射制备的CoFe2O4/Cu/Si(100)薄膜的微观结构及磁性能进行了比较。 在电化学沉积CoFe2工艺的研究中,详细研究了主盐浓度、糖精浓度、PH值、电流密度、镀液温度对镀层成分和沉积速率的影响规律。得到了电镀CoFe2的最佳工艺条件为:CoSO4·7H2O:7.0g/L、FeSO4·7H2O:13.0g/L、糖精:0.8g/L、PH值:4.0、温度:50℃、电流密度:10mA/cm2。在500℃条件下对所制备的钴铁合金进行氧化处理,成功得到了钴铁氧体薄膜,经过常规退火后,制备的钴铁氧体薄膜具有立方尖晶石结构。薄膜磁性能具有垂直各向异性,其中在700℃退火样品具有最大矫顽力,其垂直于膜面方向矫顽力和平行于膜面方向矫顽力分别为171.6KAm-1和74.8KAm-1,薄膜垂直于膜面方向饱和磁化强度、剩余磁化强度和矩形度分别为310.2KAm-1、218.3KAm-1和0.62,而900℃下退火薄膜具有最大垂直方向矩形度为0.78。 采用磁控溅射技术制备了CoFe2O4/Cu/Si薄膜。经过常规退火处理后的CoFe2O4/Cu/Si(100)薄膜具有立方尖晶石结构,膜中存在较大应力。薄膜磁性能具有高度垂直各向异性。700℃退火薄膜矫顽力达到最大值,其垂直于膜面和平行于膜面方向矫顽力分别为713.5KAm-1和250.3KAm-1,薄膜垂直于膜面方向饱和磁化强度、剩余磁化强度和矩形度分别为388.2KAm-1、275.3KAm-1和0.71,并且在900℃下退火薄膜具有最大垂直于膜面方向矩形度,达0.82,同时薄膜具有高饱和磁化强度和剩余磁化强度。


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