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超高密度磁记录写磁头材料FeCoN薄膜的研究

史文魁  
【摘要】: 高饱和磁化强度的软磁薄膜在写磁头方面和高频微传感器方面都具有很高应用价值,可是到目前为止仍然很少有饱和磁化强度超过2.1T同时矫顽力低于1Oe的软磁薄膜材料。Fe_(65)Co_(35)薄膜饱和磁化强度可达到2.45T。在Fe_(65)Co_(35)薄膜中掺杂N可以有效的降低薄膜矫顽力,不过这样也会降低薄膜饱和磁化强度。本论文主要内容是在有效降低薄膜矫顽力的同时保证高的饱和磁化强度,制备出同时具有高饱和磁化强度和低矫顽力的FeCoN薄膜。在实验过程中得出了以下结论: 1.随着氮分压的升高,FeCoN薄膜晶格膨胀,同时薄膜中的纳米晶和非晶成份增加。 2.随着氮分压的升高,FeCoN薄膜矫顽力变小H_(ce)从最大174Oe降到最小3Oe,H_(ch)从最大170Oe降到最小0.4Oe;饱和磁化强度略有减小,由最大2.45T降低到最小1.15T;电阻率先由112μΩ.cm升高到最大249μΩ.cm,随后缓慢降低至197μΩ.cm。 3.氮分压为10%时的FeCoN薄膜在各方面都具有良好的性能,此时制备的FeCoN薄膜同时存在α-Fe(Co,N)BCC结构、纳米晶和非晶相,薄膜矫顽力H_(ce)=4.5Oe,H_(ch)=1.3Oe,饱和磁化强度Ms=2.02T,各向异性场H_k=90Oe,电阻率p=228μΩ.cm。 4.FeCoN薄膜的应力σ和饱和磁滞伸缩λ_s都随氮分压的增大而减小。但是氮分压为10%的FeCoN薄膜是例外,它有最高的H_k值(90 Oe)和最高的铁磁共振频率f_r值(3.45GHz)。 5.两种不同的溅射方式对FeCoN薄膜结构和磁性能有很大影响,采用斜基片架,氮气通于FeCo靶表面的溅射方式比采用水平基片架,氮气通于基片架下方的方式更优越。


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