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电化学法制备FePt薄膜

史世毅  
【摘要】:本文利用脉冲电沉积法,以FeSO_4·7H_2O和H_2PtCl_6·6H_2O作为Fe~(2+)源和Pt~(4+)源,无水N_a2SO_4为导电盐,溶剂为二次去离子水,分别制备出了FePt共沉积薄膜和Fe/Pt多层膜。利用x射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱(EDX)和振动样品磁强计(VSM)对热处理前后的FePt共沉积薄膜和Fe/Pt多层膜微观形貌和磁性能进行了表征。主要研究内容如下: (1)以纯Cu片为基体,在沉积电位在-1V到-6V之间变化的情况下,制备出了FePt共沉积薄膜。电位变的越负,共沉积薄膜中Fe的含量增加,同时Pt的含量相对减少,在-4.7V时制备出了Fe/Pt原子比接近于1:1的共沉积薄膜,而且,从薄膜的表面形貌可知,薄膜的表面颗粒大小与沉积电位有关。-4.7V时的共沉积薄膜表面颗粒较为均匀致密,薄膜表面平整,但薄膜中的O含量也达到最大值,而富Fe的薄膜与富Pt的薄膜中的O含量都很少。将沉积电位-4.7V的FePt共沉积薄膜在550℃氢气气氛中热处理30分钟后,VSM测试结果表明,矫顽力从2.19kA/m增加到了12.5kA/m,饱和磁化强度由408.6kA/m增大到465.3kA/m。 (2)由制备FePt共沉积薄膜的结果可知,富Fe层沉积电位选择-4V,-5V,-6V,富Pt层沉积电位选择-2V,-3V,-4V,然后使富Fe层和富Pt层交替沉积制备出Fe/Pt多层膜。本文研究了沉积电位,沉积时间,沉积基体等Fe/Pt多层膜制备中的影响因素。结果表明:在固定富Pt层沉积电位,只变换富Fe层沉积电位或固定富Fe层沉积电位,只变换富Pt层沉积电位时,由于电流密度的不同,薄膜的表面形貌都有较明显的差别。组分上显示出一定的规律性,对组分较理想的Fe/Pt多层膜在550°C纯氢气气氛中热处理30min,发现薄膜中的O被还原,主要成分Fe和Pt的含量都有不同程度的增加,表面颗粒长大,矫顽力与饱和磁化强度都大幅提高。 固定沉积电位,SEM断层显示Fe/Pt多层膜(t-2V=12min,t-6V=8min,循环2周期)有清晰的层状结构,对比其他沉积时间所得的薄膜,该Fe/Pt多层膜表面颗粒较细小,表面致密。以导电玻璃与纯Cu片做基体的对比中看出,薄膜在导电玻璃上的附着力较差,薄膜不致密。


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