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磁性纳米膜的生长动力学模拟和磁性能计算分析，有助于提高磁性薄膜设计水平。
本文从纳米磁性薄膜在微波段的应用需求出发，围绕物理法制膜（干法）和化学工艺制膜（湿法）的特点和要求，开展理论和实验研究。选用Co、Fe 基磁性原子形成的几种晶格结构构成的颗粒膜，作为二维和三维生长模型的研究对象；借助计算机的强大计算模拟功能，分别对面心立方（fcc）、体心立方(bcc)和六角密堆(hcp)结构，采用蒙特卡罗（Monte Carlo 简称MC）方法进行计算研究。本文的主要研究工作和理论、实验研究结果，概括为如下几方面内容：
首先，根据Co、Fe 磁性粒子的特点，建立适合bcc、fcc、hcp 结构的数学模型。
研究了bcc、fcc、hcp 晶格结构形核机理、岛尺寸的分布规律以及磁性粒子在这三种晶格中理想表面的扩散和有缺陷位的扩散机制。采用受限扩散聚集(DLA ：diffusion-limited aggregation)模型研究了bcc、fcc、hcp 晶格结构的磁性薄膜生长情况。
研究表明：粒子在二维生长时限制生长粒子的步数，即随机给定生长粒子的能量时，当步数少时表现出粒子的扩散能力低，薄膜表现为分散生长；若步数多且粒子的投入量多时，薄膜则呈分形生长。
其次通过研究理想表面的扩散和对分形不规则表面的模拟可发现：(1)表面扩散系数不仅与表面浓度和表面扩散时间有关，而且还与表面的几何形貌有关；(2)当表面浓度不太大时，扩散系数可以看做是随表面覆盖度线性增加的。
第三，根据Co、Fe 基磁性薄膜的的各晶格结构特点，建立了相应的二维和三维蒙特卡洛模型，研究了核的生长与温度变化的关系，核的生长与蒸发的关系，核的形成与岛的变化关系以及岛尺度的标度理论。结果表明在理想情况下，(1)在衬底蒸发或溅射0.40 ML 粒子时，单位晶格面积上会出现团、岛的数目极大值。(2)大约在0.50 ML时出现第三层，蒸发或溅射满1ML 的粒子，就可能会出现第五层。表明蒸发或溅射薄膜的厚度，一般情况下是不太均匀的。(3)大约在溅射0.70 ML 粒子之后，溅射的粒子都会成团，几乎不可能成为孤立粒子。（4）当迁移运动中不考虑蒸发过程时，与单纯碰撞过程相比，参与成核粒子的数目增加，有利于提高成膜速率，单位面积上晶核数目，成岛数目均提高；并且由于迁移过程使得在沉积一层粒子时层高有所降低，增加了膜的均匀性。（5）当入射粒子沉积到基片表面上，若基片温度高蒸发几率就大，已沉积下来的粒子返回膜外空间的机率就大，留下参与成膜的粒子减少。随着蒸发几率增大，团簇的数目减少，团簇平均尺寸却普遍增大，层数也降低。
第四，建立DLA 模型，主要研究bcc,fcc,hcp 结构的薄膜生长过程中的形核规律，核生长与温度的变化关系。研究结果表明：（1）聚集集团在生长过程中，随着粒子行走步长的增加，其屏蔽效应减弱，集团的致密度增加。（2）低温下粒子在基底上的迁移率很小,只能凝结成很小的岛；当温度升高后,粒子在基底上的迁移率变大,凝结成更大岛的机会增多,岛的平均尺寸也变大。（3）随基底温度的升高,生长情况有很大变化,当基底温度低时,从岛的分散或分形生长形状上几乎看不出与基底形貌有任何关系。但当基底温度很高时,岛的凝聚生长形状与基底形貌有很大关系。（4）当基底温度较低时,随粒子入射能量的增长,岛的生长形貌也经历了一个从分散、分形到凝聚生长的变化过程；岛的平均尺寸也逐渐变大。
第五，在复杂的多变量系统中，用一元和多元回归分析法去确定了化学镀CoFeB沉积速率的动力学方程。可以预报、估计和检验薄膜的制备质量，通过线性回归分析法优化了实验方案，可以确定化学镀CoFeB 的最佳配方。由化学镀最佳配方制备的CoFeB 薄膜，具有较高的饱和磁化强度，适当高的磁各向异性场和良好的高频性能。
最后，在上述研究基础上，研究了颗粒膜的磁性能。用蒙特卡罗方法计算模拟了CoFe 颗粒膜的磁滞回线。结果显示，对于平均直径为3nm 的六方密堆Co 纳米颗粒，表现出超顺磁特性：在低温下显示高的矫顽力，高于截止温度时为零剩磁和零矫顽力。
本文采用计算机模拟技术对纳米磁性膜的生长机理开展了较深入的理论探讨，为制备可应用于微波高频下的新型纳米磁性薄膜具有一定指导作用。