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磁记录薄膜的微结构和磁特性的研究,是磁学领域的研究热点。该课题的研究既有实际应用价值,又有理论意义。本文实验研究了液相外延石榴石磁泡薄膜中硬磁畴的一些行为。利用对靶磁控溅射法制备了一系列C/Co/C、CoCrPt/Ag、FePt/Ti等铁磁性纳米颗粒膜,并利用VSM、PPMS、SPM和XRD等对材料的磁特性和微结构进行了研究。取得的主要研究结果如下:
⑴研究了立方各向异性对硬磁畴畴壁中VBL消失的临界面内场的影响,发现临界面内场随晶向周期性变化,而且与条畴消失场的变化相反。该变化具有六重对称性。证明了立方各向异性对于临界面内场的影响仅为一小量。通过转动面内场对于硬磁畴的影响揭示了面内场作用下非压缩硬磁畴畴壁中VBL的消失存在一个最易方向。
⑵证明了三类硬磁畴畴壁中相邻VBL间的平衡间距随温度的升高而变大。为解决VBL的温度稳定性问题提供了重要的线索。
⑶用对靶磁控溅射法制备了类三明治结构C/Co/C纳米颗粒膜。发现磁性层厚度和退火对其微结构和磁特性有重要影响。磁性层厚度为20 nm时,矫顽力达到峰值。400℃退火后的晶粒多数呈六角密排结构,平均颗粒尺寸为10 nm。
⑷用磁控溅射设备制备了CoCrPt(25 nm)/Ag(t nm)系列薄膜和[CoCrPt(2.5 nm)/Ag(t nm)]10/Ag(20 nm)多层膜。对其磁性与Ag层厚度之间的关系进行了研究,发现Ag层厚度对其微结构和磁特性有重要影响。多层膜改善了样品的磁性能,使得样品具有垂直各向异性,矫顽力达到了3700 Oe。
⑸用直流对靶磁控溅射设备在玻璃基片上制备了FePt/Ti颗粒膜,发现Ti层厚度和退火温度对FePt/Ti颗粒膜的微结构和磁特性有很大影响。当Ti层厚度为1nm时,在600℃退火后,样品矫顽力达到最大值12 kOe,此时颗粒分布细化而均匀,磁畴尺寸最小,出现了高度有序的L10结构的FePt。由于Ti的影响,样品在较低温度下仍然有较高的矫顽力存在,XRD分析指出这可能归因于形成了FePtTi三元合金之故。