面内各向异性软磁薄膜的磁控溅射制备与表征(2)
2.5 能谱仪（EDS） 12
3 铁磁/反铁磁薄膜样品磁性能分析 13
3.1 Co/FeMn薄膜体系研究 13
3.1.1 薄膜体系制备 13
3.1.2 磁滞回线分析 13
3.2 不同厚度Ta缓冲层对FeCo体系各向异性的研究 15
3.2.1 薄膜体系制备 15
3.2.2 磁滞回线分析 15
3.3 不同Dy掺杂量对FeCo体系各向异性的研究 17
3.3.1 薄膜体系制备 17
3.3.2 能谱分析 17
3.3.3 磁滞回线分析 18
结 论 20
致 谢 21
参考文献 22
1 绪论
1.1 引文
人类发现“磁”现象已经有了上千年的历史，但人类早期对于磁性材料仅仅局限于司南、指南针和磁性材料对铁物质的吸引作用等有限的应用。近代工业革命爆发之后，生产力的不断发展与进步，这促使人们投入巨大的精力不断地探索与应用各种新型磁性材料与技术，特别是由于电子技术的出现和发展，磁学领域得到了迅速发展，各种磁性材料包括块材、带材、膜材，均得到了广泛的应用。
自从研究人员在上个世纪90年代发现巨磁电阻效应(GMR)，磁性材料由此进入了向薄膜化全面发展的时期[1, 2]。磁性薄膜的研究也成为目前新型磁性材料研究中最活跃的领域之一。
随着各种磁性薄膜的发展，薄膜从单纯的金属磁性薄膜，发展到纳米晶薄膜、多层结构薄膜、颗粒膜、非晶薄膜等多种体系，蔚为大观。薄膜的制备的工艺也由传统的冶金工艺发展到了分子束外延生长、激光脉冲沉积镀膜、磁控溅射镀膜等等[3, 4]。利用磁性薄膜所具备的巨霍尔效应、巨磁热效应、磁制冷、巨磁性伸缩、巨磁阻抗等特点以及磁—热、磁—光、磁—力、磁—电等交叉效应给将来的磁性薄膜的发展和研究开拓了新的领域[5-8]。
伴随着集成电路技术的高速发展，所有的电子元器件都在向微型化、集成化方向演变，磁学领域也是如此。科学技术的发展对于磁性薄膜材料的磁学性能需求提出了更高的要求，制备适应于未来发展趋势即：集成化、微型化、高密度化和高频化，同时兼具优异的软磁性能的微波薄膜材料，已经成为磁性材料领域发展的重要内容之一。磁应用技术已经迈进了软磁金属薄膜微波器件的新纪元[9-14]。
1.2 软磁金属薄膜
1.2.1 单层金属薄膜
软磁性单层金属薄膜具有较高的磁导率和饱和磁化强度，较低的矫顽力和铁芯损耗的特点。如被长期应用于磁记录领域FeCrCo薄膜、在元器件中应用广泛的FeCoN薄膜、FeCoAlO薄膜、用于磁光存储领域的TbFeCo薄膜、以及新型的FeGaB薄膜等，都是软磁单层金属薄膜的典型代表。
使用生长薄膜时施加外磁场、真空静磁场退火等特殊的溅射方法，以及其他后续工艺处理也可以增强薄膜的各向异性场，降低薄膜的矫顽力。同时为了提高薄膜的共振频带宽度，还可以利用异种磁性材料形成复相薄膜。论文网
1.2.2 多层复合薄膜
多层复合软磁薄膜是由两种或两种以上的材料按照一定顺序依次镀膜而成的软磁薄膜体系，常见的主要有{FM/N/FM}型与{FM/AFM}型两种。
第一种{FM/N/FM}型有三明治膜、自旋阀型膜（SV）等多种形式，其中FM为铁磁层（Ferromagnetism, FM），N为非磁层可以是非磁金属层或非磁氧化物层（Nonmagnetism, N）。具体形式是使用非磁元素比如金属Cu、氧化物MgO插入两个铁磁层之间，作为多层膜层间的中间层。