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用旋转喷涂法制备的尖晶石薄膜的结构与磁性研究

作　者: 王学文
导　师: 李发伸
学　校: 兰州大学
专　业: 凝聚态物理
关键词: 喷涂法 钴铁氧体 铁氧体薄膜 喷涂装置 磁性研究 薄膜制备 尖晶石结构 制备过程 自行设计 薄膜变压器
分类号: O484.43
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 77次
引　用: 2次
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内容摘要


电子元器件的小型化,集成化,需要大量的磁性薄膜材料。薄膜磁记录介质、磁盘、薄膜型磁头、薄膜变压器及薄膜电感器等的研究十分活跃。在常用的铁氧体薄膜制备中,材料晶化需要在高温下进行,这对基片的耐温性提出了较高的要求,给铁氧体薄膜在一些耐热性较差的基底材料如聚脂膜、聚合物颗粒、GaAs集成电路等非耐热基体上进行沉积带来了很大的困难,从而使基片材料的选择受到很大的限制。 本文通过自行设计的旋转喷涂装置,采用旋转喷涂法在低温下（<100℃）制备了钴铁氧体薄膜。尽管是在低温下制备,但是铁氧体薄膜的磁性不逊于高温下所制备的。我们对于整个制备过程进行了分析,研究了不同制备条件和它对所制备的钴铁氧体薄膜结构和性能的影响。其中包括: 1.我们自行设计和加工了旋转喷涂装置。通过对于整个反应过程的分析,我们把旋转喷涂装置分为三个重要部分:旋转部分、温度控制部分、喷雾部分。 2.研究了旋转喷涂法制备钴铁氧体薄膜的工艺和条件;对于钴铁氧体薄膜的制备过程,我们进行了讨论和摸索,得到钴铁氧体薄膜的最佳制备温度是在90℃左右,我们在90℃的反应温度下得到了结晶完全、纯相的尖晶石结构的钴铁氧体薄膜。另外,我们研究了旋转平台对钴铁氧体薄膜制备和磁性的影响。得出在150rpm左右是制备钴铁氧体的最佳转速。 3.通过的穆斯堡尔谱结果的分析,我们得到了薄膜的磁矩分布。我们发现薄膜的磁矩与薄膜的法线的夹角为35℃。 4.利用旋转喷涂装置,我们还制备了Fe3O4、MnZn铁氧体和NiZn铁氧体薄膜。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-7
目录  7-10
第一章 引言  10-21
  1.1 薄膜材料的综述  10-12
    1.1.1 铁氧体薄膜材料的应用  10
    1.1.2 薄膜制备方法简介  10-12
  1.2 尖晶石型铁氧体的基本特性  12-18
    1.2.1 尖晶石的晶体结构和阳离子分布  12-14
    1.2.2 尖晶石的磁结构及磁性来源  14-16
    1.2.3 磁化曲线与磁滞回线  16-18
  1.3 本论文工作的背景  18-19
  参考文献  19-21
第二章 测量仪器与样品的表征  21-35
  2.1 穆斯堡尔谱  21-30
    2.1.1 γ射线的共振吸收  21-23
    2.1.2 原子核及其周围环境  23-24
    2.1.3 超精细相互作用  24-30
  2.2 薄膜性能的表征  30-33
    2.2.1 薄膜晶体结构的分析  30-31
    2.2.2 薄膜磁学性能的测量  31-32
    2.2.3 薄膜表面形貌的观察  32-33
  参考文献  33-35
第三章 样品制备  35-43
  3.1 旋转喷涂法介绍  35-36
    3.1.1 旋转喷涂法的特点  35
    3.1.2 旋转喷涂法成膜原理  35-36
  3.2 旋转喷涂装置结构设计  36-38
    3.2.1 旋转装置  37
    3.2.2 温度控制装置  37-38
    3.2.3 雾化装置  38
    3.2.4 辅助部分  38
  3.3 旋转喷涂法制备铁氧体薄膜的实验过程  38-41
  参考文献  41-43
第四章 钻铁氧体薄膜的制备、结构和磁性  43-55
  4.1 钻铁氧体薄膜的制备过程分析  43-44
  4.2 不同制备条件对薄膜结构的影响  44-49
    4.2.1 反应温度对薄膜制备和结构的影响  44-47
    4.2.2 平台转速对薄膜结构的影响  47-49
  4.3 不同制备条件对薄膜磁性的影响  49-52
    4.3.1 反应温度对薄膜磁性的影响  49-50
    4.3.2 平台转速对薄膜磁性的影响  50-52
  4.4 穆斯堡尔谱的结果分析  52-53
  4.5 反应溶液中不同铁钻摩尔比对磁性的影响  53
  参考文献  53-55
第五章 其它铁氧体薄膜的制备和磁性  55-62
  5.1 Fe_3O_4薄膜的制备结构和磁性  55-57
  5.2 MnZn铁氧体薄膜的制备结构和磁性  57-59
  5.3 NiZn薄膜的制备结构和磁性  59-61
  参考文献  61-62
第六章 结论  62-63
致谢  63

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中图分类: > 数理科学和化学 > 物理学 > 固体物理学 > 薄膜物理学 > 薄膜的性质 > 磁性质
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