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软磁薄膜面内单轴各向异性的调控

作　者: 林敏
导　师: 薛德胜
学　校: 兰州大学
专　业: 凝聚态物理
关键词: 软磁薄膜单轴各向异性各向异性场微磁学模拟饱和磁化强度软磁材料磁性材料软磁铁氧体软磁性能磁导率垂直磁记录材料研究生学位论文薄膜化面内溅射方法磁各向异性矫顽力射频磁控溅射磁化状态条纹结构
分类号: O484.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

随着垂直磁记录材料、GMR磁头技术和无线数据传输技术的不断发展,迫切需要提高软磁薄膜的使用频率。在饱和磁化强度无法继续提高的背景下,面内单轴各向异性的调控在软磁薄膜的制备过程中变得十分重要。本文中,利用射频磁控溅射和微磁学模拟OOMMF程序等工具,在实验和模拟两方面研究了调控软磁薄膜面内单轴各向异性的方法。得到的主要结果如下：1、通过改变溅射气体Ar的流量和倾斜溅射偏角,系统研究了溅射条件对CoNb软磁薄膜的面内单轴各向异性和软磁性能的影响。结果表明：随着Ar流量的增加,CoNb薄膜的面内单轴各向异性和软磁性能逐渐变差。而随着溅射偏角逐渐增大,CoNb薄膜的面内单轴各向异性场的大小随之增大,方向并未发生明显的变化。2、通过改变Nb含量可以有效地控制CoNb软磁薄膜的面内单轴各向异性场和矫顽力。实验结果表明：CoNb软磁薄膜面内单轴各向异性场的大小并不随Nb含量单调变化,而是在某一Nb含量处出现极大值；而矫顽力随着Nb含量增加单调降低。并成功制备得到了具有730 Oe面内单轴各向异性场的CoNb薄膜。3、利用微磁学模拟研究发现,由饱和磁化强度不同的磁性相交替排列组成的双相条纹耦合体系可以诱导出面内单轴各向异性。进一步的模拟和理论推导的结果证明,这种面内单轴各向异性来自两相问磁矩的偶极相互作用,其大小与两相饱和磁化强度的差值的平方和薄膜厚度成正比；与两相的条纹宽度成反比。

全文目录

摘要  7-8
Abstract  8-9
第一章综述  9-19
  1.1 软磁材料的发展  9-11
  1.2 软磁材料的应用  11-15
  1.3 磁性材料的各向异性  15-16
  1.4 本论文研究的内容  16-17
  参考文献  17-19
第二章薄膜的制备、测试及微磁学模拟方法  19-32
  2.1 薄膜的制备  19-20
  2.2 样品的测量  20-24
  2.3 薄膜面内单轴各向异性的测试方法  24-29
  2.4 微磁学模拟方法  29-30
  参考文献  30-32
第三章 CoNb软磁薄膜面内单轴各向异性的调控  32-45
  3.1 制备条件  33
  3.2 Ar流量对面内单轴各向异性的影响  33-36
  3.3 倾斜角对面内单轴各向异性的影响  36-38
  3.4 Nb掺杂量对面内单轴各向异性的影响  38-41
  3.5 CoNb薄膜面内单轴各向异性来源的探讨  41-42
  3.6 本章小结  42-43
  参考文献  43-45
第四章双相条纹结构薄膜面内单轴各向异性的微磁学模拟  45-57
  4.1 微磁学模型  46-47
  4.2 三种模型的各向异性  47-49
  4.3 面内单轴各向异性的来源  49-50
  4.4 体系面内单轴各向异性的模拟  50-54
  4.5 实验上的探索  54-55
  4.6 本章小结  55
  参考文献  55-57
第五章结论和展望  57-59
  5.1 结论  57
  5.2 展望  57-59
附录  59-60
致谢  60

软磁薄膜面内单轴各向异性的调控

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