论文部分内容阅读
采用FJL560B4型超高真空多靶磁控溅射仪制备CoxCu100-x、Dyx(Co21Cu79)100-x、Gdx(Co21Cu79)100-x、Ndx(Co21Cu79)100-x系列颗粒膜样品并在高真空中进行了退火热处理。采用台阶仪、能谱仪(EDS)确定了样品的厚度及成分；用X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电镜(SEM)分析了样品的结构和表面形貌；用四探针和振动样品磁强计(VSM)测量了样品的电磁性能。研究了掺杂稀土(Dy、Gd和Nd)元素以及退火温度对CoxCu100-x颗粒膜结构和电磁性能的影响，得到了以下结论： X射线衍射分析表明：制备态的CoxCu100-x、Dyx(Co21Cu79)100-x、Gdx(Co21Cu79)100-x、Ndx(Co21Cu79)100-x颗粒膜中均存在着较明显的织构且形成了良好的单相亚稳态面心立方结构。随着退火温度的升高，颗粒膜中的内应力减小、晶格缺陷逐渐减少，且互不固溶的Co、Cu两相发生相分离。稀土(Dy、Gd和Nd)元素具有细化晶粒和促进Co-Cu过饱和固溶体分解的作用，且稀土元素的添加也会破坏颗粒膜的择优取向。 GMR性能：制备态CoxCu100-x颗粒膜GMR极大值分别出现在厚度d=280nm的Co24Cu76(GMR=-2.29％)、 d=560nm的 Co21Cu79(GMR=-2.07%)、 d=840nm的Co17Cu83(GMR=-2.32%)中。经不同温度退火后，最大 GMR值(-4.65%)出现在d=560nm、退火温度 Ta=500℃的 Co21Cu79薄膜样品中。Co21Cu79颗粒膜中掺杂适量的稀土(Dy、Gd和Nd)元素，Dyx(Co21Cu79)100-x颗粒膜的最大GMR值(-4.68%)出现在x=4、Ta=425℃的薄膜样品中；Gdx(Co21Cu79)100-x颗粒膜的最大 GMR值(-3.4%)出现在x=2、Ta=500℃的薄膜样品中；Ndx(Co21Cu79)100-x颗粒膜的最大 GMR值(-5.81%)出现在x=1.5、Ta=425℃的薄膜样品中。 磁性能测量表明：随着退火温度的升高，REx(Co21Cu79)100-x颗粒膜的Hc都逐渐增大，薄膜的磁性能发生变化，这是由于退火处理促进了颗粒膜中磁性Co颗粒的析出长大。随着颗粒膜中稀土(Dy、Gd和Nd)含量的增加，薄膜的 Hc都逐渐减小。这一方面是由于RE掺杂可使薄膜中的晶粒细化，磁性粒子尺寸减小，矫顽力减小；另一方面微量稀土RE可溶解进入磁性Co颗粒中，形成稀土金属化合物RE2Co17，导致磁性粒子磁晶各向异性减小，进而矫顽力减小。