鑭鈷摻雜的鍶鐵氧體磁性能及磁光克爾效應(yīng)研究.pdf

1、磁光克爾效應(yīng)在磁光記錄中扮演著極其重要的角色，近幾十年來，磁光克爾效應(yīng)日益成為磁性物理工作者的研究熱點(diǎn)?？刹林貙懙墓獗P信息的讀取利用的就是磁光克爾效應(yīng)。磁光克爾效應(yīng)還可以用于觀察磁性材料的磁疇結(jié)構(gòu)、測(cè)量材料的矯頑力以及研究納米點(diǎn)鏈的行為等。磁光學(xué)被廣泛用于原子尺度高靈敏且無損地研究自旋軌道耦合作用、磁性。磁光介質(zhì)材料應(yīng)用于高密度可擦磁光記錄器件、磁光傳感器時(shí)，要求材料磁光克爾效應(yīng)強(qiáng)，克爾轉(zhuǎn)角大。文獻(xiàn)報(bào)道顯示，稀土元素（比如鑭）能顯著影響

2、磁光介質(zhì)材料的磁光克爾效應(yīng)。
　　 六角結(jié)構(gòu)的鍶鐵氧體由于具有較高的飽和磁化強(qiáng)度、矯頑力及剩余磁化強(qiáng)度等成為廣大磁性材料工作者的研究重點(diǎn)，除了作為傳統(tǒng)永磁材料外，還被廣泛應(yīng)用于高密度磁記錄、電機(jī)、高頻電磁器件、微波等領(lǐng)域。人們也一直采取各種手段致力于提高鍶鐵氧體的性能及擴(kuò)大其應(yīng)用范圍。其中，離子取代是改善鍶鐵氧體磁性能和物理性能的有效手段之一。通過鑭/鈷取代六角鍶鐵氧體中的鍶/鐵可顯著提高其性能，也有不少研究者研究了La-Co離

3、子聯(lián)合取代對(duì)鍶鐵氧體結(jié)構(gòu)與磁性能的影響，但工作側(cè)重于鍶鐵氧體的磁性能、微波吸收性能或熱電功率等，對(duì)磁光克爾效應(yīng)的研究極少。
　　 本文采用陶瓷法制備了鑭鉆取代的鍶鐵氧體Sr1-xLaxFe12O19、SrFe12-xCoxO19(x=0，0.05，0.10，0.15，0.20)。基本的實(shí)驗(yàn)流程為：配料→一次球磨→預(yù)燒→二次球磨→壓制成型→燒結(jié)→拋光→檢測(cè)。采用X射線衍射儀、掃描電子顯微鏡、振動(dòng)樣品磁強(qiáng)計(jì)、橢圓偏振儀等儀器對(duì)樣品進(jìn)

4、行表征。主要研究了鑭鈷取代對(duì)材料結(jié)構(gòu)、磁性能、特別是對(duì)材料橫向克爾效應(yīng)的影響。得到以下結(jié)果：
　　 1、鑭摻雜鍶鐵氧體Sr1-xLaxFe12O19(x=0，0.05，0.10，0.15，0.20)
　　 在1000℃預(yù)燒，保溫2h，M型六角鐵氧體結(jié)構(gòu)己形成，但存在α-Fe2O3和LaFcO3雜相。通過提高溫度可減弱雜相的衍射峰強(qiáng)度，增強(qiáng)M相衍射峰。1290℃燒結(jié)、保溫3h所得樣品為單一的M相。晶格常數(shù)c隨著La3+取代

5、量x的增大單調(diào)減小，取代量x對(duì)晶格常數(shù)a的影響不大。
　　 摻入La3+能明顯影響鍶鐵氧體的比飽和磁化強(qiáng)度σs和矯頑力Hc，σs和Hc均隨摻雜量x逐漸增大。所有樣品矯頑力Hc均不超過160kA.m-1，滿足本實(shí)驗(yàn)磁光克爾效應(yīng)檢測(cè)的需要。
　　 純鍶鐵氧體磁光克爾效應(yīng)非常微弱，鑭摻雜顯著增強(qiáng)了鍶鐵氧體的磁光克爾效應(yīng)，磁光克爾效應(yīng)隨著鑭摻雜量x逐漸增強(qiáng)，Sr0.80La0.20Fe12O19在3eV附近，磁光克爾效應(yīng)得到明顯

6、增強(qiáng)，相比SrFe12O19，增加到了1％。
　　 2、鉆摻雜鍶鐵氧體SrFe12-xCoxO19(x=0，0.05，0.10，0.15，0.20)
　　 1290℃燒結(jié)、保溫3h所得樣品均為單一的M型六角鐵氧體相結(jié)構(gòu)，樣品物相中均沒有雜相存在。晶格常數(shù)c隨著鈷取代量x的增加而單調(diào)下降，最大變化也沒有超過0.3％，取代量x對(duì)晶格常數(shù)a的影響不大。
　　 未摻雜的鍶鐵氧體樣品矯頑力較大，摻雜鈷的鍶鐵氧體樣品矯頑力顯