C0FEB及Ni納米軟磁材料制備與磁性能.pdf

1、納米金屬軟磁材料因具有優(yōu)異的磁學(xué)和電學(xué)性能而被廣泛研究。影響納米軟磁材料磁性能的關(guān)鍵因素之一是其磁各向異性。本文利用化學(xué)鍍方法制備了CoFeB薄膜及納米陣列,利用電鍍方法制備了Ni納米線陣列。研究了磁場(chǎng)對(duì)制備態(tài)及熱磁處理態(tài)材料組織和磁性能的影響。利用能譜(EDS)分析、掃描電子顯微鏡(SEM)觀察以及X射線衍射(XRD)分析等手段研究了一維納米陣列的成分、微觀組織和相組成。利用振動(dòng)樣品磁強(qiáng)計(jì)(VSM)測(cè)試了材料的磁性能。通過(guò)研究獲得了熱

2、磁處理引起的結(jié)構(gòu)弛豫過(guò)程對(duì)非晶薄膜及納米管陣列磁性能的影響規(guī)律。通過(guò)研究可逆與不可逆磁化過(guò)程,揭示了一維納米陣列磁化反轉(zhuǎn)模式的演變規(guī)律以及外加磁場(chǎng)對(duì)一維納米陣列磁各向異性的影響機(jī)制。
　　由熱磁處理引起的原子短程序的改變導(dǎo)致CoFeB非晶薄膜表面出現(xiàn)顆粒狀析出物。熱處理磁場(chǎng)與膜面法線方向成60°角時(shí),退火態(tài)非晶CoFeB薄膜具有最優(yōu)的綜合軟磁性能,其飽和磁化強(qiáng)度達(dá)到850emu/cm3,矯頑力為25Oe。
　　隨著納米線直徑

3、的增加,CoFeB納米線陣列的磁化反轉(zhuǎn)機(jī)制由卷曲(Curling)模式逐漸向卷曲與疇壁橫向擴(kuò)展(Transverse)的混合模式轉(zhuǎn)變?；瘜W(xué)鍍工藝研究表明,增加敏化-活化的次數(shù)可以提高模板的填充率,敏化-活化工藝對(duì)納米線陣列的形貌有很大影響?；瘜W(xué)鍍過(guò)程中施加大于1200Oe的軸向磁場(chǎng)可以使直徑200nm的非晶CoFeB納米線陣列的易磁化方向由垂直軸向轉(zhuǎn)變?yōu)槠叫休S向。這種磁各向異性的轉(zhuǎn)變來(lái)源于取向沿軸向的原子對(duì)增加而引入的一種“偽”磁晶各向

4、異性。加磁場(chǎng)化學(xué)鍍使納米線陣列的磁化反轉(zhuǎn)機(jī)制由卷曲與橫向疇壁擴(kuò)展的混合模式轉(zhuǎn)變?yōu)閱渭兊木砬Ｊ健?br>　　CoFeB納米管陣列的軸向磁各向異性隨化學(xué)鍍過(guò)程中外加磁場(chǎng)的增加而增強(qiáng)。制備態(tài)CoFeB非晶納米管陣列經(jīng)過(guò)不同溫度的熱磁處理,磁性能起伏不超過(guò)10％,在小磁場(chǎng)下的熱穩(wěn)定性很好。
　　電鍍過(guò)程中施加軸向磁場(chǎng)可以顯著加強(qiáng)Ni納米線陣列的軸向磁各向異性。外加磁場(chǎng)為600Oe時(shí),納米線陣列的晶粒最大,(110)織構(gòu)最強(qiáng),軸向磁各向異