NiFe2O4薄膜的制備、結(jié)構(gòu)和磁性研究.pdf

1、鐵酸鹽是磁性器件的重要候選體系，可以作為共振器，移相器，可調(diào)信號(hào)過濾器以及自旋器件應(yīng)用。其中，NiFe2O4是一種擁有低矯頑場(chǎng)、低飽和磁化強(qiáng)度和高電阻的軟磁材料，這些性質(zhì)有利于它應(yīng)用在磁光器件中，其磁性強(qiáng)烈的依賴于顆粒的尺寸。NiFe2O4顆粒體系作為人們研究的重點(diǎn)，已經(jīng)表現(xiàn)出了很多不同于塊材的性質(zhì)。另外，人們還在這種顆粒體系中觀察到了最重要的尺寸效應(yīng)，并發(fā)現(xiàn)了高場(chǎng)不可逆性和磁滯環(huán)的偏移現(xiàn)象。本論文中，我們?cè)诓煌∠虻腗gO單晶襯底上制

2、備了一系列的NiFe2O4薄膜，并系統(tǒng)研究了薄膜中的厚度效應(yīng)和應(yīng)力效應(yīng)。由于所選襯底的緣故，面內(nèi)的張應(yīng)力導(dǎo)致薄膜中出現(xiàn)垂直各向異性。另外，由于后退火過程中氧含量的改變，會(huì)影響樣品原本磁滯環(huán)的偏移以及M-T曲線中出現(xiàn)的不可逆性。本論文的主要內(nèi)容安排如下:
　　 第一章，介紹了NiFe2O4材料的晶格結(jié)構(gòu)、主要制備方法及其物理性質(zhì)。首先介紹了NiFe2O4樣品的結(jié)構(gòu)以及制備NiFe2O4納米顆粒所用到的各種化學(xué)物理方法。然后介紹了N

3、iFe2O4顆粒形態(tài)中的尺寸效應(yīng)、薄膜形態(tài)中的厚度效應(yīng)和應(yīng)力效應(yīng)以及在顆粒體系中發(fā)現(xiàn)的高場(chǎng)不可逆性和磁滯環(huán)的偏移現(xiàn)象。最后介紹了以復(fù)合形態(tài)存在的NiFe2O4樣品的性質(zhì)，包括雙層膜中的磁電耦合效應(yīng)以及在不同位置摻雜其它陽離子后的效果。
　　 第二章，系統(tǒng)研究了生長(zhǎng)在MgO(001)襯底上的NiFe2O4薄膜的厚度效應(yīng)及磁滯環(huán)的偏移現(xiàn)象。NiFe2O4薄膜表現(xiàn)出與錳氧化物相反的厚度效應(yīng)并發(fā)現(xiàn)在低溫時(shí)樣品的磁滯回線是不對(duì)稱的，這種不

4、對(duì)稱性與測(cè)量的溫度、樣品的厚度以及所選用的襯底均有關(guān)系。
　　 第三章，我們研究了薄膜中的應(yīng)力效應(yīng)，并發(fā)現(xiàn)在NiFe2O4中存在與理論研究相符的磁各向異性。由于選用襯底的關(guān)系，NiFe2O4薄膜在面內(nèi)受到張應(yīng)力，于是我們發(fā)現(xiàn)了在室溫和低溫時(shí)具有不同的磁各向異性。
　　 第四章，在氧氣氛下后退火對(duì)樣品的磁性有很大影響，不僅體現(xiàn)在磁滯環(huán)的對(duì)稱性上，還表現(xiàn)在M-T磁化曲線的不可逆性上。后退火處理會(huì)使樣品的磁滯回線變的對(duì)稱，同時(shí)