一、纳米Fe-In_2O_3颗粒膜的结构和磁特性（论文文献综述）
邹想[1]（2021）在《超高频纳米复合磁芯膜的结构设计与制备研究》文中指出作为片上集成电感等磁性器件的磁芯,磁性薄膜能大大提升电感性能,因此选择满足其性能要求的磁性材料显得尤为重要。随着这些器件越来越向着高频化发展,对磁性材料提出了更高要求:不仅需要有高的饱和磁化强度、低的矫顽力,还需要在高频下维持高磁导率、高的电阻率以降低涡流损耗以及高的自然共振频率以降低铁磁共振损耗。FeCo XO（X=Ti、Al、Hf等）纳米颗粒膜兼具良好的软磁性能和高的电阻率,受到广泛的重视。但是由于在FeCo中掺杂了非磁性颗粒,在提高电阻率的同时饱和磁化强度也被削弱。在维持高饱和磁化强度前提下如何进一步提高电阻率成为了一个难题。本论文对传统纳米颗粒膜的结构进行重新设计:提出一种M-X-X’-O核-壳结构复合颗粒膜（M=Fe,Co,FeCo;X=Al,X’=Si或Ti）,利用X比X’更高的氧化物生成焓,首先通过磁控溅射在M-X’微米级核外形成致密的Al2O3氧化层,以较低的体积含量期望起到增加薄膜电阻率的作用,然后退火氧化X’,细化M磁性颗粒,引入随机各向异性,有效地降低薄膜的矫顽力。该设计中将传统纳米颗粒膜中非磁金属X扮演的纳米晶化和提高电阻率的两个作用分离,不仅保留了颗粒膜优异的软磁特性,而且有望大幅提高薄膜的电阻率,促进纳米颗粒膜的发展。基于此思路,本文研究内容和结果如下:（1）采用磁控溅射制备了FeCo-Al2O3薄膜,探究了FeCo含量和厚度对其性能的影响。当薄膜厚度为200nm,FeCo体积分数为0.9时,薄膜具有高的饱和磁化强度4πMs（21.8k G）。在100nm时薄膜获得400的初始磁导率,以及2.6GHz的共振频率,随着薄膜的增厚,薄膜不均匀导致出现双峰现象,薄膜高频软磁性能变差。（2）在FeCo含量为0.9时,往FeCoAlO中掺入Si制备FeCo Si Al O薄膜,为了使薄膜在退火前保持高的饱和磁化强度和晶粒尺寸,研究Si含量对薄膜的影响。Si含量由靶材上的Si片数量决定。掺入Si后,薄膜的各向异性消失,可能是由于矫顽力过大,外加诱导磁场太小导致。随着Si片的增加,溅射态薄膜中的零价Si含量由46%增长至63%。在空气中保温2h下,随着退火温度的增加,Si逐渐进入FeCo晶格使薄膜发生再结晶,晶粒迅速长大,并在500℃下完成再结晶,晶粒由退火前的26nm增长至最大值43nm,继续延长时间至4h,晶粒减小为28nm,这可能是由于部分Si在缺陷处氧化析出,起到了细化FeCo晶粒的作用。退火前后饱和磁化强度基本没有变化,都约为16.5k G,而电阻率降低与薄膜中缺陷减少有关。（3）在FeCoAlO中掺入Ti制备FeCoTiAlO薄膜,探究了Ti含量对薄膜结构和性能的影响。当Ti贴片数量较小时,由于Ti反应活性远高于Si,溅射态薄膜中的Ti就被氧化为Ti3+。随着后退火温度的增加,通过控制保温时间可以降低FeCo晶粒尺寸和矫顽力,但是过高退火温度会导致诱导各向异性消失。最佳的退火工艺为320℃保温30min,此时薄膜中FeCo晶粒大小为6 nm,Hce=8 Oe,Hch=6 Oe。当增加Ti的贴片数量时,溅射态薄膜中存在零价Ti,从FeCo衍射峰可以判断部分Ti进入FeCo晶格。随着退火温度的增加,Ti被氧化而析出,并起到了细化晶粒的作用,FeCo晶粒尺寸由47nm变为27nm,矫顽力由94Oe降为38Oe。FMR分析表明:溅射态薄膜出现明显的双峰现象,而氧化退火后变为单峰,也佐证了Ti氧化析出的判断。最后,将氧化气氛由空气变成氧气,在纯氧中氧化能够降低退火温度,氧化效果显着,电阻率升高,薄膜由金属态向过渡态转变。
李辉[2]（2020）在《铁磁金属薄膜的电阻转变行为及其机理研究》文中研究表明近年来,纳米尺寸的铁磁金属薄膜和多铁复合薄膜倍受关注。本论文制备出了不同厚度的超薄Fe70Ga30（Fe-Ga）和Fe65Co35（Fe-Co）纳米薄膜,利用掠入射XRD和电子探针显微分析对不同厚度Fe-Ga和Fe-Co薄膜物相结构和元素组分进行了表征,通过测试不同厚度薄膜的磁滞回线和磁畴结构的表征,分析了薄膜的软磁性能,在对不同厚度Fe-Co纳米薄膜表面进行霍尔效应测试时发现了反常霍尔效应的存在。重点研究了纳米铁磁薄膜表面的电阻转变行为。基于纳米金属团簇结构中的库仑阻塞效应影响,纳米金属薄膜表面出现了电阻转变行为。电阻转变行为是可逆的,并且转变发生在高（低）阻态之间。此外,本论文制备了铁电和压电性能优良的Ba(Zr0.2Ti0.8)O3–0.5(Ba0.7Ca0.3TiO3)（BZT-BCT）薄膜,采用BZT-BCT压电衬底和小尺寸超薄Fe-Ga薄膜构建磁电复合薄膜,探究了偏置电压对Pt/BZT-BCT/Fe-Ga磁电复合薄膜电阻状态的调制。偏置电压调制Fe-Ga复合薄膜的电阻状态主要归因于铁电BZT-BCT薄膜和铁磁Fe-Ga薄膜两者之间的应力应变耦合效应。在铁电薄膜和铁磁薄膜组成的复合磁电薄膜中,外加电压可调控铁磁薄膜的电阻状态,信息的写入过程可以通过电场来实现,在磁电复合薄膜中磁极化和电极化可以共存,从而实现信息的多态高密度存储。利用电场直接调控铁磁纳米薄膜的电阻状态为低功耗高密度多态存储器的实现提供了新的可能。
冯红梅[3]（2020）在《掺杂与图案化对Fe基软磁薄膜动态磁性的影响》文中研究说明铁磁共振以及自旋波共振是铁磁体中磁矩的集体激发模式。软磁薄膜由于具有高共振频率与磁导率等优势,被广泛应用于电子元器件中。近年来,电子元器件逐渐向微型化、高频化、集成化、多频化等方向发展,这对应用其中的软磁薄膜提出了更高的要求。因此,对于软磁薄膜动态磁性,特别是共振频率和磁导率的研究是十分必要的。本论文基于电化学沉积和磁控溅射方法研究了Fe基软磁薄膜的动态磁性。另外,通过图案化设计研究了坡莫合金薄膜的自旋波激发。主要内容如下:1、采用电化学沉积方法研究了C和Ce元素掺杂对FeCo合金薄膜磁性的影响。研究发现改变掺杂浓度可调控样品的晶体结构,并发现掺杂可优化FeCo薄膜的软磁性能,另外电沉积参数对样品的矫顽力、共振频率等具有调控作用。2、利用共溅射方法成功制备了FeNi-MgO颗粒膜,并通过改变MgO溅射功率、倾斜溅射角度以及热处理温度来实现FeNi-MgO动态磁性的调控。结果表明MgO溅射功率能够调控样品的共振频率和阻尼,同时倾斜溅射也是调控样品共振频率的有效方法。并且经由200 oC和500 oC热处理后,磁谱表现为两个共振模式。另外,通过氩离子刻蚀得到不同厚度的FeNi-MgO颗粒膜并对其动态磁性进行了研究。结果表明具有条纹畴结构的样品存在铁磁共振（FMR）和垂直自旋驻波（PSSW）两种共振模式,并且随着薄膜厚度增加,PSSW模式的磁导率虚部最大值?max?基本不变,而FMR模式磁导率虚部最大值?max?逐渐减弱。3、采用ESR方法研究了外加磁场施加角度对FeNi-MgO颗粒膜自旋共振的影响。结果表明在197 nm的FeNi-MgO薄膜的厚度方向可激发七个共振模式,并且共振模式可通过改变外磁场与样品法线的夹角进行调控。通过分析直流磁场平行薄膜平面下共振场与模指数n的关系可得到交换劲度常数D/g?B=15.58T?nm2;分析直流磁场垂直薄膜平面下共振场与模指数n的关系可以求出样品表面变形系数?=0.14。此外,对分别加入FeNi-MgO颗粒膜和坡莫薄膜的微带天线的性能进行了研究。结果表明,加入磁性薄膜可以降低微带天线的谐振频率,换言之,在微带天线谐振频率一定时,磁性薄膜的加入可降低微带天线的尺寸,实现小型化。并且加入FeNi-MgO颗粒膜的微带天线的性能要优于加入坡莫薄膜的微带天线。4、利用图案化调控坡莫软磁薄膜的动态磁性。第一部分,在类反点结构中同时激发了频率分别为0.9、2.2以及3.5 GHz的共振模式,实现了多频率共振。第二部分,利用ESR方法研究了“矩形-矩形”与“矩形-圆盘”复合图案结构中共振模式与面内角度的关系。结果表明在复合结构中存在三种共振模式,其中共振强度与角度无关的共振为坡莫薄膜的铁磁共振,其余为图案引入的自旋波共振,并且可以通过改变外加磁场角度调控自旋波共振的出现与湮灭;第三部分,在材料(Fe20Ni80和Co20Fe60B20)交替变化的条带结构中同时激发了共振频率间隔超过1.5 GHz的两种共振模式。并且可以通过条带宽度调控样品的矫顽力与共振频率。
王振[4]（2020）在《脉冲电流快速退火对NiFe/FeMn薄膜磁性能的影响》文中研究说明电子设备集成化、微型化的发展趋势下,在GHz频段表现出的优异动态磁特性的铁磁薄膜材料,在抗电磁干扰、微波吸收器件等高频领域备受青睐。通过铁磁薄膜各向异性的调节,而进一步提高其共振频率一直是本领域的研究者的重要方向之一。基于铁磁/反铁磁交换耦合的交换偏置薄膜相比于铁磁薄膜引入了单向各向异性和旋转各向异性,因此其具备更好的可调控性。本文以[NiFe（15 nm）/FeMn（10 nm）]交换偏置双层膜为研究对象,重点开展脉冲电流快速退火对其磁性能,特别是其旋转各向异性及共振频率的影响。主要取得了如下结果:1.成功搭建了磁性薄膜脉冲电流快速退火平台,包括真空退火炉、直流电源和脉冲电流发生装置;退火过程中本底真空优于1×10-4 Pa;通过电容器基脉冲电流发生装置可以较为精确地控制样品通电时间在0.1 s以内,且不受直流源限制电流的影响,可以实现样品的温度在室温1000℃范围内调整。2.在反向磁场中,4045 V临界退火电压时成功制备不饱和磁化翻转的交换偏置薄膜样品,通过振动样品磁强计测量发现其交换偏置场静态各向异性场达到了最小值,而样品的旋转各向异性及共振频率有最大值,达到5.61 GHz。这是由于在临界电压退火时,样品温度瞬间超过反铁磁奈尔温度,此时反铁磁磁矩处于无序状态,而在冷却过程中由于冷却时间（降至奈尔温度之下）极短,只有部分反铁磁磁矩实现反向,因此导致测得的静态磁性参数较小;但正是由于这种瞬时的不饱和磁化翻转导致不稳定状态的反铁磁晶粒增加,样品旋转各向异性增加,共振频率提高。3.采用脉冲电流快速退火的方法,结合样品表面图形化Ag线退火电路,成功制备具有多对反平行交换偏置方向的连续磁性薄膜。该磁性薄膜表现出双交换偏置和双共振频率,且交换偏置场均小于原样品,而共振频率均高于原样品,最高共振频率可以达到5.61 GHz;其中,沉积磁场方向的交换偏置薄膜区域对应负交换偏置场,而外加磁场方向的交换偏置薄膜区域对应正的交换偏置场;4.通过进一步的刻蚀实验证实,反平行交换偏置区域的薄膜之间存在不同方向铁磁、反铁磁磁矩相互之间的竞争作用,导致样品中不稳定晶粒数量大大增加,因此旋转各向异性增强,进而引起共振频率的大幅提高;而且通过对比分析发现,具有较小交换偏置场的薄膜区域表现出更高的共振频率,这主要是由于交换偏置场较小的薄膜区域较窄,在两侧反向交换偏置铁磁及反铁磁磁矩的竞争作用下,其不稳定反铁磁晶粒比例较大,因此具有更大的旋转各向异性。
陈浩禹[5]（2020）在《Co-TiO2纳米颗粒复合薄膜磁电阻性能及其机理研究》文中研究说明作为一种具有良好应用前景的自旋电子材料,具有室温隧道磁电阻效应的纳米颗粒复合薄膜受到了越来越广泛的关注。对于纳米颗粒复合薄膜而言,金属含量、尺寸分布、磁性金属价态等因素对材料中电子传输过程有着重要的影响。调整制备条件和后处理工艺,可以实现材料微观结构和相对含量的调控,这对于改善自旋电子材料的隧道磁电阻性能有着十分重要的意义。本文通过磁控共溅射的方法制备了Co-TiO2纳米颗粒复合薄膜。通过溅射功率、基底温度、溅射气氛、气体压强等参数,对材料的微观结构、电学、磁学性能及其相关电子传输机制进行了研究;系统分析了测试偏压、测试温度对材料电子传输过程的影响,并定量计算了低温下电子隧穿机制影响因素;进一步揭示了在该材料体系中磁学性能与电学性能、微观结构与电子运输过程之间的关系。其主要结论如下:（1）薄膜是由非晶态TiO2基体和弥散分布其中的hcp结构的晶态Co纳米金属颗组成的,通过金属含量的增加和基底温度的升高能明显提高材料中金属Co的结晶度。（2）通过溅射功率和基底温度的调节可以明显改变薄膜的微观结构,进而通过薄膜中磁性相含量、金属颗粒尺寸、颗粒分布状态的变化对材料磁学、电学、磁电阻性能产生影响。（3）基底温度的增加使得薄膜中金属颗粒逐渐长大,在不改变磁性金属相对含量的前提下,对应的饱和磁化强度性能提高了230%。（4）测试偏压和测试温度对纳米颗粒复合薄膜的电子传输过程有着重要的影响,通过测试偏压和测试温度的增加,电子有逐渐从隧穿机制向高阶非弹性跳跃机制转变的趋势。（5）薄膜在低温下存在的自旋相关共隧穿现象,使得磁电阻与测试温度呈高度依赖关系,最终在2 K下测得了高达30%的隧道磁电阻。并且在低温下,电子间接交互作用和库伦相互作用对电子隧穿过程起着重要的作用。
何学敏,钟伟,都有为[6]（2018）在《核壳结构磁性复合纳米材料的可控合成与性能》文中提出具有核/壳结构的磁性复合纳米材料是十分重要的功能材料,其综合物性受材料微结构的影响,而这很大程度上又取决于复合体系的可控合成.本文综述了近二十年来有关核/壳磁性复合纳米材料的制备、表征及性能研究方面的进展,讨论的体系主要有:铁氧体基永磁/软磁（反铁磁）复合纳米材料、非磁性体包覆磁性核而成的复合纳米材料、用磁性颗粒催化合成的碳基复合纳米材料、基于交换偏置效应而设计的复合纳米材料、核-壳同轴结构的一维复合纳米材料和核/壳/壳三元结构的磁性复合纳米材料等.构建复合体系的组分包括M型永磁铁氧体、3d过渡金属（及其合金、氧化物、碳化物）、多铁化合物、非磁性体（比如绝缘体、半导体、有机分子）和碳材料等,着重分析了复合纳米材料的热稳定性、光致发光性能、光电催化能力、电化学特性、微波吸收性能、磁电阻效应、永磁体性能、高频软磁特性、交换偏置效应及其相关现象.最后,对核/壳结构磁性复合纳米材料的未来发展趋势进行了展望,并在基础研究和改性应用方面提出了一些建议.
白国华[7]（2017）在《纳米软磁复合薄膜的PLD法制备及性能研究》文中研究说明现代电子信息产业的发展日新月异,要求磁性器件小型化、高频化和集成化,因此开发高饱和磁化强度、高电阻率和高工作频率的软磁材料迫在眉睫。以Fe、Co、Ni金属磁性材料为基体,同时复合高电阻率绝缘相,形成的二维纳米软磁复合薄膜能够突破斯诺克极限,在GHz以上频段获得优异的综合磁性能,已经成为国内外磁性材料研究的一大热点。然而,采用传统磁控溅射法制备纳米软磁复合薄膜时,磁性靶材会屏蔽磁控溅射的工作磁场,使得沉积速率降低,并且得到的薄膜往往存在矫顽力过大、难以兼得高电阻率和高饱和磁化强度等问题,无法适应数据高速传输和电磁兼容的应用要求。本文基于反应脉冲激光沉积技术,通过调控靶材成分和沉积气氛,制备了系列FeAlO,FeCoAlO和FeCoAlON纳米软磁复合薄膜,获得了超细金属磁性颗粒被超薄绝缘相隔离的复合颗粒膜形貌,同时配合适当的热处理工艺,在保障薄膜高电阻率和高饱和磁感应强度的前提下,有效提高了高频磁性能,起始磁导率最高达170,截止频率最高达到3.0 GHz,磁导率虚部共振线宽△f达到3.6GHz,因而薄膜在很宽的频段内具备稳定的电磁波吸收效果。在此基础上,通过铁磁共振的方法,揭示了薄膜宽频带电磁波吸收能力的内在起源。本文主要结论如下:系统研究了沉积气氛、靶材Al含量和热处理工艺对FeAlO复合薄膜成分、结构和电磁性能的影响。研究发现,在5×10-7torr的背底真空下沉积FeAlO薄膜,既能保持Fe元素的金属态,保障薄膜的高饱和磁化强度,同时也能实现Al元素的选择性氧化,为构建颗粒膜结构提供基础。在此沉积气氛下,制备不同Al含量的Fe1-xAlx（x = 0,0.1,0.2,0.3）金属靶材,研究薄膜相结构和电磁性能的转变,发现x = 0.2即Al含量为20 at.%时,能够制备得到Fe纳米颗粒被Al2O3绝缘层隔离的非晶态颗粒膜,电阻率高达3700μΩ·cm,且表现出类似绝缘体的负电阻温度系数。经过573 K真空热处理,FeAlO颗粒膜中部分Fe纳米颗粒晶化,进一步改善了薄膜的高频磁性能;而673 K的高温热处理会导致相分离,Fe纳米颗粒发生晶化且互相连通,A1203绝缘相发生团聚,电阻率大幅降低至250 μΩ·cm,薄膜呈现金属性导电行为。采用（Fe0.65Co0.35）0.8Al0.2合金靶材成功制备得到FeCoAlO颗粒膜。虽然FeCo纳米颗粒的直径（2.69 nm）远小于其超顺磁临界尺寸,但由于颗粒间的Al2O3绝缘层很薄（0.63 nm）,颗粒之间的交换作用强于热扰动,因而薄膜表现为铁磁性。当温度高于623 K时,热扰动强于交换作用,薄膜将转变为超顺磁性。通过后续真空热处理（573 K）调节阻尼因子,FeCoAlO颗粒膜获得最佳磁性能:电阻率为2500 μ.cm,饱和磁化强度为10.5 kGs,起始磁导率为120,截止频率为2.8 GHz,磁导率虚部共振线宽△f为3.0 GHz。采用不同氮气压成功制备得到FeCoAlON颗粒膜。随着氮气压的提高,薄膜中的绝缘相由A1203逐渐转变为AlN,Fe和Co的氧化得到了有效抑制,在保持薄膜高电阻率的同时提高了饱和磁化强度,降低了矫顽力。在3 mtorr氮气压下薄膜取得了最优软磁性能:电阻率为3380 μΩ· cm,饱和磁化强度为12.5 kGs,矫顽力为3Oe,起始磁导率为149,截止频率为2.1 GHz且△f达到3.5GHz,是一种优异的宽频带电磁波吸收材料。但是,继续提高氮气压（5 mtorr）,非磁性相Fe2N的生成会导致FeCo颗粒平均尺寸变小,颗粒间非磁性层变厚,颗粒间交换作用弱于热扰动,薄膜转变成超顺磁性,因而失去高频磁响应。对于3mtorr氮气压沉积的样品,经573 K热处理后,饱和磁化强度提高到13.0kGs,起始磁导率提高到170,阻尼因子降低,FeCoAlON薄膜的磁谱由弛豫型转变为共振型,截止频率提高到3.0 GHz。
全志勇[8]（2012）在《Co与ZnO半导体等复合膜磁电阻效应及自旋注入的研究》文中研究指明自从在Fe/Cr金属多层膜中发现巨磁电阻效应以来，人们在磁性金属/非磁性材料的多层膜、颗粒膜和磁性隧道结中都相继发现了磁电阻效应，而且其在磁传感器、计算机读头及磁随机存储器等自旋电子器件上得以广泛应用。相对于金属/绝缘体薄膜而言，以半导体为势垒来研究磁电阻效应的报道却很少，半导体材料具有较低的势垒高度，能显着降低材料的电阻率，同时通过增加半导体的厚度，可以有效减少针孔效应的发生。尽管已有文献报道了磁性金属/半导体薄膜的室温磁电阻效应，但如何进一步提高磁电阻的数值和磁电阻效应的产生机制等有待进一步探究。本论文采用磁控溅射超薄分层交替沉积的方法，室温下制备了Co/ZnO等薄膜，对薄膜的结构、磁性、磁电阻效应及金属/半导体界面的自旋电子注入进行了研究。①比较了Co/ZnO与Co/Al2O3、Co/C和Co/Cu薄膜的结构和磁电阻效应，探明Co/ZnO薄膜磁电阻效应的来源；②通过在ZnO中加入少量Al来提高薄膜的磁性和磁电阻效应；③在Co/ZnO薄膜中发现了磁电阻效应对其电阻的依赖关系。主要研究内容如下：（1）采用固定Co层厚度（0.6 nm），改变ZnO层厚度（0.4-3.0 nm）的方法制备了Co/ZnO薄膜，发现薄膜形成了Co纳米颗粒包裹在ZnO半导体中的颗粒膜结构，薄膜中有少量Co2+取代了ZnO中的Zn2+离子；同时薄膜的室温和低温负磁电阻值分别达到11.9%和26%，薄膜电阻与温度间的lnρ与T-1/2线性关系说明薄膜的磁电阻效应来源于磁性纳米颗粒间电子自旋相关的隧穿输运机制；而高温时lnρ与T-1/2发生微小的非线性偏离说明温度的升高使自旋无关的高阶跳跃输运逐渐增多；薄膜低温时磁电阻效应的加强源于自旋相关的高阶隧穿。（2）通过对Co/ZnO、Co/Al2O3、Co/C和Co/Cu薄膜结构和磁电阻效应的对比研究，发现四种不同基质材料的薄膜均形成了Co颗粒包裹在非磁性基质中的颗粒膜，随基质材料与金属Co表面能差的增加，薄膜中Co颗粒尺寸逐渐减小；金属Co和半金属C之间较大的电导失配使Co/C薄膜没有室温磁电阻效应；在Co/ZnO薄膜中金属Co颗粒使部分ZnO中的电子极化，较大的室温磁电阻效应可能与Co颗粒与ZnO基质界面处部分极化的电子有关。（3）采用磁控溅射方法在ZnO中掺入金属Al制备了Co/ZnAlO （Al: 2at.%）薄膜，发现Co/ZnO与Co/ZnAlO薄膜均形成了磁性纳米颗粒包裹在半导体中的颗粒膜，薄膜的磁性来源于金属Co颗粒以及Co颗粒与半导体基质界面处的梯度磁性半导体；在Co/ZnAlO薄膜中获得12.3%的室温负磁电阻值，这是目前为止在磁性金属/半导体薄膜中得到的最大室温负磁电阻值；Al的加入使Co/ZnAlO薄膜的磁性和室温磁电阻效应同时提高，磁性的增加是由于Al的加入增加了薄膜中载流子浓度，从而增强了磁性半导体的磁性；磁性半导体磁性的增加使其对传导电子的自旋过滤效应增强，提高了Co/ZnAlO薄膜的室温磁电阻效应和自旋电子注入效率。（4）通过改变溅射气压和ZnO厚度等一系列实验条件制备了Co/ZnO薄膜，通过大量实验数据系统分析发现Co/ZnO薄膜室温磁电阻效应对其电阻具有明显的依赖性，当1300＜R＜6000时，薄膜具有8%以上的较大室温负磁电阻值，电阻值太小或过大时磁电阻效应都会减弱；薄膜的结构、磁性及电输运性质等结果表明薄膜磁电阻效应与电阻的依赖关系源于薄膜中电子的输运机制，当薄膜中电子输运以隧穿电导为主时才会表现出较大的室温磁电阻效应，但电阻过大又会使电子隧穿几率减小，降低了磁电阻值；电阻过小时薄膜中磁性颗粒间较大的耦合作用使其磁电阻效应减弱。总之，我们在Co/ZnO和Co/ZnAlO薄膜中获得了较大的室温磁电阻效应和较高的室温自旋电子注入效率，阐明了这种磁电阻来源于磁性颗粒间的隧穿输运机制，发现较大室温磁电阻效应与磁性金属颗粒和半导体界面处磁性半导体的自旋过滤效应有关，这为研究金属/半导体界面室温自旋电子注入提供了新的途径，同时其有望在自旋电子学器件中得以广泛应用。
王姝[9]（2011）在《Al2O3、B掺杂的FeCo基薄膜的结构和磁性研究》文中研究说明随着电子信息与通讯技术的快速发展,微磁器件越来越向小型化、集成化、高频化方向发展,而随着电磁干扰和电磁污染的逐步增加,也使我们对吸波材料提出了更高的要求。因此,具有高磁导率、高饱和磁化强度、高电阻率和优异高频特性的软磁薄膜越来越引起研究者的关注。FeCo合金具有高的饱和磁化强度,但是由于其具有较大的磁晶各向异性和磁致伸缩系数,FeCo合金薄膜难以实现良好的软磁性能,其矫顽力往往都大于12 kA/m。因此在保持FeCo合金薄膜高饱和磁化强度的基础上,通过各种手段来获得良好的软磁性能和大的电阻率就成了一个重要的课题,常用的手段有选择合适的衬底层和掺杂第三类元素,可是仍然存在电阻率较低的问题。此外,FeCo-绝缘体纳米颗粒膜不仅具有FeCo合金的高磁导率,还具有绝缘体材料的高电阻率,因此这类颗粒膜材料已经成为软磁薄膜材料研究的热点之一。本文中,我们利用磁控溅射方法制备了一系列的FeCo基软磁纳米颗粒膜,不仅研究了B掺杂对Fe65Co35薄膜的结构、电性和磁性的影响,还通过向较低Fe:Co比例的Fe50Co50薄膜中单独添加Al2O3或B以及同时添加Al2O3和B,进一步明确Al2O3、B掺杂、Fe:Co比例这三因素分别对薄膜结构的影响及其对薄膜软磁性能和高频特性的改善机理。主要结果如下：（一）Fe65Co35-Al2O3薄膜（1）当Al2O3体积分数x<0.18时,薄膜中Fe65Co35颗粒和Al2O3非晶相随机混合,颗粒之间相互接触。x≥0.18时,薄膜形成纳米颗粒膜结构,Fe65Co35纳米颗粒被非晶Al2O3绝缘相包裹起来,而且随着x的增加,少数彼此接触的Fe65Co35颗粒逐渐被Al2O3相完全分割开,颗粒间的Al2O3层厚度也逐渐增加。（2）饱和磁化强度μ0Ms随Al2O3的增加而线性降低。电阻率ρ则先是随Al2O3的增加缓慢增大,其导电机制是电子-电子散射而导致的金属性电导；当x≥0.18后迅速增大,达到mΩ·cm量级,这是金属性电导和隧穿电导共同作用的结果。（3）通过添加Al2O3,薄膜的软磁性能得到了改善。这是由于Al2O3掺杂有利于薄膜的颗粒细化,从而产生颗粒间的交换耦合,使磁晶各向异性被平均为较小的有效各向异性。但当薄膜形成纳米颗粒膜结构以后,随着x的增加,颗粒间的Al2O3层厚度也逐渐增加,会引起颗粒间的退耦合。利用扩展的G. Herzer模型,系统研究了矫顽力Hc随x的变化关系,并对Hc进行了理论计算,计算值与实验值符合良好。（4）δδm（H）曲线的研究证明：Fe65Co35颗粒间存在交换耦合,并且交换耦合强度随着x的增加先增大后减小,在x=0.18时达到最大值。此时难轴矫顽力Hch和易轴矫顽力Hce分别为0.56和2.91 kA/m,这是由于其微结构满足实现交换耦合的最佳条件,颗粒之间交换耦合最强之故。Fe65Co35B-Al2O3薄膜（1）通过向低Al203含量的Fe65Co35-Al2O3薄膜中添加B,发现B掺杂有利于纳米颗粒膜结构的形成,导致了Fe65Co35B颗粒的细化以及薄膜的非晶化。（2）随着B含量的增加,薄膜的μ0Ms线性下降,ρ线性增加,Hc明显下降,而面内单轴各向异性场Hk则先增大后降低。当B的摩尔比y=7时,获得了综合性能最好的（Fe65Co35）97-yBy（Al2O3）3薄膜：μ0Ms=1.75 T, Hch=0.28kA/m, Hce=0.75 kA/m, Hk=5.57 kA/m,ρ=224μΩ·cm,共振频率fr=32 GHz,低频磁导率实部μ>250,磁导率虚部的最大值μ"max-600,虚部共振峰的半高宽Δf=1.5 GHz。（3）薄膜软磁性能的主要来源是B掺杂所引起的薄膜颗粒细化,从而产生了颗粒间的交换耦合,使得薄膜的有效各向异性显着降低,因此有效地降低了矫顽力。Henkel曲线证明了颗粒之间的相互作用是交换耦合,且交换耦合强度随B含量的增加而增加,进一步揭示了矫顽力下降的原因。（4）穆斯堡尔谱结果表明：随B含量的增加,薄膜的平均超精细磁场Hhf下降,这与μoMs随B含量增加而下降的规律一致,这是由于B掺杂导致了Fe原子磁矩变小的结果。谱线线宽增加与B掺杂引起的非晶化、无序化有关。从六线谱的各峰强度比得知,薄膜中的磁矩平行于膜面。（5）对于y≥7的（Fe65CO35）97-tBy（Al2O3）3薄膜,其磁谱为共振型磁谱。根据L-L方程,对薄膜的磁谱进行了拟合,拟合结果与实验结果符合良好。当y从7增加到20时,fr从3.2 GHz降低到1.9 GHz,μ从250增加到500,μ"max从600增大到1600,Δf从1.5 GHz减小到0.7 GHz。（三） Fe50Co50B-Al2O3薄膜（1）Fe50Co50B和Fe50Co50B-Al2O3薄膜的XRD结果均表明：B掺杂不仅起到了细化Fe50Co50B晶粒的作用,而且B原子作为填隙原子可以进入α-Fe50Co50晶格中,导致晶格发生膨胀。当大量掺杂B时,还会破坏晶格的立方对称性,使晶粒中的原子排布完全无序,同时破坏磁场诱导方向上所产生的原子对有序。（2）分别掺杂Al203或B,均会引起薄膜颗粒的减小。这是由于不相溶Al203会在Fe50Co50小岛的生长表面上形成薄层,抑制小岛吸附其它沉积原子,阻止小岛的长大接合。而作为杂质的B原子不仅可以进入Fe50Co50小岛的晶格而且可以阻碍其它沉积原子的吸附,抑制小岛的长大和接合。（3）XRD和XPS结果表明：在Fe50Co50B-AI2O3薄膜中,有大部分的B原子进入到a-Fe50Co50晶格和颗粒间Al2O3绝缘层中,并且Fe50Co50B颗粒中的B含量高于颗粒间Al2O3绝缘层中的B含量；而小部分的B原子在Fe50Co50B颗粒与Al2O3绝缘层界面处与不成对O离子结合生成B2O3。（4）Al2O3和B含量基本相同的Fe65Co35B-Al2O3、Fe50Co5oB-Al2O3薄膜相比较,发现Fe50Co50B薄膜中的总值均比Fe65Co35B-Al2O3薄膜的大0.8-1.6kA/m,这主要是因为Fe50Co50B-Al2O3薄膜的Co/（Co+Fe）比例较大的缘故。（5） Fe50Co5oB-Al2O3薄膜表现出良好的软磁性能和优异的高频特性,当B含量在7.8-19.2范围时,fr均大于2.3 GHz,Δf均大于1 GHz,尤其是（Fe50Co50）87B7.8（Al2O3）5.2薄膜,μ0Ms=1.73 T,Hch=0.3 kA/m, Hk=7.2kA/m, p=350μΩ·cm,fr可达3.5 GHz,并且直到频率为3.2 GHz时,μ’还大于200,μ"max为560,Δf=1.5
肖玉华[10]（2009）在《FeCo-B2O3纳米颗粒膜的高频软磁性及其各向异性调制》文中指出随着电磁器件微型化、集成化和高频化的不断发展,对软磁材料提出了更高的要求。软磁材料必须具有高磁导率μ、高饱和磁化强度Ms、高电阻率ρ和适当大的各向异性场Hk,以便有效降低涡流损耗、提高截止频率。金属—绝缘体纳米颗粒膜是一种新型的软磁材料,它将金属材料的高磁导率μ和绝缘体材料的高电阻率ρ集为一身,使得在一种材料中同时具有高磁导率和高电阻率成为可能,因此近年来这类颗粒膜材料已经成为软磁材料研究领域的热点之一。而颗粒膜的各向异性调制对拓展其工作频率是极其重要的。本文中,我们采用射频磁控溅射方法制备了FeCo-B2O3系列纳米软磁颗粒膜。利用X-ray衍射和HRTEM得到了样品的微观结构信息;用VSM和直流四端法等系统地研究了样品的磁性和电性;利用短路微扰传输线法测量了样品的高频特性;初步探讨了颗粒膜的各向异性场的调制方法;主要得出以下结论:一、结构利用射频磁控溅射方法成功制备了(Fe65CO35)x-（B2O3）1-x系列颗粒膜。HRTEM明场像显示样品由纳米级（1～8 nm）的磁性金属颗粒均匀地镶嵌在B2O3绝缘介质中构成,其金属颗粒尺寸随金属体积分数的减小而减小。电子衍射环证明磁性金属颗粒为体心立方晶体结构。另外,X-ray衍射和HRTEM研究表明样品的晶粒尺寸基本等于颗粒尺寸,这说明一个颗粒只包含一个晶粒。二、磁性（1）系统地研究了(Fe65Co35)x-（B2O3）1-x颗粒膜系统的矫顽力Hc随磁性颗粒体积分数x的变化关系。在x=0.66-0.55的成分范围内,得到了好的软磁性能。矫顽力Hce最小为13.4Oe,最大不超过15.6Oe。我们认为,好的软磁性是由铁磁颗粒间的交换耦合所致。对于(Fe65Co35)x-（B2O3）1-x系统,由于Fe65Co35的铁磁性交换长度Lex较大（～26.0nm）,使得颗粒大小D和间距S之和都远小于Lex,从而在该成份范围内,颗粒间会发生交换耦合。由于交换耦合使颗粒的磁矩趋向平行排列,从而平均了单个颗粒的磁晶各向异性,并克服了退磁效应,使得样品的平均各向异性显着降低,因此有效地地降低了矫顽力。（2）研究了磁各向异性场Hk随x的变化。结果表明随着x的减小,样品的Hk与Hc的变化趋势相反,先增大后减小,在0.55＜x＜0.66范围内Hk较大并且在x=0.61时,Hk最大达到65Oe;说明在交换耦合比较强的区域,Hk有较大的值。（3）δM（H）曲线的研究结果表明:(Fe65Co35)x-（B2O3）1-x系统颗粒间的相互作用为类铁磁性的相互作用,即交换耦合,它导致了低的矫顽力和高的磁导率。三、高频特性利用短路微扰传输线法测量了Fe65Co35-B2O3系统样品的高频特性。（1）在0.55＜x＜0.66的范围内,获得了很好的高频性质,具有高的磁导率μ′和铁磁共振频率fr;并且在这一范围内样品具有很高的电阻率ρ,颗粒薄膜的这些性质预示着这种样品具有很好的高频应用前景。（2）对于x=0.61的Fe65Co35-B2O3典型样品,在f＜1.3GHz时,实部μ′大于180,而虚部μ″在f＜1.0 GHz范围内小于50。当频率大于1.0 GHz时,μ″迅速增大,这是由于铁磁共振（FMR）所致,且共振频率高达2.65 GHz,电阻率高达2.38×103μΩ·cm,较纯金属的高三个量级。用Landau-Lifshitz方程拟合的结果表明在此甚高频下磁性行为是自然共振。四、FeCo-B2O3系统的各向异性调制本文采用以下两种方式研究了各向异性的调制:（1）改变Fe、Co之间的原子比利用射频磁控溅射方法制备了(Fe100-yCoy)0.61-（B2O3）0.39系列样品,结果表明当Co含量在35.0＜y＜77.0之间,各向异性场几乎不随Co含量变化,但其矫顽力逐渐减小,在y=77.0时最小;但当Co含量y＞77.0后,各向异性场迅速消失,其矫顽力迅速增大。（2）斜入射对(Fe23Co77)0.61-（B2O3）0.39样品研究了磁各向异性场Hk随入射角度θ的变化关系。发现当入射角度从0°上升到30°时,各向异性场从53 Oe逐渐增大到115 Oe。通过实验研究了样品的各向异性的起源。我们认为该薄膜磁各向异性场是由两部分组成:不可逆部分和可逆部分。不可逆部分可以用各向异性的交换耦合的模型来解释;而可逆部分可用原子对的方向有序来解释。
二、纳米Fe-In_2O_3颗粒膜的结构和磁特性（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、纳米Fe-In_2O_3颗粒膜的结构和磁特性（论文提纲范文）
（1）超高频纳米复合磁芯膜的结构设计与制备研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 软磁薄膜的研究进展 |
| 1.2.1 非晶态合金薄膜 |
| 1.2.2 纳米晶合金软磁薄膜 |
| 1.2.3 纳米颗粒膜 |
| 1.3 存在的问题及本文的工作 |
| 第二章 薄膜制备方法及表征手段 |
| 2.1 制备方法 |
| 2.1.1 磁控溅射 |
| 2.1.2 加热氧化 |
| 2.2 样品表征 |
| 2.2.1 X射线衍射(XRD) |
| 2.2.2 振动样品磁强计(VSM) |
| 2.2.3 X射线光电子能谱(XPS) |
| 2.2.4 台阶仪 |
| 2.2.5 四探针电阻率测试仪 |
| 2.2.6 矢量网络分析仪 |
| 2.2.7 铁磁共振 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 FeCoSiAlO薄膜的制备与研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 FeCo含量对FeCoAlO薄膜的影响 |
| 3.3 厚度对FeCoAlO薄膜的影响 |
| 3.4 Si含量对FeCoAlO薄膜的影响 |
| 3.5 FeCoSiAlO薄膜的高频磁性 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 FeCoTiAlO薄膜的制备与研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 Ti含量对FeCoAlO薄膜的影响 |
| 4.3 FeCoTiAlO薄膜的铁磁共振 |
| 4.4 FeCoTiAlO在纯氧中的氧化 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 全文总结及展望 |
| 5.1 全文总结 |
| 5.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 硕士期间取得的研究成果 |
（2）铁磁金属薄膜的电阻转变行为及其机理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 铁磁材料介绍 |
| 1.2 Fe-Ga和Fe-Co纳米薄膜的研究现状及应用 |
| 1.3 磁电复合薄膜 |
| 1.3.1 磁电复合薄膜介绍 |
| 1.3.2 2-2型磁电复合薄膜 |
| 1.4 电阻转变与霍尔效应 |
| 1.4.1 传统电阻转变效应简介 |
| 1.4.2 传统电阻转变效应的研究现状 |
| 1.4.3 铁磁金属薄膜电阻转变行为研究 |
| 1.4.4 磁电复合薄膜的电阻转变行为研究 |
| 1.4.5 霍尔效应及其理论机制 |
| 1.5 选题的意义及研究内容 |
| 1.5.1 选题的意义 |
| 1.5.2 论文的研究内容 |
| 第二章 薄膜制备与表征测试方法 |
| 2.1 薄膜的制备方法 |
| 2.2 薄膜的表征与测试方法 |
| 2.2.1 薄膜元素成分表征 |
| 2.2.2 薄膜表面及磁畴结构表征 |
| 2.2.3 铁电压电性能测试 |
| 2.2.4 磁性能测试系统 |
| 2.2.5 半导体参数测试系统 |
| 2.2.6 霍尔效应测试系统 |
| 第三章 Fe-Ga薄膜与Pt/BZT-BCT/Fe-Ga磁电复合薄膜研究 |
| 3.1 Fe-Ga薄膜的制备 |
| 3.2 Fe-Ga薄膜样品表征 |
| 3.2.1 GIXRD分析 |
| 3.2.2 电子探针分析 |
| 3.3 Fe-Ga薄膜磁性能分析 |
| 3.4 Pt/BZT-BCT/Fe-Ga磁电复合薄膜研究 |
| 3.4.1 磁电复合薄膜制备 |
| 3.4.2 磁电复合薄膜XRD分析 |
| 3.4.3 磁电复合薄膜铁电和压电性能分析 |
| 3.4.4 磁电复合薄膜的电阻转变分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 Fe-Co薄膜的制备、表征与性能分析 |
| 4.1 Fe-Co薄膜的制备 |
| 4.2 Fe-Co薄膜样品表征 |
| 4.2.1 GIXRD分析 |
| 4.2.2 薄膜厚度表征 |
| 4.2.3 MFM磁畴分析 |
| 4.2.4 电子探针分析 |
| 4.3 Fe-Co薄膜性能分析 |
| 4.3.1 磁性能分析 |
| 4.3.2 I-V曲线分析 |
| 4.4 霍尔效应分析 |
| 4.4.1 样品制备 |
| 4.4.2 霍尔电阻的测量与分析 |
| 4.4.3 霍尔电阻与温度的关系 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 在学期间取得的科研成果和科研情况说明 |
| 致谢 |
（3）掺杂与图案化对Fe基软磁薄膜动态磁性的影响（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 软磁材料的发展 |
| 1.2 软磁薄膜的磁共振 |
| 1.2.1 软磁薄膜自然共振的研究现状 |
| 1.2.2 自旋波的研究现状 |
| 1.2.3 自旋波的分类 |
| 1.2.4 自旋波的探测 |
| 1.2.5 自旋波的应用 |
| 1.3 研究动机 |
| 参考文献 |
| 第二章 理论基础 |
| 2.1 磁性材料中的能量及其起源 |
| 2.1.1 静磁能(塞曼能与退磁能) |
| 2.1.2 磁晶各向异性能 |
| 2.1.3 磁致伸缩能 |
| 2.1.4 交换作用能 |
| 2.2 铁磁体中的静态磁性参数 |
| 2.2.1 磁滞回线及基本磁性参数 |
| 2.2.2 磁性材料中的磁畴与畴壁 |
| 2.3 铁磁薄膜的动态磁化理论 |
| 2.3.1 磁矩进动的LLG方程 |
| 2.3.2 一致进动色散关系 |
| 2.3.3 非一致进动色散关系 |
| 2.3.4 磁谱计算公式的推导 |
| 参考文献 |
| 第三章 薄膜样品的制备工艺与性能表征方法 |
| 3.1 薄膜的制备方法 |
| 3.1.1 电化学沉积 |
| 3.1.2 磁控溅射 |
| 3.1.3 微纳加工技术 |
| 3.2 薄膜磁性能表征方法 |
| 3.2.1 磁光克尔仪(MOKE) |
| 3.2.2 振动样品磁强计(VSM) |
| 3.2.3 电子自旋共振谱仪(ESR) |
| 3.2.4 矢量网络分析仪(VNA) |
| 参考文献 |
| 第四章 电化学沉积制备FeCo基软磁薄膜动态磁特性的研究 |
| 4.1 FeCoC软磁薄膜动态磁特性的研究 |
| 4.1.1 实验条件 |
| 4.1.2 柠檬酸浓度对薄膜结构和磁性的影响 |
| 4.1.3 电解液pH值对FeCoC软磁薄膜高频磁性能的影响 |
| 4.2 FeCoCe软磁薄膜的制备及其高频磁性研究 |
| 4.2.1 实验条件 |
| 4.2.2 CeSO_4·4 H_2O浓度对FeCoCe薄膜结构和磁性的影响 |
| 4.2.3 沉积电位对FeCoCe薄膜结构和磁性能的影响 |
| 4.2.4 沉积温度对FeCoCe薄膜结构和磁性能的影响 |
| 4.3 本章总结 |
| 参考文献 |
| 第五章 氧化镁掺杂对坡莫合金薄膜动态磁性的影响 |
| 5.1 氧化镁溅射功率对Py合金薄膜磁性能的影响 |
| 5.1.1 实验条件 |
| 5.1.2 FeNi-MgO颗粒膜的结构 |
| 5.1.3 FeNi-MgO颗粒膜的静态磁性 |
| 5.1.4 FeNi-MgO颗粒膜的动态磁性 |
| 5.2 倾斜溅射对FeNi-MgO颗粒膜高频磁性的修饰 |
| 5.2.1 实验条件 |
| 5.2.2 倾斜溅射FeNi-MgO颗粒膜静磁性能 |
| 5.2.3 倾斜溅射FeNi-MgO颗粒膜动态磁性能 |
| 5.3 磁场热处理对FeNi-MgO颗粒膜高频磁性的修饰 |
| 5.3.1 实验条件 |
| 5.3.2 热处理温度对FeNi-MgO颗粒膜结构的修饰 |
| 5.3.3 热处理温度对FeNi-MgO颗粒膜静态磁性的修饰 |
| 5.3.4 热处理温度对FeNi-MgO颗粒膜动态磁性的修饰 |
| 5.4 厚度对FeNi-MgO颗粒膜动态磁性的影响 |
| 5.4.1 实验条件 |
| 5.4.2 不同厚度的FeNi-MgO颗粒膜的静态磁性能 |
| 5.4.3 不同厚度FeNi-MgO颗粒膜的动态磁性能 |
| 5.5 FeNi-MgO颗粒膜中自旋波共振的角度依赖性 |
| 5.5.1 实验条件 |
| 5.5.2 FeNi-MgO颗粒膜的静磁性能 |
| 5.5.3 FeNi-MgO颗粒膜中自旋波共振的角度依赖性 |
| 5.6 FeNi-MgO颗粒膜和Py在微带天线中的应用 |
| 5.6.1 实验条件 |
| 5.6.2 微带天线设计 |
| 5.6.3 磁性薄膜对微带天线工作频率的影响 |
| 5.7 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 图案化对坡莫合金薄膜动态磁性的影响 |
| 6.1 坡莫合金薄膜类反点结构修饰 |
| 6.1.1 实验条件 |
| 6.1.2 类反点结构对坡莫合金薄膜静态磁性的修饰 |
| 6.1.3 类反点结构对坡莫合金薄膜动态磁性的修饰 |
| 6.2 复合图案对坡莫合金磁性能的修饰 |
| 6.2.1 实验条件 |
| 6.2.2 复合图案坡莫合金薄膜结构 |
| 6.2.3 复合图案坡莫薄膜的静态磁性 |
| 6.3 Fe_(20)Ni_(80)和Co_(20)Fe_(60)B_(20)材料调制的条带的磁性能 |
| 6.3.1 实验条件 |
| 6.3.2 材料调制样品的静态磁性能 |
| 6.3.3 材料调制条带样品的动态磁性能 |
| 6.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 本论文的主要研究内容及结论 |
| 7.2 存在的问题及工作展望 |
| 附录 剩磁状态下磁谱测试 |
| 1.1 实验条件 |
| 1.2 Py(200nm)薄膜剩磁态下磁谱测试 |
| 1.3 不同软磁薄膜的剩磁态的测试 |
| 1.4 外加磁场垂直于薄膜表面的剩磁状态的VNA-FMR测试 |
| 1.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 在学期间的研究成果 |
| 致谢 |
（4）脉冲电流快速退火对NiFe/FeMn薄膜磁性能的影响（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 高频磁性薄膜及基础理论 |
| 1.2.1 高频磁性薄膜 |
| 1.2.2 高频磁性基础理论 |
| 1.3 脉冲电流快速退火技术 |
| 1.4 交换偏置及磁各向异性 |
| 1.4.1 交换偏置 |
| 1.4.2 磁各向异性 |
| 1.5 研究内容与创新之处 |
| 第二章 试验仪器材料与方法 |
| 2.1 磁性薄膜的制备 |
| 2.2 图形化电路制备 |
| 2.3 干法刻蚀工艺 |
| 2.4 试验耗材与设备 |
| 2.5 薄膜的表征方法 |
| 2.5.1 薄膜厚度的测量 |
| 2.5.2 X射线衍射分析 |
| 2.5.3 扫描电子显微镜分析 |
| 2.5.4 多物理场仿真 |
| 2.5.5 静态磁性测量 |
| 2.5.6 各向异性磁电阻测量 |
| 2.5.7 动态磁性测量 |
| 第三章 脉冲电流快速退火平台的搭建 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 脉冲电流快速退火装置指标 |
| 3.3 真空源及退火炉 |
| 3.4 直流源及脉冲电流发生装置 |
| 3.4.1 直流源设计 |
| 3.4.2 脉冲电流发生装置设计选择 |
| 3.5 小结 |
| 第四章 交换偏置薄膜旋转各向异性调控 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 薄膜样品的制备 |
| 4.2.1 薄膜样品的沉积 |
| 4.2.2 薄膜样品的成分及物相 |
| 4.2.3 薄膜样品的磁性能 |
| 4.3 不同磁场下样品的退火研究 |
| 4.3.1 无磁场退火 |
| 4.3.2 正向磁场退火 |
| 4.3.3 反向磁场退火 |
| 4.4 NiFe(10 nm)/FeMn(8 nm)反向退火实验 |
| 4.4.1 样品结构研究 |
| 4.4.2 反向磁场退火样品的磁滞回线 |
| 4.4.3 反向磁场退火样品的VNA测试 |
| 4.4.4 磁矩配置模型分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 连续反平行交换偏置薄膜的研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 样品表面图形化电路 |
| 5.3 30 /120(w/d)型电路退火研究 |
| 5.4 50 /200(w/d)型电路退火研究 |
| 5.4.1 连续薄膜退火研究 |
| 5.4.2 退火后薄膜套刻研究 |
| 5.5 讨论 |
| 5.5.1 反平行交换偏置区域形成证明 |
| 5.5.2 机理解释 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 全文研究总结 |
| 6.2 后期研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的研究成果 |
（5）Co-TiO2纳米颗粒复合薄膜磁电阻性能及其机理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 磁电阻的发展 |
| 1.3 隧道磁电阻材料的发展与应用 |
| 1.3.1 隧道结 |
| 1.3.2 多层膜 |
| 1.3.3 纳米颗粒复合薄膜 |
| 1.4 磁电阻机理研究 |
| 1.4.1 隧道磁电阻产生机理 |
| 1.4.2 温度对磁电阻的影响 |
| 1.4.3 测试偏压对磁电阻的影响 |
| 1.4.4 电子自旋相关隧穿导电机制计算 |
| 1.5 研究背景及实验计划 |
| 第2章 实验方法及表征手段 |
| 2.1 纳米颗粒复合薄膜制备原理及方法 |
| 2.1.1 磁控溅射设备结构其机理 |
| 2.1.2 纳米颗粒复合薄膜制备方法 |
| 2.2 纳米颗粒复合薄膜表征手段 |
| 2.2.1 台阶仪 |
| 2.2.2 X射线能谱和能谱仪 |
| 2.2.3 X射线衍射仪和透射电子显微镜 |
| 2.2.4 扫描电子显微镜和原子力显微镜 |
| 2.2.5 超导量子干涉仪和综合物性能测试仪 |
| 第3章 金属含量对Co-TiO_2纳米颗粒复合薄膜微观结构及其性能的影响 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 成分及元素价态分析 |
| 3.3 微观结构及表面形貌 |
| 3.3.1 X射线衍射图谱 |
| 3.3.2 透射电镜数据分析 |
| 3.3.3 场发射电子扫描显微镜数据分析 |
| 3.4 磁学及电学性能 |
| 3.4.1 磁学性能 |
| 3.4.3 磁电阻性能 |
| 3.5 磁电阻影响机理研究 |
| 3.5.1 测试偏压对材料导电机制的影响 |
| 3.5.2 温度对薄膜导电机制的影响 |
| 3.5.3 电子导电机制拟合计算 |
| 3.6 总结 |
| 第4章 基底温度对Co-TiO_2纳米颗粒复合薄膜微观结构及其性能的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 成分及元素价态分析 |
| 4.3 微观结构及表面形貌 |
| 4.3.1 X射线衍射图谱 |
| 4.3.2 透射电镜数据分析 |
| 4.3.3 场发射电子扫描显微镜数据分析 |
| 4.3.4 原子力显微镜数据分析 |
| 4.4 磁学及电学性能 |
| 4.4.1 磁学性能 |
| 4.4.2 电学与磁电阻性能 |
| 4.4.3 低温对磁电阻的影响 |
| 4.5 薄膜电子运输机制讨论分析 |
| 4.5.1 测试偏压对电子跃迁机制影响 |
| 4.5.2 温度对电子跃迁机制的影响 |
| 4.5.3 不同温度下电子导电机制拟合计算 |
| 4.6 总结 |
| 第5章 全文总结及展望 |
| 参考文献 |
| 发表论文和参加科研情况说明 |
| 致谢 |
（7）纳米软磁复合薄膜的PLD法制备及性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 软磁材料 |
| 1.2 软磁复合材料 |
| 1.3 纳米软磁复合薄膜 |
| 1.3.1 纳米软磁复合薄膜的磁各向异性 |
| 1.3.2 纳米软磁复合薄膜的动态磁化 |
| 1.3.3 纳米软磁复合薄膜的尺寸效应 |
| 1.3.4 纳米软磁复合薄膜的电输运 |
| 1.3.5 纳米软磁复合薄膜的制备 |
| 1.3.6 真空与薄膜制备的关系 |
| 1.4 纳米软磁复合薄膜的研究现状 |
| 1.4.1 轻元素掺杂软磁薄膜 |
| 1.4.2 软磁颗粒薄膜 |
| 1.4.3 软磁多层膜 |
| 1.5 本文选题依据、意义和研究内容 |
| 1.5.1 选题依据和意义 |
| 1.5.2 研究内容 |
| 第二章 实验方法 |
| 2.1 纳米软磁复合薄膜的制备 |
| 2.1.1 PLD系统设备介绍 |
| 2.1.2 实验流程 |
| 2.2 样品表征及测试原理 |
| 2.2.1 磁性测量系统(MPMS) |
| 2.2.2 振动样品磁强计(VSM) |
| 2.2.3 矢量网络分析仪(VNA) |
| 2.2.4 电子自旋共振谱仪(ESR) |
| 2.2.5 X射线光电子谱(XPS) |
| 2.2.6 掠入射X射线衍射(GIXRD) |
| 2.2.7 透射电子显微镜(TEM) |
| 2.2.8 扫描电子显微镜(SEM) |
| 2.2.9 综合物性测量系统(PPMS) |
| 2.2.10 四探针电阻率测试 |
| 第三章 FeAlO纳米软磁复合薄膜的制备及其结构性能 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验结果与讨论 |
| 3.2.1 沉积气氛对FeAlO薄膜成分的影响 |
| 3.2.2 靶材Al含量对FeAlO薄膜结构和性能的影响 |
| 3.2.3 热处理对FeAlO薄膜结构和性能的影响 |
| 3.3 结论 |
| 第四章 FeCoAlO纳米软磁颗粒膜的结构和性能 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验结果与讨论 |
| 4.2.1 微结构和成分分析 |
| 4.2.2 磁性能分析 |
| 4.2.3 温度对FeCoAlO薄膜结构和性能的影响 |
| 4.3 结论 |
| 第五章 FeCoAlON纳米软磁颗粒膜的结构和性能 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验结果与讨论 |
| 5.2.1 显微结构分析 |
| 5.2.2 成分分析 |
| 5.2.3 磁性能分析 |
| 5.2.4 热处理对磁性能的影响 |
| 5.3 结论 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
| 攻读博士学位期间取得的学术成果 |
（8）Co与ZnO半导体等复合膜磁电阻效应及自旋注入的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 综述 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 巨磁电阻效应 |
| 1.2.1 巨磁电阻效应的发现 |
| 1.2.2 巨磁电阻效应的产生机制 |
| 1.2.3 巨磁电阻效应的研究现状 |
| 1.3 隧穿磁电阻效应 |
| 1.3.1 隧穿磁电阻效应的发现 |
| 1.3.2 隧穿磁电阻效应的产生机制及影响因素 |
| 1.3.3 颗粒膜隧穿磁电阻效应 |
| 1.3.3.1 颗粒膜隧穿磁电阻效应的发现 |
| 1.3.3.2 绝缘体颗粒膜体系的磁电阻理论 |
| 1.3.3.3 颗粒膜隧穿磁电阻与温度的关系 |
| 1.3.3.4 绝缘体颗粒膜的电输运机制 |
| 1.3.4 不连续金属/绝缘体颗粒多层膜的隧穿磁电阻效应 |
| 1.4 磁性金属/半导体薄膜中的磁电阻效应 |
| 1.4.1 半导体势垒层隧道结中磁电阻效应 |
| 1.4.2 磁性金属/半导体纳米复合薄膜的磁电阻效应 |
| 1.4.3 金属/半导体界面磁性半导体的自旋过滤效应 |
| 1.4.3.1 自旋过滤效应的定义 |
| 1.4.3.2 自旋过滤效应在半导体自旋注入中的研究现状 |
| 1.5 本论文的思路和工作安排 |
| 参考文献 |
| 2 薄膜样品的制备及分析测试 |
| 2.1 前言 |
| 2.2 薄膜样品的制备 |
| 2.2.1 基片的清洗 |
| 2.2.2 磁控溅射制备样品 |
| 2.2.2.1 溅射现象 |
| 2.2.2.2 磁控溅射 |
| 2.2.2.3 溅射参数 |
| 2.2.2.4 JGP560CC 型三室超高真空多功能溅射系统 |
| 2.2.2.5 薄膜制备 |
| 2.2.2.6 薄膜后期退火 |
| 2.3 薄膜的结构和成分测试 |
| 2.3.1 薄膜的厚度测量 |
| 2.3.2 X 射线衍射分析 |
| 2.3.3 X 射线光电子能谱 |
| 2.3.4 透射电子显微镜 |
| 2.4 薄膜的磁性、电输运和光学性能的测试 |
| 2.4.1 振动样品磁强计 |
| 2.4.2 MPMS 高精度磁学测量系统 |
| 2.4.3 薄膜光学性能的测定 |
| 2.4.4 薄膜电输运性质的测试 |
| 参考文献 |
| 3 不同 ZnO 含量 Co/ZnO 薄膜的结构、磁性和磁电阻效 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验过程 |
| 3.3 结果和讨论 |
| 3.3.1 薄膜的结构分析 |
| 3.3.2 薄膜的磁性分析 |
| 3.3.3 薄膜的光学性质 |
| 3.3.4 薄膜的磁电阻效应和电输运性质 |
| 3.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 4 Co/M [M=ZnO、Al_2O_3、C、Cu]薄膜磁电阻效应的比较研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验过程 |
| 4.3 结果和讨论 |
| 4.3.1 薄膜的结构 |
| 4.3.2 薄膜的磁性 |
| 4.3.3 薄膜的电阻特性和磁电阻效应 |
| 4.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 5 掺杂 Al 对 Co/ZnO 薄膜磁性和自旋注入的影响 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验过程 |
| 5.3 结果和讨论 |
| 5.3.1 薄膜的结构 |
| 5.3.2 薄膜的磁性 |
| 5.3.3 薄膜的磁电阻效应和自旋电子注入 |
| 5.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 6 Co/ZnO 薄膜室温磁电阻效应对薄膜电阻的依赖性 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 实验过程 |
| 6.3 结果和讨论 |
| 6.3.1 薄膜的室温磁电阻效应对电阻的依赖关系 |
| 6.3.2 薄膜的结构 |
| 6.3.3 薄膜的磁性 |
| 6.3.4 薄膜的电输运性质 |
| 6.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 7 结论 |
| 论文创新点 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的论文 |
（9）Al2O3、B掺杂的FeCo基薄膜的结构和磁性研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 第一章 引言 |
| 1.1 磁性纳米材料 |
| 1.1.1 单畴结构 |
| 1.1.2 超顺磁性 |
| 1.1.3 饱和磁化强度 |
| 1.1.4 矫顽力 |
| 1.1.5 宏观量子隧道效应 |
| 1.2 磁性薄膜 |
| 1.3 软磁薄膜的特性及其应用 |
| 1.3.1 软磁薄膜的高频特性 |
| 1.3.2 软磁薄膜的应用 |
| 1.4 3d过渡金属软磁薄膜的研究现状 |
| 1.5 FeCo基软磁薄膜的研究现状 |
| 1.6 本工作的研究目的和意义 |
| 参考文献 |
| 第二章 基础理论 |
| 2.1 铁磁性材料的基本特征 |
| 2.1.1 自发磁化、居里温度与交换作用能 |
| 2.1.2 外磁场能 |
| 2.1.3 退磁现象 |
| 2.1.4 磁各向异性 |
| 2.1.5 磁畴 |
| 2.1.6 磁致伸缩 |
| 2.1.7 磁滞现象 |
| 2.1.8 剩磁 |
| 2.2 利用剩磁特性研究颗粒间的相互作用 |
| 2.2.1 等温剩磁曲线(IRM) |
| 2.2.2 直流退磁曲线(DCD) |
| 2.2.3 Henkel和δM曲线 |
| 2.3 G Herzer模型 |
| 2.4 复数磁导率 |
| 2.5 磁损耗机制 |
| 2.5.1 低频弱场区的磁损耗 |
| 2.5.2 高频弱场区的磁损耗 |
| 2.6 包含涡流效应的磁化动力学分析 |
| 2.7 薄膜生长的基本机理 |
| 参考文献 |
| 第三章 薄膜的制备与表征 |
| 3.1 薄膜的制备 |
| 3.1.1 磁控溅射制膜的基本原理 |
| 3.1.2 薄膜的制备设备 |
| 3.1.3 基底的清洗 |
| 3.1.4 溅射工艺的控制 |
| 3.2 薄膜的表征 |
| 3.2.1 薄膜厚度测量 |
| 3.2.2 薄膜的成分测量 |
| 3.2.3 X射线衍射 |
| 3.2.4 扫描电子显微镜 |
| 3.2.5 透射电子显微镜 |
| 3.2.6 振动样品磁强计 |
| 3.2.7 穆斯堡尔谱 |
| 3.2.8 电阻率的测量 |
| 3.2.9 动态磁性测量 |
| 参考文献 |
| 第四章 Al_2O_3和B掺杂对Fe_(65)Co_(35)薄膜结构和性能的影响 |
| 4.1 薄膜制备 |
| 4.2 Al_2O_3掺杂对Fe_(65)Co_(35)薄膜结构和磁性的影响 |
| 4.2.1 薄膜的成分 |
| 4.2.2 Al_2O_3掺杂对薄膜结构的影响 |
| 4.2.3 Al_2O_3掺杂对Fe_(65)Co_(35)薄膜静态磁性的影响 |
| 4.3 B掺杂对Fe_(65)Co_(35)-Al_2O_3薄膜结构和磁性的影响 |
| 4.3.1 B掺杂对Fe_(65)Co_(35)-Al_2O_3薄膜结构的影响 |
| 4.3.2 B掺杂对Fe_(65)Co_(35)-Al_2O_3薄膜静态磁性的影响 |
| 4.3.3 B掺杂对Fe_(65)Co_(35)-Al_2O_3薄膜动态磁性的影响 |
| 4.4 小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 Fe_(50)Co_(50)B-Al_2O_3薄膜的结构和磁性 |
| 5.1 薄膜制备 |
| 5.2 Fe_(50)Co_(50)-Al_2O_3薄膜的结构与磁性 |
| 5.3 Fe_(50)Co_(50)B薄膜的结构与磁性 |
| 5.4 Fe_(50)Co_(50)B-Al_2O_3薄膜的结构和性能 |
| 5.5 小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 本文工作总结 |
| 6.2 展望 |
| 在学期间的研究成果 |
| 致谢 |
（10）FeCo-B2O3纳米颗粒膜的高频软磁性及其各向异性调制（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 概述 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.3 研究目的 |
| 参考文献 |
| 第二章 基础理论 |
| 2.1 软磁材料的动态磁化机制 |
| 2.1.1 磁滞回线的形状 |
| 2.1.2 磁畴和畴壁移动 |
| 2.1.3 复数磁导率 |
| 2.2 低频弱场区软磁材料的磁损耗机制 |
| 2.2.1 涡流损耗 |
| 2.2.2 磁滞损耗 |
| 2.2.3 磁后效损耗 |
| 2.3 高频弱场区的磁损耗机制 |
| 2.3.1 自然共振 |
| 2.3.2 畴壁共振 |
| 2.4 弱场区的复数磁导率与频率的关系——磁谱 |
| 2.4.1 低频率段的磁谱曲线 |
| 2.4.2 高频率段的磁谱曲线及损耗 |
| 2.5 非晶、纳米晶软磁材料的软磁性机理 |
| 2.5.1 非晶中的随机各向异性模型 |
| 2.5.2 纳米晶中的随机各向异性模型 |
| 2.6 金属—绝缘体纳米颗粒膜的电性 |
| 2.6.1 金属态 |
| 2.6.2 过渡态 |
| 2.6.3 介质态 |
| 2.7 金属-绝缘体纳米颗粒膜的磁性 |
| 2.7.1 单畴临界尺寸 |
| 2.7.2 超顺磁性 |
| 2.7.3 超顺磁阻截温度 |
| 参考文献 |
| 第三章 样品的制备与测量方法 |
| 3.1 样品的制备 |
| 3.1.1 磁控溅射的基本原理 |
| 3.1.2 溅射工艺参数的选择 |
| 3.2 测试方法 |
| 3.2.1 微结构与物相分析 |
| 3.2.2 磁性测量 |
| 3.2.3 电性测量 |
| 3.2.4 成份的测量 |
| 3.2.5 厚度的测量 |
| 3.2.6 高频磁导率的测量 |
| 参考文献 |
| 第四章 (Fe_(65)Co_(35)-B_2O_3颗粒膜的高频软磁特性 |
| 4.1 Fe_(65)Co_(35)体积分数对薄膜软磁性能的影响 |
| 4.1.1 X射线能量色散谱(EDS)与电感耦合等离子体发射光谱(ICP) |
| 4.1.2 X射线衍射(XRD) |
| 4.1.3 高分辨透射电子显微像(HRTEM) |
| 4.1.4 Fe_(65)Co_(35)-B_2O_3颗粒膜的磁性 |
| 4.2 Fe_(65)Co_(35)-B_2O_3纳米颗粒膜的高频特性 |
| 4.3 铁磁颗粒间交换耦合的证明 |
| 4.3.1 Henkel plot曲线 |
| 4.3.2 δM曲线研究 |
| 参考文献 |
| 第五章 FeCo-B_2O_3纳米颗粒膜的各向异性调制 |
| 5.1 不同Co含量的研究 |
| 5.1.1 X射线衍射(XRD) |
| 5.1.2 高分辨透射电子显微像(HRTEM) |
| 5.1.3 (Fe_(100-y)Co_y)_(0.61)(B_2O_3)_(0.39)颗粒膜的磁性 |
| 5.1.4 (Fe_(100-y)Co_y)_(0.61)(B_2O_3)_(0.39)纳米颗粒膜的高频特性 |
| 5.2 斜入射对FeCo-B_2O_3各向异性变化的研究 |
| 参考文献 |
| 第六章 结论 |
| 附录 |
| 致谢 |
四、纳米Fe-In_2O_3颗粒膜的结构和磁特性（论文参考文献）
- [1]超高频纳米复合磁芯膜的结构设计与制备研究[D]. 邹想. 电子科技大学, 2021(01)
- [2]铁磁金属薄膜的电阻转变行为及其机理研究[D]. 李辉. 天津理工大学, 2020(05)
- [3]掺杂与图案化对Fe基软磁薄膜动态磁性的影响[D]. 冯红梅. 兰州大学, 2020(01)
- [4]脉冲电流快速退火对NiFe/FeMn薄膜磁性能的影响[D]. 王振. 西南科技大学, 2020(08)
- [5]Co-TiO2纳米颗粒复合薄膜磁电阻性能及其机理研究[D]. 陈浩禹. 天津大学, 2020(02)
- [6]核壳结构磁性复合纳米材料的可控合成与性能[J]. 何学敏,钟伟,都有为. 物理学报, 2018(22)
- [7]纳米软磁复合薄膜的PLD法制备及性能研究[D]. 白国华. 浙江大学, 2017(04)
- [8]Co与ZnO半导体等复合膜磁电阻效应及自旋注入的研究[D]. 全志勇. 山西师范大学, 2012(08)
- [9]Al2O3、B掺杂的FeCo基薄膜的结构和磁性研究[D]. 王姝. 兰州大学, 2011(01)
- [10]FeCo-B2O3纳米颗粒膜的高频软磁性及其各向异性调制[D]. 肖玉华. 兰州大学, 2009(11)