条形畴结构的FeCoAlON薄膜磁性的研究

王锐; 郑富; 罗飞龙; 娄元付; 王颖; 曹江伟; 白建民; 魏福林; 阿谢卡姆津

doi:10.7498/aps.62.217503

摘要

用磁控射频溅射法制备了FeCoAlON薄膜, 研究了Al-O和N元素的添加对FeCo合金薄膜的软磁性的影响. 研究结果表明: 随着Al, O, N元素添加量的增加, 薄膜微结构从多晶转化到纳米晶再转化到非晶态, 薄膜表现为软磁性; 在N的含量较高时, 薄膜呈现条形畴结构, 本文对条形畴结构出现的机理和条件作了详细讨论, 并发现具有条形畴结构的薄膜的磁导率频率特性具有多峰共振的特点.

关键词:

铁钴基合金 /
薄膜 /
条形畴

The FeCoAlON thin films were prepared by magnetron sputtering. Effect of element addition of Al, O, and N on magnetic materials was studied. Experiment demonstrated that with increasing Al, O and N, the film structure changed from polycrystalline to amorphous, and the films showed soft magnetism. When N content in the film is high, the films show stripe domain structure. The condition and mechanism for the occurrence of stripe domain structure were discussed in detail, and we found that the frequency response of permeability of the films show characteristics of multi-peak resonance.

Keywords:

作者及机构信息

1.
兰州大学磁学与磁性材料教育部重点实验室, 磁性材料研究所, 兰州 730000;

2.
俄罗斯科学院约飞物理-技术研究所, 圣彼德堡 194021

基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 51171086, 61272076)资助的课题.

Authors and contacts

1.
Key Laboratory for Magnetism and Magnetic Materials of the Ministry of Education Research Institute of Magnetic Materials, Lanzhou University, Lanzhou 730000, China;

2.
Ioffe Physico-Technical Institute of Russian Academy of Sciences, St. Petersburg 194021, Russian Federation

Funds: Project supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant Nos. 51171086, 61272076).

参考文献

[1]	Soohoo R F 1979 IEEE Trans Magn. 15 1830
[2]	Kim C S, Bea S, Kim H J, Nam S E, Kim H J 2001 IEEE Trans Magn. 37 2894
[3]	Kim K H, Kim J Y, Kim H J, Suk H H, Kim H J 2002 IEEE Trans Magn. 38 3162
[4]	Zhang L R, LV H, Liu X, Bai J M, Wei F L 2012 Chin. Phys. B 21 037502
[5]	Bozorth R M 1998 Ferromagnetism (Vol.148) (New York: Wiley-IEEE Press)
[6]	Wang S X, Sun N X, Yamaguchi M, Yabukami S 2000 Nature (London) 40 7150
[7]	Löffler J F, Braun H B, Wagner W, Kostorz G, Wiedenmann A 2001 Materials Science and Engineering A 304 1050
[8]	Chikazumi S 1978 Physics of Magnetism ([M] Boca Raton, FL: Krieger)
[9]	Wang X, Zheng F, Lu J, Bai J M, Wang Y, Wei F L 2011 Acta Phys. Sin. 60 017505 (in Chinese) [王璇, 郑富, 芦佳, 白建民, 王颖, 魏福林 2011 物理学报 60 017505]
[10]	Ding Y F, Byeon S C, Alexander C 2001 IEEE Trans Magn. 37 1776
[11]	Prosen R J, Holmen J O, Gran B E 1961 Appl. Phys. Lett. 32 92S
[12]	Shimada Y, Shimoda M, Kitakami O 1995 Jpn. J. Appl. Phys. 34 4786
[13]	Hehn M, Padovani S, Ounadjela K, Bucher J P 1996 Phys. Rev. B 54 3428
[14]	Viala B, Minor M K, Barnard J A 1996 J. Appl. Phys. 80 3941
[15]	Murayama Y 1966 J. Phys. Soc. Japan. 21 2253
[16]	Abanov A, Kalatsky V, Pokrovsky V L, Saslow W M 1995 Phys. Rev. B 51 1023
[17]	Samson Y, Marty A, Hoffmann R, Gehanno V, Gilles B 1999 J. Appl. Phys. 85 4604
[18]	Marty A, Samson Y, Gilles B, Belakhovsky M, Dudzik E, Drr H, Dhesi S S, Van der Laan G, Goedkoop J B 2000 J. Appl. Phys. 87 5472
[19]	Zou P, Yu W, James A B 2002 IEEE Trans. Magn. 38 3501
[20]	Yafer Y, Gyorgy E M 1988 Phys. Rev. B 38 9145
[21]	Wu Y Z, Won C, Scholl A, Doran A, Zhao H W, Jin X F, Qiu Z Q 2004 Phys. Rev. Lett. 93 117205
[22]	Cates J C, Alexander C 1994 J. Appl. Phys. 75 6754
[23]	Acher O, Boscher C, Brulé B, Perrin G, Vukadinovic N, Suran G, Joister H 1997 J. Appl. Phys. 81 4057
[24]	Vukadinovic N, Youssef J B, Gall H L 1995 J. Magn. Magn Mater. 150 213

施引文献

[1]	Soohoo R F 1979 IEEE Trans Magn. 15 1830
[2]	Kim C S, Bea S, Kim H J, Nam S E, Kim H J 2001 IEEE Trans Magn. 37 2894
[3]	Kim K H, Kim J Y, Kim H J, Suk H H, Kim H J 2002 IEEE Trans Magn. 38 3162
[4]	Zhang L R, LV H, Liu X, Bai J M, Wei F L 2012 Chin. Phys. B 21 037502
[5]	Bozorth R M 1998 Ferromagnetism (Vol.148) (New York: Wiley-IEEE Press)
[6]	Wang S X, Sun N X, Yamaguchi M, Yabukami S 2000 Nature (London) 40 7150
[7]	Löffler J F, Braun H B, Wagner W, Kostorz G, Wiedenmann A 2001 Materials Science and Engineering A 304 1050
[8]	Chikazumi S 1978 Physics of Magnetism ([M] Boca Raton, FL: Krieger)
[9]	Wang X, Zheng F, Lu J, Bai J M, Wang Y, Wei F L 2011 Acta Phys. Sin. 60 017505 (in Chinese) [王璇, 郑富, 芦佳, 白建民, 王颖, 魏福林 2011 物理学报 60 017505]
[10]	Ding Y F, Byeon S C, Alexander C 2001 IEEE Trans Magn. 37 1776
[11]	Prosen R J, Holmen J O, Gran B E 1961 Appl. Phys. Lett. 32 92S
[12]	Shimada Y, Shimoda M, Kitakami O 1995 Jpn. J. Appl. Phys. 34 4786
[13]	Hehn M, Padovani S, Ounadjela K, Bucher J P 1996 Phys. Rev. B 54 3428
[14]	Viala B, Minor M K, Barnard J A 1996 J. Appl. Phys. 80 3941
[15]	Murayama Y 1966 J. Phys. Soc. Japan. 21 2253
[16]	Abanov A, Kalatsky V, Pokrovsky V L, Saslow W M 1995 Phys. Rev. B 51 1023
[17]	Samson Y, Marty A, Hoffmann R, Gehanno V, Gilles B 1999 J. Appl. Phys. 85 4604
[18]	Marty A, Samson Y, Gilles B, Belakhovsky M, Dudzik E, Drr H, Dhesi S S, Van der Laan G, Goedkoop J B 2000 J. Appl. Phys. 87 5472
[19]	Zou P, Yu W, James A B 2002 IEEE Trans. Magn. 38 3501
[20]	Yafer Y, Gyorgy E M 1988 Phys. Rev. B 38 9145
[21]	Wu Y Z, Won C, Scholl A, Doran A, Zhao H W, Jin X F, Qiu Z Q 2004 Phys. Rev. Lett. 93 117205
[22]	Cates J C, Alexander C 1994 J. Appl. Phys. 75 6754
[23]	Acher O, Boscher C, Brulé B, Perrin G, Vukadinovic N, Suran G, Joister H 1997 J. Appl. Phys. 81 4057
[24]	Vukadinovic N, Youssef J B, Gall H L 1995 J. Magn. Magn Mater. 150 213

[1]	马云鹏, 庄华鹭, 李敬锋, 李千. 应变增强Nb掺杂SrTiO₃薄膜热电性能. 物理学报, 2023, 72(9): 096803. doi: 10.7498/aps.72.20222301
[2]	张硕, 龙连春, 刘静毅, 杨洋. 缺陷对铁单质薄膜磁致伸缩与磁矩演化的影响. 物理学报, 2022, 71(1): 017502. doi: 10.7498/aps.71.20211177
[3]	张硕, 龙连春, 刘静毅, 杨洋. 分子动力学方法研究缺陷对铁单质薄膜磁致伸缩的影响. 物理学报, 2021, (): . doi: 10.7498/aps.70.20211177
[4]	李会华, 张嘉辉, 余森江, 卢晨曦, 李领伟. 柔性基周期性厚度梯度薄膜的应变效应. 物理学报, 2021, 70(1): 016801. doi: 10.7498/aps.70.20201008
[5]	杜允, 鲁年鹏, 杨虎, 叶满萍, 李超荣. In掺杂氮化亚铜薄膜的电学、光学和结构特性研究. 物理学报, 2013, 62(11): 118104. doi: 10.7498/aps.62.118104
[6]	宋成粉, 樊沁娜, 李蔚, 刘永利, 张林. TiAl合金薄膜在冷却过程中结构变化的原子尺度计算研究. 物理学报, 2011, 60(6): 063104. doi: 10.7498/aps.60.063104
[7]	仲崇贵, 蒋青, 方靖淮, 江学范, 罗礼进. 1-3型纳米多铁复合薄膜中电场诱导的磁化研究. 物理学报, 2009, 58(10): 7227-7234. doi: 10.7498/aps.58.7227
[8]	廖国进, 闫绍峰, 巴德纯. 铈掺杂氧化铝薄膜的蓝紫色发光特性. 物理学报, 2008, 57(11): 7327-7332. doi: 10.7498/aps.57.7327
[9]	李世彬, 吴志明, 袁凯, 廖乃镘, 李伟, 蒋亚东. 氢化非晶硅薄膜的热导率研究. 物理学报, 2008, 57(5): 3126-3131. doi: 10.7498/aps.57.3126
[10]	方方, 郑时有, 周广有, 陈国荣, 孙大林. 氢致LaMg2Ni合金薄膜的光电性能变化. 物理学报, 2008, 57(6): 3813-3817. doi: 10.7498/aps.57.3813
[11]	张红鹰, 吴师岗. 飞秒激光作用下薄膜破坏的力学过程. 物理学报, 2007, 56(9): 5314-5317. doi: 10.7498/aps.56.5314
[12]	夏志林, 邵建达, 范正修. 薄膜体内缺陷对损伤概率的影响. 物理学报, 2007, 56(1): 400-406. doi: 10.7498/aps.56.400
[13]	邸玉贤, 计欣华, 胡明, 秦玉文, 陈金龙. 基片曲率法在多孔硅薄膜残余应力检测中的应用. 物理学报, 2006, 55(10): 5451-5454. doi: 10.7498/aps.55.5451
[14]	周锋, 梁开明, 王国梁. 电场热处理条件下TiO2薄膜的晶化行为研究. 物理学报, 2005, 54(6): 2863-2867. doi: 10.7498/aps.54.2863
[15]	范树海, 贺洪波, 范正修, 邵建达, 赵元安. 表面热透镜技术应用于薄膜微弱吸收测量的理论和实验. 物理学报, 2005, 54(12): 5774-5777. doi: 10.7498/aps.54.5774
[16]	夏阿根, 杨波, 金进生, 张亦文, 汤凡, 叶高翔. 液体基底表面金薄膜中的有序结构和自组装现象. 物理学报, 2005, 54(1): 302-306. doi: 10.7498/aps.54.302
[17]	王文静, 萧淑琴, 刘宜华, 陈卫平, 代由勇, 姜山, 袁慧敏, 颜世申. 射频溅射功率对FeZrBCu软磁合金薄膜巨磁阻抗效应的影响. 物理学报, 2005, 54(4): 1821-1825. doi: 10.7498/aps.54.1821
[18]	齐红基, 易　葵, 贺洪波, 邵建达. 溅射粒子能量对金属Mo薄膜表面特性的影响. 物理学报, 2004, 53(12): 4398-4404. doi: 10.7498/aps.53.4398
[19]	吴锋民, 施建青, 吴自勤. 高温下金属薄膜生长初期的模拟研究. 物理学报, 2001, 50(8): 1555-1559. doi: 10.7498/aps.50.1555
[20]	张晓青, G.M.SESSLER, 夏钟福, 张冶文. Si基Si3N4/SiO2双层膜驻极体的电荷储存与输运. 物理学报, 2001, 50(2): 293-298. doi: 10.7498/aps.50.293

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