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非晶合金中原子的扩散对于改变非晶的结构,进而改变非晶的性能具有重要作用,而多层膜结构的非晶合金是研究原子扩散的重要方式。铁铜原子具有正的混合热,自然状态下很难形成合金,而非晶材料相对于晶体材料,处于亚稳定状态,非晶态的铁和铜原子具备较高的自由能,将有可能发生扩散,这将引起材料结构的改变,并对材料的性能带来影响。Cu-Zr、Fe-Zr具备优秀的非晶形成能力,而且Cu-Zr所具备的超高强度、良好的延展性、较好的抗拉强度等,Fe-Zr非晶体系所具备的超导性、铁磁性、自旋玻璃、反铁磁性等都是当前研究的热点。实验采用磁控溅射系统来制备Cu-Zr、Fe-Zr样品,通过X射线衍射(XRD),透射电镜(TEM),差示扫描量热仪(DSC)对非晶形成能力进行分析。通过扫描电镜来观察表面形貌,测定薄膜厚度。FIB/SEM设备来制备TEM样品、三维原子探针(APT)样品,以及对样品的表面形貌分析。通过综合物性测量系统(PPMS)测试薄膜磁学性能。实验主要研究结果:(1)通过磁控溅射设备,制备了 Cu64Zr36非晶薄膜、Fe75Zr25非晶薄膜,通过XRD进行表征,进一步通过SEM进行薄膜生长速率的测定,通过DSC确定薄膜的玻璃化转变温度。(2)通过Fe75Zr25薄膜、Cu64Zr36薄膜生长速率,制备理想厚度的多层膜体系。通过XRD,TEM,STEM,EDS-Mapping表征多层膜材料的非晶态结构,表征多层膜的结构以及元素分布。(3)3DAPT表征多层膜中原子的扩散。通过在300℃高真空退火,比较退火前后的原子扩散的变化。通过采用纳米微柱对界面处进行大量数据统计,并采用多个角度来分析3DAPT的结果,得出Zr原子发生较为明显的扩散,Fe与Cu原子由于正的混合焓,发生了较小的互扩散。(4)通过磁控溅射系统制备多种单层膜厚度的多层膜体系,如2.5nm,5nm,10nm,50nm的Cu64Zr36/Fe75Zr25多层膜体系,并且与500nm的单层Fe75Zr25非晶薄膜进行比较,得到M-H,ZFC-FC曲线。采用退火的手段,对多层膜的退火前后的磁性进行对比,发现退火之后纳米结构的改变增大了饱和磁矩。(5)制备2.5nm,5nm,10nm,50nm的Fe75Zr25、Cu多层膜体系,研究薄膜的磁学性能,并且与Fe75Zr25、Cu64Zr36多层膜体系进行比较分析。可以发现Fe75Zr25、Cu多层膜体系,薄膜的饱和磁化强度随厚度变化明显发生变化。