基于氧化铝模板表面的反点阵磁性材料体系的磁性研究

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近年来,在纳米磁性薄膜中,有不少关于具有周期性空孔的磁性反点阵薄膜的报道。这种在磁性薄膜表面上应用纳米加工技术得到的反点阵的最初研究是基于它的磁记录潜力,逐渐的有关于它的可控矫顽力及基础理论研究方面的报道。在制备方面,受光刻或电子束刻蚀技术的限制难以制备孔间距达到100nm左右的大面积磁性反点阵薄膜,采用在氧化铝模板表面磁控溅射磁性材料的方法则可以达到,而目前关于这种磁性反点阵的制备与磁性质的报道很少。 本论文的研究目的是制备磁性反点阵,研究基于氧化铝模板磁性反点阵的各几何因素对其磁性质特别是矫顽力的影响,然后分析结果,给出解释。磁性反点阵的制备采用氧化铝为模板的方法,制备了孔间距分别为60nm、100nm、150rim的三种有序度高的模板,然后分别磁控溅射Fe、Co、坡莫合金三种磁性材料得到反点阵薄膜。反点阵磁性质的研究采用微磁学模拟软件:OOMMF模拟的方法,并结合实验结果。反点阵的形貌表征采用SEM,结构及成分表征采用XRD、XPS。 微磁学软件模拟的结果表明磁性反点阵薄膜的矫顽力机理是周期孔缺陷的钉扎作用。一定范围内,薄膜的矫顽力随孔间距的减小、膜厚的减小、总体尺寸的变小而增大,矫顽力的大小与孔间距的倒数成近似线性的关系。通过与其他人实验结果比较也确定了这些结果。各参数对矫顽力的影响则可由磁性交换长度与薄膜几何参数的相对大小关系给出定性解释。在实验方面,采用MPMS测量部分反点阵薄膜的磁滞回线并与模拟结果比较,发现实验结果的趋势与模拟结果定性吻合,但实测值要小于模拟值,文中分析了这一差别并给出原因。
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