【摘 要】
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Nd-Fe-B基永磁薄膜在微机电系统(MEMS)中具有广泛的应用前景。针对采用Nd-Fe-B合金靶制备Nd2Fe14B基薄膜,存在不易调控薄膜的成分、微结构、相组成等缺点,本论文采用磁控溅射
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Nd-Fe-B基永磁薄膜在微机电系统(MEMS)中具有广泛的应用前景。针对采用Nd-Fe-B合金靶制备Nd2Fe14B基薄膜,存在不易调控薄膜的成分、微结构、相组成等缺点,本论文采用磁控溅射多层膜(Nd/Fe-B)方式,也即SiO2/Ti(30nm)/[Nd(t nm)/Fe83B17(10nm)]10/Nd(t nm)/Ti(30nm),制备Nd2Fe14B基薄膜磁体。利用X射线衍射仪、原子力显微Nd/Fe-B多层膜相组成及磁性能的影响。获得了如下主要结果: 1)采用Nd15Fe75B10合金靶材制备 Nd-Fe-B单层膜,退火处理后薄膜未生成硬磁相Nd2Fe14B,表现出软磁特征。而Nd/Fe-B多层膜退火处理后生成了硬磁性相Nd2Fe14B和富钕相Nd2O3,富Nd相隔离硬磁相之间的耦合效应,大幅度提高了薄膜的矫顽力和最大磁能积。 2)实验观察到合适的Nd层厚度有利于改善退火Nd/Fe-B多层膜的磁性能。当Nd层厚度为4nm时,Nd/Fe-B多层膜退火后获得较好的综合磁性能:矫顽力Hc=13.3kOe,最大磁能积约为(BH)max=3.2MGOe。 3)相结构分析表明:添加 Ti插入层制备[Nd/Fe-B]/Ti/[Nd/Fe-B]多层膜,退火后[Nd/Fe-B]/Ti/[Nd/Fe-B]多层膜富 Nd相的结晶形式发生改变,在原来的基础上形成新的NdO2相。适当厚度的Ti插入层能够提高Nd/Fe-B多层膜的矫顽力,但不利于剩磁,导致最大磁能积的下降。当插入层Ti厚度为0.5 nm时,薄膜获得最大的矫顽力16.2kOe。
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