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北大核心 CSTPCD CSCD AJ CA CBST
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摘要:采用直流磁控溅射方法在柔性Kapton基片上沉积了FeCoSiB薄膜,研究了偏置磁场、溅射气压以及测试频率对薄膜应力阻抗效应的影响规律.结果表明,本文中优化的溅射气压为1.5 Pa,强的偏置磁场可形成强的横向各向异性,从而显著提高材料的应力阻抗效应.随着测试频率从0.1MHz升高到30 MHz,薄膜的应力阻抗效应显著增强....
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北大核心 CSTPCD CSCD CA CBST
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摘要:利用微磁学方法系统研究了纳米尺度的NiFe薄膜菱形单元的自发磁化状态及剩磁状态.研究结果表明,在不同的尺寸下,菱形单元将有不同的自发磁化状态及剩磁状态.在单元的长宽尺寸小于某个临界尺寸时,菱形单元结构呈现单畴态.同时还分析了菱形NiFe单元作为磁性随机存储器(MRAM)存储单元时的要求....
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北大核心 CSTPCD CSCD CA CBST
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摘要:根据磁性随机存储器(MRAM)设计的实际需要,建立了MRAM中相互垂直的字线和位线电流所产生的磁场的解析分布模型.利用该模型讨论了存储单元与位线间距离(d1),字、位线宽度(w)及字、位线厚度(t )对存储单元自由层表面磁场分布的影响.结果表明,d1或w增大时,自由层表面磁场的强度及非均匀程度都减小.t增大时,自由层表面磁场的强度及非均匀程度都增大.其中d1对磁场分布的影响程序是最大的.该模型为MRAM更精确的器件模拟及器件结构的优化设计工作提供了必要的基础....
摘要:本文研究了生长在类单晶硅片上Ni81Fe19薄膜的微观结构和磁学性能。结果表明Ni81Fe19的表面形貌与类单晶硅片的表面形貌一致,具有高度的织构取向。Ni81Fe19的矫顽力与剩磁比随薄膜厚度的增加而增加。其厚度达到40 nm后,其矫顽力与剩磁比达到饱和。对薄膜进一步的真空退火的结果显示薄膜的磁性无显著变化,这表明其磁性主要由基板的表面微结构而不是制备条件决定。上述结果有助于在类单晶硅器件上更好地集成Ni81Fe19薄膜。...
摘要:采用应力生长方法,制备出受压应力和张应力作用的FeCoSiB非晶磁弹性薄膜,研究了薄膜中的应变大小对FeCoSiB薄膜的磁滞回线、剩磁、应力诱导各向异性场等磁特性的影响。结果表明,无应变薄膜在薄膜面内呈现各向同性,而有应变的薄膜呈现出明显的各向异性。张应力诱导的各向异性与应力方向平行,而压应力形成垂直于应力方向的磁各向异性。各向异性场随应变的增大而线性增大。
[博士论文] 汤如俊
材料物理与化学 电子科技大学 2010(学位年度)
摘要:硬盘是当今解决低成本、大容量信息记录的关键技术之一。自2006年起,磁记录硬盘已经从传统的水平记录进入了垂直记录时代。进一步提高垂直磁记录硬盘的记录密度需要减小记录材料的颗粒尺寸而不降低其热稳定性,这需要应用比现今工业上用的CoCrPt垂直记录材料具有更高磁晶各向异性常数(Ku)的材料并降低其翻转场。基于hcp-CoPt的介质由于不含Cr,可以减少CoPt颗粒中的缺陷,从而具有比CoCrPt介质更高的Ku,因此有望代替CoCrPt介质进一步提高垂直记录介质的记录密度。另一方面,部分hcp-CoPt的各向异性场(hcp-Co3Pt的Hk理想值为36kOe)大于目前磁头的写能力,因此需要降低其翻转场。为了解决基于hcp-CoPt记录材料所面临的减小颗粒尺寸和降低翻转场的基本问题,本文在更系统地掌握了Ru-SiO2诱导层制备工艺对小颗粒尺寸hcp-CoPt磁记录层的微结构和磁性能影响的基础上,研究了Pt含量对hcp-CoPt磁记录层的影响;为了减小hcp-CoPt的翻转场,本文采用垂直交换耦合介质(ECC)的思想,利用Pt成份的变化来调节软磁层的各向异性和饱和磁化强度,从实验和理论上研究了软磁层磁参数对ECC磁性能的影响关系。具体工作和结论如下:
   1.本文利用在Ru诱导层中加入SiO2的方法来减小hcp-CoPt颗粒的尺寸,系统地研究了Ru-SiO2诱导层的制备工艺条件(溅射功率、气压和SiO2体积比)对Ru-SiO2层的微结构、CoPt层的微结构和磁性能的影响。研究结果表明在一定的制备条件下,在Ru-SiO2诱导层中添加5%体积比的SiO2可以有效地降低CoPt的颗粒尺寸(从7.4±1.3nm到7.0±1.2nm)而不降低CoPt层的磁性能。这为进一步提高基于hcp-CoPt磁记录介质的记录密度提供了一种参考方法。
   2.本文研究了Pt成份对制备在Ru-TiO2诱导层上Co100-xPtx-TiO2纳米颗粒膜微结构和磁性能的影响。研究结果表明通过调节Pt含量可以有效地控制Co100-xPtx-TiO2膜的微结构和磁性能。其中,Co71Pt29-TiO2膜具有最好的hcp结构,面外各向异性常数和矫顽力分别达到6.9×105J/m3和4.4kOe。
   3.本文在Ru-TiO2诱导层上制备了小颗粒尺寸的Co100-xPtx-TiO2/Co71Pt29-TiO2ECC介质,研究了Co100-xPtx-TiO2层(软磁层)厚度和各向异性对ECC的磁性能的影响。研究结果表明对于Co-TiO2软磁层,在强界面交换耦合(软/硬磁界面接触)情况下,随着软磁层厚度的增加,ECC颗粒内部的反磁化模式从一致翻转模式变到畴壁移动模式。随着软磁层各向异性的增加,软磁层厚度的变化对ECC颗粒内部反磁化模式的影响减小,这与ECC膜的面外矫顽力和剩磁比随各向异性的变化相一致,表明ECC膜的矫顽力是由颗粒内部的反磁化机制决定的。另一方面,软磁层的磁晶各向异性轴偏离面外方向也会增加ECC在低场下的非一致性转动。在弱界面交换耦合(软/硬磁界面不接触)情况下,ECC膜的矫顽力和剩磁比随膜厚的变化由薄膜的平均退磁场决定。因此,在Ru-TiO2诱导层上通过调节Co100-xPtx-TiO2膜的Pt含量、软磁层的厚度可以获得基于hcp-CoPt的小颗粒尺寸、低矫顽场ECC介质。
   4.为了探索理想hcp结构ECC的制备方法,本文在Ru诱导层上的制备了CoPtRu三元合金纳米颗粒膜,研究了Ru的成份对CoPtRu-SiO2单层纳米颗粒膜的微结构与磁性能,以及[CoPt]1-xRux-SiO2/CoPt-SiO2双层纳米颗粒膜磁性能的影响。研究结果表明在hcp-CoPt中添加Ru使得CoPtRu颗粒内的hcp相的结晶完整度稍微降低,CoPtRu颗粒的磁晶各向异性和饱和磁化强度都降低,但其各向异性场仍然较高,从而不能显著地降低双层膜的矫顽力,仍需要更多的研究来探索理想hcp结构ECC的制备。
   5.为了研究单个ECC颗粒与ECC颗粒阵列的反磁化过程的区别和获得可以与本文实验结果进行比较的理论研究结果,本文建立了ECC颗粒薄膜的微磁学模型,利用微磁学模拟研究了软磁层的厚度、软/硬磁界面的交换耦合强度和ECC颗粒之间的交换耦合强度对基于hcp-CoPt的ECC颗粒阵列反磁化过程的影响。研究结果表明随着软磁层厚度或软/硬磁界面交换耦合强度的增加,单个ECC和ECC阵列的矫顽力都先迅速减小然后趋向饱和,这与实验结果相符合。但是,单个ECC颗粒的剩磁比接近于1且几乎没有变化,而ECC阵列的剩磁比却随软磁层厚度的增加而减小,随界面交换耦合强度的增加而增加,ECC阵列的结果与实验结果相符合。因此,利用ECC阵列而不是单个单元模拟颗粒膜,可以得到可与实验结果相比较的模拟结果,从而大大提高以往单个ECC单元在预测剩磁等参数上的准确性。同时,研究结果表明ECC阵列中的颗粒之间要有合适的交换耦合作用才能获得最佳的磁记录性能。
摘要:利用磁控溅射的方法,在玻璃基片上制备了FeCoSiB非晶薄膜,研究了溅射Ar气压强对薄膜表面形貌及磁特性的影响。结果表明,薄膜的表面形貌显著依赖于Ar气压强,随着Ar压强的增加,薄膜表面颗粒增大,粗糙度增加并形成柱状微结构。Ar气压强对薄膜磁特性有显著的影响,随Ar压强增加,薄膜的矫顽力增加,而剩磁则呈下降趋势。从薄膜的磁滞回线、矫顽力以及剩磁随溅射气压的变化规律可知,溅射气压较小时制备的薄膜软磁性能较好。
[专利] 发明专利 CN200410081513.6
电子科技大学 2006-06-21
摘要:本发明提供了一种菱形的磁性随机存储器存储单元,它包括:自由层(4)、绝缘层(5)、钉扎层(6);其特征是所述的磁性随机存储器存储单元的俯视图形状是菱形,所述菱形的长轴a与短轴b之比(以下简称长宽比)大于等于2,即a/b>=2。由本发明提供的菱形的磁性随机存储器存储单元构成的磁性随机存储器具有信息记录准确、读写过程稳定及信息记录密度高等特点。
[硕士论文] 汤如俊
材料物理与化学 电子科技大学 2006(学位年度)
摘要:磁致伸缩交换耦合多层膜由于具有优异的低场磁致伸缩性能,受到人们的广泛关注。为了深入认识磁致伸缩交换耦合多层膜的磁化行为及磁致伸缩特性,本文建立了纳米双相交换耦合磁致伸缩多层膜的理论模型,研究了材料参数对多层膜磁化行为及磁致伸缩特性的影响,为磁致伸缩交换耦合多层膜材料的制备与设计提供理论依据和指导。 首先,本文在自由能中引入交换能、磁各向异性能、外磁场能、磁致伸缩能、纯弹性能及应力能后,基于能量极小原理求得了多层膜在外磁场中满足的磁学方程。同时,根据多层膜的力学平衡条件,建立了多层膜的力学方程。然后基于Stoner-Wohlfarth模型和Newton算法设计了一个“预测—调整”数值算法,实现了模型的数值计算。模拟计算结果表明: 与单层磁致伸缩薄膜相比,“磁致伸缩/软磁”交换耦合多层膜的饱和场明显降低,低场磁致伸缩灵敏度显著提高,这与(TbFe/α-Fe)n多层膜的实验结果一致。 当磁致伸缩层磁各向异性与软磁层磁各向异性相差较大时,沿磁致伸缩层的易轴方向或难轴方向磁化,多层膜的磁学及力学性质差别较大。沿磁致伸缩层难轴方向磁化时,多层膜的低场磁致伸缩灵敏度较好。 虽然软磁层的磁各向异性角对多层膜的磁学及力学性质几乎没有影响,但磁各向异性常数却会显著影响多层膜的性质。随软磁层的磁各向异性常数降低,多层膜的饱和场降低,低场磁致伸缩性能提高。 软磁层与磁致伸缩层的膜厚比也显著影响多层膜的性质。膜厚比越大,多层膜的饱和磁化强度越高,饱和场越低。在低场下,随着膜厚比的增大,多层膜的磁致伸缩性能先增大再减小。在高场下,多层膜的磁致伸缩性能随膜厚比增大而降低,这与(TbFe/α-Fe)n多层膜的实验结果定性符合。因此,为了获得高的低场磁致伸缩应变,需要合理设计多层膜的厚度比。
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