磁控濺射法制備M型鋇鐵氧體薄膜工藝及性能研究.pdf

1、M型鋇鐵氧體（BaM）具有高的磁晶各向異性、自偏置特性以及優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性，其在毫米波磁性器件和磁記錄介質(zhì)方面具有重要應(yīng)用。尤其是下一代毫米波磁性器件如環(huán)行器、隔離器、濾波器服役時(shí)，BaM鐵氧體將是未來毫米波磁性器件的重要骨干材料。然而，進(jìn)入毫米波頻段后，磁性器件的體積、重量、尺寸將會(huì)對(duì)BaM鐵氧體提出更加嚴(yán)苛的要求，因此，傳統(tǒng)的三維體材料將逐漸向厚膜及薄膜方向發(fā)展。為了滿足下一代微波器件的需求，迫切需要具有C軸垂直取向的具有高織構(gòu)度和

2、高剩磁且具有一定厚度的BaM鐵氧體薄膜。
　　利用磁控濺射法在Al2O3(006)基片上制備具有一定厚度且織構(gòu)度高的BaM薄膜，通過X射線衍射儀、場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡、振動(dòng)樣品磁強(qiáng)計(jì)等測(cè)試手段對(duì)薄膜結(jié)構(gòu)及性能進(jìn)行表征，確定了具有較好織構(gòu)度的BaM薄膜的制備工藝；通過研究BaM薄膜厚度對(duì)薄膜晶體結(jié)構(gòu)及磁性能的影響，確定了單層BaM薄膜的最佳厚度；利用分層濺射法制備多層BaM薄膜，分析其晶體結(jié)構(gòu)、磁性能及應(yīng)力等性能，獲得了具有一定厚度且較好

3、織構(gòu)度的BaM雙層薄膜。
　　研究結(jié)果顯示：襯底溫度為500℃，濺射氣壓為1.4 Pa，退火溫度為850℃時(shí)，所制備的BaM薄膜具有較好的C軸垂直取向；厚度在40 nm～90 nm范圍的BaM薄膜在垂直膜面方向獲得了最大剩磁比和矯頑力，表現(xiàn)出較好的單軸磁晶各向異性；利用分層濺射法，先濺射100 nm BaM薄膜退火晶化處理作為種子層，在此基礎(chǔ)上再濺射100 nm BaM薄膜并退火晶化，制備厚度約為200 nm的雙層BaM薄膜，并于