金属学报

作者：何贤美, 童六牛, 高成, 王毅超

单位：1. 安徽工业大学数理科学与工程学院 马鞍山 243002；2. 安徽工业大学材料科学与工程学院 马鞍山 243002

关键词：磁性薄膜,垂直磁各向异性,稀土-过渡族金属合金,NdCo₅金属间化合物,条纹磁畴,

基金：国家自然科学基金项目(51671001)

采用磁控溅射技术制备了系列Si(111)/Cr(10 nm)/NdCox(400 nm)/Cr(10 nm)薄膜，其中，Co/Nd原子比x=2.5~7.2。利用XRD、SEM、AFM/MFM、VSM等手段研究了Nd含量对制备态薄膜垂直磁各向异性(PMA)与磁畴结构及退火态薄膜相结构与磁性的影响规律。结果表明，随着Nd含量的变化，制备态Nd-Co薄膜的垂直磁各向异性能Ku在x=5.2附近存在一个较宽的峰，峰值处Ku=(80±5) kJ/m3。MFM图像的相移均方根偏差(Δ?rms)在临界成分x=5.2处也存在最大值，其成分依赖关系与Ku-x的变化趋势一致。薄膜应力诱导的磁弹各向异性是导致溅射Nd-Co非晶薄膜PMA的主要原因。经过在600 ℃真空快速退火后，所有薄膜均析出了Nd2Co17、NdCo2、Nd4Co3等金属间化合物，而NdCo5±x相纳米晶只在Nd过量(至少4%，原子分数)的x=2.5和3.8薄膜中才被观测到，同时还伴随着Nd2Co7共生相的析出。室温磁性测试结果表明，NdCo5±x和Nd2Co7相纳米晶的析出，导致x=2.5和3.8薄膜面内矫顽力(分别为Hc-in=54和51 kA/m)显著增强；而x≥4.4样品的面内矫顽力保持在低值(Hc-in=4~8 kA/m)范围内。

来源：2019年第10期

《金属学报》期刊编辑部

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