• Главная
  • rss-лента сайта solo-project.com


Тонкопленочные материалы с пермаллоевыми слоями

Неплохими свойствами магнитомягкого материала обладают железосодержащие многослойные пленки, со слоями пермаллоя NiFe и, в частности, пленки FeSi/NiFe. Тонкопленочный материал 91%Fe, 9%Si имеет невысокую магнитострикцию насыщения и довольно большую намагниченность насыщения, которые существенно зависят от содержания кремния. Однако магнитная проницаемость однослойного тонкопленочного материала FeSi из-за большой магнитокристаллической анизотропии относительно мала. Сочетание тонкопленочных слоев FeSi, содержащих 9% (ат.) кремния, с пермаллоевыми слоями обеспечивает достаточно высокую магнитную проницаемость.

Многослойные пленки FeSi/NiFe напылялись на стеклянные подложки высокочастотным ионно-плазменным способом. Напыление осуществлялось в атмосфере аргона во внешнем постоянном магнитном поле, ориентированном параллельно плоскости подложки; напряженность магнитного поля составляла 4 кА/м. Основные технологические параметры: рабочее давление аргона 0,4-1,3 Па, плотность высокочастотной мощности - 5,5 Вт/см2, расстояние между подложкой и мишенью - 4 см. Вначале на подложку напылялся пермаллоевый слой (состав материала мишени 80,2% Ni, 19,8% Fe), затем сверху пермаллоевого слоя осаждался слой FeSi из материала, содержащего 9,99% кремния. Напыленные таким образом многослойные пленки подвергались термообработке при температуре 200- 600 °С в течение одного часа. Термообработка производилась в вакууме без внешнего магнитного поля с последующим медленным охлаждением до комнатной температуры. Кристаллическая структура напыленных пленок наблюдалась с помощью рентгеновского дифрактометра. Коэрцитивная сила их определялась по гистерезисным кривым. Для анализа процесса взаимной диффузии между тонкопленочными слоями использовался электронный спектроскоп.

Наблюдения показали, что осажденные пленки FeSi/NiFe имеют характерную многослойную структуру и кристаллическую текстуру железокремниевого слоя. Однако после термического отжига при 500 °С в результате диффузии атомов никеля нарушается многослойность структуры и кристаллическая текстура слоя FeSi. Это приводит к уменьшению магнитной проницаемости слоя FeSi. Диффузия атомов никеля в железокремниевый слой влечет за собой разупорядочение кристаллической ориентации зерен слоя FeSi с текстурой (110). Интенсивность диффузионного процесса и связанная с ним разупорядоченная ориентация кристаллических зерен зависят от толщины железокремниевого слоя, с возрастанием которой монотонно уменьшается отношение параметров, характеризующих кристаллографическую ориентацию (110) и (211). По характеру толщинная зависимость магнитной проницаемости такая же: при увеличении толщины железокремниевого слоя от 0,1 до 1 мкм магнитная проницаемость падает примерно от 3000 до 800. Магнитная проницаемость определялась на частоте 5 МГц для пленок FeSi/NiFe с одной и той же толщиной пермаллоевого слоя, равной 0,05 мкм. Эти пленки напылялись при давлении аргона 1,3 Па. Полученные экспериментальные результаты свидетельствуют о том, что чем больше толщина железокремниевого слоя, тем слабее проявляется кристаллическая текстура (110). При оптимальной толщине слоя FeSi, не превышающей 0,3 мкм, магнитная проницаемость пленки FeSi/NiFe остается в допустимых пределах, необходимых для магнитомягкого материала тонкопленочного магнитопровода магнитных головок.

Унификация информационных технологий

Удовлетворение возрастающих потребностей общества при неуклонном росте народонаселения земного шара требует...

читать далее

Изучая свойства кристаллического детектора, наш соотечественник, выдающийся радиофизик О.В. Лосев (1903-1942), обнаружил на вольт-амперной...

читать далее

Создание слоев на интегральных микросхемах

Для формирования барьерных слоев все чаще используют тонкие пленки нитрида титана. Однако современная технология...

читать далее