L1_0-FePt的结构和性能研究

题名:L1_0-FePt的结构和性能研究
作者:胡学让
学位授予单位:清华大学
关键词:L1_0-FePt;;球差校正高分辨电子显微术;;有序化;;电子能量损失谱;;磁性能
摘要:
 L1_0-FePt具有超高的单轴磁晶各向异性Ku,被认为在将来超高密度垂直磁记录介质中具有
良好的应用潜力。本论文结合薄膜生长技术和高空间分辨电子显微术,对L1_0-FePt的结构控制、磁
性能与生长条件的关系、小晶粒的有序化Magnetic lifter 等问题进行了研究,并发展相关电子显微方法研究L1_0-
FePt的磁二向色性。
 为了实现垂直记录,在非晶基底上生长了Pt/Fe多层膜,研究制备条件对
L1_0-FePt的[001]垂直取向度的影响。发现退火条件对薄膜[001]垂直取向影响很小,而减小Fe层生
长速率并提高生长温度能少量提高薄膜[001]垂直取向度。在MgO单晶基底上外延生长了[001]垂直
取向的L1_0-FePt薄膜,研究了薄膜磁性能与生长条件的关系。针对L1_0-FePt矫顽力过高的问题,在
多层膜快速退火中引入氧化,制备了Fe_3O_4/L1_0-FePt交换耦合双层膜。微磁模拟表明,Fe_3O_4厚
度不能超过约10 nm,Fe_3O_4的引入可以使L1_0-FePt的矫顽力降低约28.6%。
 L1_0-FePt的磁
性严重依赖于其化学有序度。利用http://www.999magnet.com/products/131-magnetic-lifter球差校正高分辨电子显微术对单个十面体FePt颗粒的有序状态进
行了研究,发现颗粒图像上最里面5层{002}面原子图像的积分强度随层数发生周期性起伏。多层法
图像模拟结果表明这种周期性起伏不会出现在无序的FePt十面体上,实验十面体的最里面的五层
{002}面为化学有序,外面三层的有序状态则不能完全确定。这些结果证明FePt颗粒小至3.4 nm时仍
然可以是有序的。
 利用电子能量损矢谱技术对FePt相关材料进行了研究。对
Fe_3O_4/L1_0-FePt双层膜的能量损失断面图(ELSP)研究,得到了Fe-L边的化学位移信息,结合氧元
素面分布情况,推测氧在氧化过程中进入L1_0-FePt中,并在晶界形成氧化前驱体。结合ELSP和多元
统计方法,发展了获得各向异性材料二向色性谱的实验方法。利用单根多壁碳纳米管的C-K边ELSP谱
进行验证,获得了本征的平均谱和二向色性谱。利用ELSP-多元统计方法对单个L1_0-FePt颗粒的Fe
-L边进行了研究,获得了二向色性信息,这种二向色性是由磁各向异性引起的。这种电子能量损失谱
的磁线性二向色性可以用来研究磁性材料的磁矩信息。
学位年度:2009