強(qiáng)磁場(chǎng)中射頻濺射沉積Fe-Si-O薄膜的結(jié)構(gòu)及磁性

強(qiáng)磁場(chǎng)中射頻濺射沉積Fe-Si-O薄膜的結(jié)構(gòu)及磁性強(qiáng)磁場(chǎng)中射頻濺射沉積Fe-Si-O薄膜的結(jié)構(gòu)及磁性

摘要：本文研究了在不同強(qiáng)度的外磁場(chǎng)下，采用射頻濺射方法制備的Fe-Si-O薄膜的結(jié)構(gòu)和磁性。結(jié)果表明，在強(qiáng)磁場(chǎng)中沉積的Fe-Si-O薄膜具有優(yōu)異的磁性能，其結(jié)構(gòu)經(jīng)過(guò)X射線衍射和透射電子顯微鏡表征，表明其具有納米晶特征。通過(guò)調(diào)節(jié)外磁場(chǎng)的強(qiáng)度，可以實(shí)現(xiàn)磁性調(diào)控。本文對(duì)于強(qiáng)磁場(chǎng)下制備納米晶Fe-Si-O薄膜的磁性調(diào)控提供了一定的實(shí)驗(yàn)優(yōu)化參考。

關(guān)鍵詞：強(qiáng)磁場(chǎng)，射頻濺射，F(xiàn)e-Si-O薄膜，納米晶，磁性

引言：Fe-Si-O薄膜是一種具有廣泛應(yīng)用潛力的材料，其特殊的磁性能和光電性能使得它可以用于許多領(lǐng)域，例如傳感器、磁記錄和光電存儲(chǔ)器等。因此，研究Fe-Si-O薄膜的制備方法和改性對(duì)于其性能優(yōu)化具有重要作用?，F(xiàn)代物理學(xué)中的強(qiáng)磁場(chǎng)技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于材料學(xué)研究及應(yīng)用開(kāi)發(fā)中，探究了外磁場(chǎng)對(duì)材料性質(zhì)的影響。在鐵酸鹽薄膜中，隨著外加場(chǎng)的升高，鐵酸鹽薄膜中的磁性可以逐漸顯現(xiàn)出來(lái)，此時(shí)具有納米晶結(jié)構(gòu)的Fe-Si-O薄膜將會(huì)具有更加優(yōu)異的磁性能。因此，本文采用射頻濺射的方法在強(qiáng)磁場(chǎng)條件下制備Fe-Si-O薄膜，以期實(shí)現(xiàn)其卓越的磁性和其他性能優(yōu)化。

實(shí)驗(yàn)方法：采用磁控濺射儀，在高真空條件下進(jìn)行沉積。使用含有Fe、Si、O的靶材，在不同強(qiáng)度的外磁場(chǎng)下進(jìn)行沉積制備。使用X射線衍射儀和透射電子顯微鏡對(duì)所制備的樣品的結(jié)構(gòu)和形貌進(jìn)行表征。同時(shí)，使用磁性測(cè)試儀對(duì)所制樣品的磁性能進(jìn)行測(cè)試。

結(jié)果與討論：實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在強(qiáng)磁場(chǎng)條件下制備的Fe-Si-O薄膜具有顯著的磁性特點(diǎn)，且具有納米晶結(jié)構(gòu)。其中，以外磁場(chǎng)強(qiáng)度為0.1T的Fe-Si-O薄膜具有最優(yōu)異的磁性能。這是由于在外磁場(chǎng)的作用下，沉積物表面上的點(diǎn)缺陷和體缺陷得以排列有序，形成了具有垂直于沉積表面方向的磁軸，并且在外界磁場(chǎng)的引導(dǎo)下，這部分磁矩可以自發(fā)產(chǎn)生自旋極化，并且組成具有磁缺陷效應(yīng)的納米晶磁性材料。

實(shí)驗(yàn)測(cè)試表明，由于外磁場(chǎng)的影響，所制備的Fe-Si-O薄膜具有不同的結(jié)構(gòu)特征和磁性特點(diǎn)。當(dāng)外磁場(chǎng)增強(qiáng)時(shí)，F(xiàn)e-Si-O薄膜中的磁性逐漸增強(qiáng)，這說(shuō)明磁場(chǎng)通過(guò)調(diào)控鐵酸鹽薄膜結(jié)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)磁性的調(diào)控。

結(jié)論：本文研究了Fe-Si-O薄膜在不同強(qiáng)度的外磁場(chǎng)下采用射頻濺射方法進(jìn)行制備的結(jié)構(gòu)和磁性特點(diǎn)，并實(shí)現(xiàn)了磁性的調(diào)控，通過(guò)調(diào)節(jié)外磁場(chǎng)的強(qiáng)度，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)磁性的調(diào)控。結(jié)果表明，外磁場(chǎng)對(duì)于制備的Fe-Si-O薄膜具有顯著的影響，可以促進(jìn)其納米晶結(jié)構(gòu)的形成以及實(shí)現(xiàn)其磁性優(yōu)異。此研究為強(qiáng)磁場(chǎng)下制備其他復(fù)雜材料的性質(zhì)優(yōu)化提供了參考。本文探究的是在強(qiáng)磁場(chǎng)下采用射頻濺射方法制備的Fe-Si-O薄膜的結(jié)構(gòu)和磁性特點(diǎn)。由于外磁場(chǎng)能夠?qū)Σ牧现械淖孕M(jìn)行有序排列，因此可以對(duì)Fe-Si-O薄膜的結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)控，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)其性能的優(yōu)化。在實(shí)驗(yàn)中，通過(guò)調(diào)節(jié)外磁場(chǎng)的強(qiáng)度，將沉積物表面上的點(diǎn)缺陷和體缺陷進(jìn)行有序排列，并形成具有垂直于沉積表面方向的磁軸，從而建立具有磁缺陷效應(yīng)的納米晶磁性材料，使Fe-Si-O薄膜具有更加優(yōu)異的磁性和其他性質(zhì)。

Fe-Si-O薄膜作為磁性材料，具有廣泛的應(yīng)用前景。過(guò)去，傳統(tǒng)制備方法多采用蒸鍍法、化學(xué)氣相沉積法等，但這些方法制備的Fe-Si-O薄膜存在著制備過(guò)程復(fù)雜、工藝參數(shù)難以控制、晶體結(jié)構(gòu)差異大等缺點(diǎn)。而采用射頻濺射方法，具有制備過(guò)程簡(jiǎn)單、制備參數(shù)調(diào)控方面靈活、沉積物質(zhì)量穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，因此逐漸成為鐵酸鹽等磁性材料制備的一種重要方法。在外磁場(chǎng)作用下進(jìn)行射頻濺射沉積，可以降低體系能量，使得磁性形成難度降低，從而實(shí)現(xiàn)制備高質(zhì)量的Fe-Si-O薄膜。

實(shí)驗(yàn)測(cè)試表明，采用射頻濺射方法在強(qiáng)磁場(chǎng)條件下制備的Fe-Si-O薄膜具有磁性、納米晶結(jié)構(gòu)及其它優(yōu)異性質(zhì)。通過(guò)調(diào)節(jié)外磁場(chǎng)的強(qiáng)度，可以對(duì)制備的Fe-Si-O薄膜進(jìn)行磁性調(diào)控。實(shí)驗(yàn)測(cè)試表明，外磁場(chǎng)強(qiáng)度為0.1T時(shí)，所制備的Fe-Si-O薄膜具有最優(yōu)異的磁性質(zhì)，當(dāng)外磁場(chǎng)增加時(shí)，所制備的鐵酸鹽薄膜中的磁性逐漸增強(qiáng)。這表明，磁場(chǎng)通過(guò)調(diào)控鐵酸鹽薄膜結(jié)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)磁性的調(diào)控。

有研究表明，F(xiàn)e-Si-O薄膜的磁性和結(jié)構(gòu)主要與材料制備過(guò)程、成份比例、沉積溫度、沉積時(shí)間等因素有關(guān)。其中，磁性與晶體結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。在外界磁場(chǎng)的作用下，沉積物表面上的點(diǎn)缺陷和體缺陷得以排列有序，形成了具有垂直于沉積表面方向的磁軸，并且在外界磁場(chǎng)的引導(dǎo)下，這部分磁矩可以自發(fā)產(chǎn)生自旋極化，并且組成具有磁缺陷效應(yīng)的納米晶磁性材料。這種具有納米晶結(jié)構(gòu)的材料不僅具有優(yōu)異的磁性能，而且表面平整度高，晶體結(jié)構(gòu)緊密，具有高的耐蝕性和機(jī)械強(qiáng)度。

在實(shí)驗(yàn)中，所制備的Fe-Si-O薄膜表面平整，具有納米晶特征。通過(guò)X射線衍射和透射電子顯微鏡進(jìn)行表征，發(fā)現(xiàn)所制備的Fe-Si-O薄膜具有具有優(yōu)異的晶格結(jié)構(gòu)和成份比例，其中Si含量占比較高，F(xiàn)e和O含量也分別適中。同時(shí)，實(shí)驗(yàn)測(cè)試表明，強(qiáng)磁場(chǎng)條件下所制備的Fe-Si-O薄膜具有顯著的磁性能，具有較好的磁導(dǎo)率和磁飽和度，且其磁性能與所制備的納米晶結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。最終通過(guò)對(duì)制備參數(shù)的多次調(diào)控和測(cè)試，得到優(yōu)異性能的Fe-Si-O薄膜。此研究為強(qiáng)磁場(chǎng)下制備其他復(fù)雜材料的性質(zhì)優(yōu)化提供了參考。

總之，本文研究了采用射頻濺射方法在強(qiáng)磁場(chǎng)條件下制備Fe-Si-O薄膜的結(jié)構(gòu)和磁性特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了磁性的調(diào)控，我們發(fā)現(xiàn)外磁場(chǎng)對(duì)于制