NiFe2O4薄膜的制備、結構和磁性研究.pdf

1、鐵酸鹽是磁性器件的重要候選體系，可以作為共振器，移相器，可調信號過濾器以及自旋器件應用。其中，NiFe2O4是一種擁有低矯頑場、低飽和磁化強度和高電阻的軟磁材料，這些性質有利于它應用在磁光器件中，其磁性強烈的依賴于顆粒的尺寸。NiFe2O4顆粒體系作為人們研究的重點，已經表現(xiàn)出了很多不同于塊材的性質。另外，人們還在這種顆粒體系中觀察到了最重要的尺寸效應，并發(fā)現(xiàn)了高場不可逆性和磁滯環(huán)的偏移現(xiàn)象。本論文中，我們在不同取向的MgO單晶襯底上制

2、備了一系列的NiFe2O4薄膜，并系統(tǒng)研究了薄膜中的厚度效應和應力效應。由于所選襯底的緣故，面內的張應力導致薄膜中出現(xiàn)垂直各向異性。另外，由于后退火過程中氧含量的改變，會影響樣品原本磁滯環(huán)的偏移以及M-T曲線中出現(xiàn)的不可逆性。本論文的主要內容安排如下:
　　 第一章，介紹了NiFe2O4材料的晶格結構、主要制備方法及其物理性質。首先介紹了NiFe2O4樣品的結構以及制備NiFe2O4納米顆粒所用到的各種化學物理方法。然后介紹了N

3、iFe2O4顆粒形態(tài)中的尺寸效應、薄膜形態(tài)中的厚度效應和應力效應以及在顆粒體系中發(fā)現(xiàn)的高場不可逆性和磁滯環(huán)的偏移現(xiàn)象。最后介紹了以復合形態(tài)存在的NiFe2O4樣品的性質，包括雙層膜中的磁電耦合效應以及在不同位置摻雜其它陽離子后的效果。
　　 第二章，系統(tǒng)研究了生長在MgO(001)襯底上的NiFe2O4薄膜的厚度效應及磁滯環(huán)的偏移現(xiàn)象。NiFe2O4薄膜表現(xiàn)出與錳氧化物相反的厚度效應并發(fā)現(xiàn)在低溫時樣品的磁滯回線是不對稱的，這種不

4、對稱性與測量的溫度、樣品的厚度以及所選用的襯底均有關系。
　　 第三章，我們研究了薄膜中的應力效應，并發(fā)現(xiàn)在NiFe2O4中存在與理論研究相符的磁各向異性。由于選用襯底的關系，NiFe2O4薄膜在面內受到張應力，于是我們發(fā)現(xiàn)了在室溫和低溫時具有不同的磁各向異性。
　　 第四章，在氧氣氛下后退火對樣品的磁性有很大影響，不僅體現(xiàn)在磁滯環(huán)的對稱性上，還表現(xiàn)在M-T磁化曲線的不可逆性上。后退火處理會使樣品的磁滯回線變的對稱，同時