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FeMn掺杂AlN薄膜的制备及其特性研究
  • ISSN号:1000-3290
  • 期刊名称:《物理学报》
  • 时间:0
  • 分类:O484.1[理学—固体物理;理学—物理]
  • 作者机构:[1]延边大学理学院物理系,延吉133002, [2]吉林大学超硬材料国家重点实验室,长春130012
  • 相关基金:国家自然科学基金(批准号:51272224,11164031)资助的课题.
中文摘要:

采用直流磁控共溅射技术,以Ar与N2为源气体,硅片为衬底成功地制备了Fe,Mn掺杂A1N薄膜.利用X射线衍射和拉曼光谱研究了工作电流、靶基距离等工艺参数的改变对薄膜结构的影响.利用扫描电子显微镜和能谱分析仪对薄膜的表面形貌和组成成分进行了分析.利用振动样品磁强计在室温下对Fe,Mn掺杂A1N薄膜进行了磁性表征.Mn掺杂A1N薄膜表现出顺磁性的原因可能是由于Mn掺杂浓度较高,在沉积过程部分Mn以团簇的形式存在,反铁磁性的Mn团簇减弱了体系的铁磁交换作用.Fe掺杂A1N薄膜表现出室温铁磁性,这可能是A1FeN三元化合物作用的结果.随着Fe掺杂A1N薄膜中Fe原子浓度从6.8l%增加到16.17%,其饱和磁化强度胍由0.27emUocm一3逐渐下降到0.20emu-cm_。,而矫顽力风则由57Oe增大到115Oe(1Oe=79.5775A/m),这一现象与Fe离子间距离的缩短及反铁磁耦合作用增强有关.

英文摘要:

Fe- and Mn-doped AIN thin films were prepared on Si substrates by direct current (DC) magnetron co-sputtering method in the atmospher of Ar and Nz mixture. The influences of sputtering currents and the target to substrate distance on the structure of the films were investigated by X-ray diffraction and Raman spectroscopy, respectively. Surface morphology and composition were studied by scanning electron microscope (SEM) with an energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS) attachment. The magnetism of Mn- and Fe-doped A1N films was measured by vibrating sample magnetometer (VSM) at room temperature (RT). Processing of the Mn-doped AIN films produces Mn clusters in the samples. Due to the presence of the antiferromagnetism Mn clusters, ferromagnetism is either suppressed or disappears. The Fe-doped A1N films show ferromagnetism at RT, which should arise from the A1FeN ternary alloy. With the increase of the Fe target sputtering current, the Fe concentration is increased from 6.81 at.% to 16.17at.%; the saturation magnetization Ms is reduced from 0.27 emu.cm-3 to 0.20 emu.cm-3, and the coercive force Hc is increased from 57 Oe to 115 Oe, this is because the separation of Fe ions get shorter and the antiferromagnetic coupling is enhanced.

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期刊信息
  • 《物理学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国物理学会 中国科学院物理研究所
  • 主编:欧阳钟灿
  • 地址:北京603信箱(中国科学院物理研究所)
  • 邮编:100190
  • 邮箱:apsoffice@iphy.ac.cn
  • 电话:010-82649026
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-3290
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1958/O4
  • 邮发代号:2-425
  • 获奖情况:
  • 1999年首届国家期刊奖,2000年中科院优秀期刊特等奖,2001年科技期刊最高方阵队双高期刊居中国期刊第12位
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:49876