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Co-C纳米复合薄膜的微结构、磁性能和磁输运特性
  • ISSN号:0412-1961
  • 期刊名称:Acta Metallurgica Sinica
  • 时间:2011
  • 页码:469-474
  • 分类:TG174.4[金属学及工艺—金属表面处理;金属学及工艺—金属学]
  • 作者机构:[1]清华大学材料科学与工程系先进材料教育部重点实验室,北京100084, [2]qE京航空航天大学材料科学与工程学院,北京100191
  • 相关基金:国家自然科学基金项目50771058和50729101; 国家重大基础研究项目2010CB934602资助
  • 相关项目:掺杂ZnS半导体纳米材料的精细结构与磁、光性能的关联机理
中文摘要:

采用磁控溅射法在硅基片上制备了Co原子分数为13.0%的Co-C纳米复合薄膜.在真空条件下,对薄膜进行退火处理,退火温度从473K逐步提高至773K,保温时间30min.形貌观察表明,未经退火处理的薄膜中,Co颗粒均匀分布在非晶C基体中,Co颗粒尺寸为1.5-3.0nm;673K退火后,Co颗粒尺寸增大.磁性能测试表明,未经退火处理的薄膜磁性较弱,随着退火温度升高,薄膜的磁化强度和矫顽力均明显增大;当退火温度增加至673—773K时,薄膜呈现出低温铁磁性、室温超顺磁性的典型颗粒体系磁性特征.磁输运特性研究表明,未经退火处理的薄膜在温度为4.2K,磁场为3980kA/m时表现出1.33%的负磁电阻,随着退火温度升高,样品磁电阻值下降;电阻与温度关系在4.2—60K范围内符合lnR-T~(-1/4)线性关系,磁输运遵循变程跳跃(variable range hopping)传导机制.

英文摘要:

Co-C nanocomposite thin films with a Co atomic content of 13.0%were fabricated onto Si(100) substrates by magnetron co-sputtering technique.Post annealing was carried out in vacuum at annealing temperature ranging from 473 K to 773 K for 30 min.TEM images indicate that the Co nanoparticles are dispersed uniformly in an amorphous carbon matrix for the as-deposited samples,and Co particle size is in a range of 1.5—3.0 nm.After annealing at 673 K,the average Co particle size is enlarged distinctly.Magnetization hysteresis loops reveal that the as-deposited thin films show low magnetization.As annealing temperature is increased,both magnetization and coercivity are enhanced significantly.The samples annealed at 673 K and 773 K show ferromagnetic behaviors at low temperature,and superparamagnetic behaviors at room temperature, which are characteristic magnetic features for granular system.A negative magnetoresistance(MR) of 1.33%is observed for the as-deposited Co-C thin films at 4.2 K in the applied magnetic field of 3980 kA/m.The MR value decreases with increasing annealing temperature.Resistance(R) versus temperature(T) curves exhibit a good linear relationship of InR-T~(-1/4) at a broad low temperature range,suggesting that the conduction in Co-C nanocomposite thin films follows the variable range hopping transport mechanism.

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  • 国际标准刊号:ISSN:0412-1961
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  • 第一、二届全国优秀科技期刊评比一等奖,第一、二、三届国家期刊奖,国家期刊方阵"双高"期刊,第一、二、三届中国科学院科技期刊评比一等奖,中国科学院优秀期刊特别奖,第一、二、三、五届中国科协优秀科技期刊评比一等奖,中国科协精品期刊工程A类、B类,第一、二、三、四、五届中国百种杰出学术期刊,首届出版政府奖
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