納米晶CoNiFe軟磁薄膜的電化學制備及其結構、性能的研究.pdf

1、軟磁材料已經被廣泛地應用于磁數據存儲(如硬盤驅動器(HDD))、微電子機械系統(tǒng)的發(fā)動機以及其它的磁感應器。目前，制備軟磁薄膜的方法有許多種，其中，電化學方法由于在工業(yè)生產中可以很好地調控鍍層的組成、結構及性能并形成高比表面積的薄膜，而成為最具發(fā)展前景的技術之一。CoNiFe軟磁薄膜具有較高飽和磁感強度Bs和較低的矯頑力Hc，必將在微電子機械系統(tǒng)的應用中成為其它軟磁材料的最有力的競爭者。
　　 在本論文中，擬采用循環(huán)伏安法(CV)

2、制備兼具優(yōu)良軟磁性能(包括高Bs和低Hc)和耐蝕性能的納米晶CoNiFe軟磁薄膜，并進一步探究其電沉積機理，特別是其初始“成核/生長”機制。該研究不僅具有廣闊的應用前景，而且具有重要的理論價值!
　　 論文首先研究了電沉積的主要工藝參數對CoNiFe合金鍍層的影響，主要包括從以下幾個因素：主要金屬離子的濃度、CV的電位范圍、pH值等。最終優(yōu)化出一套穩(wěn)定、可靠的工藝。然后，對在優(yōu)化的條件下制備的納米晶CoNiFe軟磁薄膜的微觀形貌

3、、組成、晶體結構、軟磁性能和耐蝕性分別采用SEM、EDS、XRD、VSM、Tafel極化曲線等技術進行了表征。測試結果表明，優(yōu)化的CoNiFe軟磁薄膜有非常精細、致密的納米粒子組成，粒徑平均約為50nm，同時，鍍層兼具優(yōu)良的軟磁性能(飽和磁感強度高達2.03 T，矯頑力為10.70e)和耐蝕性能。
　　 其次，采用循環(huán)伏安(CV)、計時安培(CHR)和電化學阻抗譜(EIS)等電化學技術探討了納米晶CoNiFe軟磁薄膜在黃銅基底上

4、電沉積的動力學過程及其成核機理。結果表明：CoNiFe合金薄膜在較低電位下遵循三維(3D)連續(xù)成核/生長機制；在較高的電位下遵循3D瞬時成核/生長機制。外加電位越大，電沉積過程的電荷轉移電阻越小、晶核的形成速率越大，從而在一定程度上細化了鍍層的晶粒。
　　 最后，為了進一步優(yōu)化CoNiFe軟磁材料的軟磁性能和耐蝕性能，在原來的鍍液中加入含硼、含磷添加劑后電沉積制備納米晶CoNiFe合金薄膜。研究發(fā)現：兩種添加劑都改變了鍍層的晶體