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基于协同调控合金相组成与磁各向异性的SmCo基薄膜性能与机理的研究

批准号:
51901079
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
25.0 万元
负责人:
邱兆国
依托单位:
学科分类:
金属功能材料
结题年份:
2022
批准年份:
2019
项目状态:
已结题
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项目成果

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中文摘要
SmCo基永磁合金具有高磁各向异性能和优异的热稳定性,是未来高密度热辅助磁记录介质的理想候选材料。然而目前SmCo基薄膜相组成较复杂,且磁各向异性不易改变,制约了SmCo基合金薄膜性能的调控。同时关于薄膜晶化过程中相组成、晶粒取向度对磁性能和磁畴形成机理的研究甚少。针对上述的主要问题,本项目利用沉积气压以及外加磁场对溅射原子运动的影响效应,提出通过优化薄膜沉积参数,实现沉积态SmCo基薄膜相组成与晶粒生长取向可调,优化磁性能;拟通过添加中间层掺杂并利用外场诱导退火方式协同调控SmCo基薄膜的相组成、磁各向异性及热稳定性,探讨外场对合金相及晶粒取向度的影响规律;拟结合实验表征与微磁学理论分析,揭示SmCo基多元合金薄膜相组成、晶粒取向度对磁各向异性与性能的内在影响机理,为获得高密度磁存储介质提供指导,并探索新颖的物理现象与机制。本研究旨在为复合结构磁存储介质材料的发展奠定基础。
英文摘要
SmCo-based films are ideal candidates for future high-density thermal assisted magnetic recording medias due to their high magnetic anisotropy and excellent thermal stabilities. However, due to complex phase constituents and difficulty of changing magnetic anisotropy, it would be harmful to control the properties. Moreover, there is few investigation on relations among phase constituents and grain alignments with properties and domain formations. Based on above problems, in this project, we try to optimize the deposition parameters in order to control the constituents and grains’ growth, which are affected by deposition pressure and sputtered atoms’ movements; Coordinated controlling phase constituents, magnetic anisotropy and thermal stabilities via inserting intermediate layer and field induced annealing, together with exploring the influence of external field on alloy phases and preferred orientations; Combing experiment results and micromagnetic simulation analysis to reveal the mechanisms of constituents and grain alignments on magnetic anisotropy and properties, which can provide a guide to synthesis high-density magnetic recording media, explore novel physical phenomena and related mechanisms. This research provides fundamental to fabricate composite structured magnetic storage materials.
SmCo基永磁合金具有高磁各向异性能和优异的热稳定性,是未来高密度热辅助磁记录介质的理想候选材料。然而目前SmCo基薄膜相组成较复杂,且磁各向异性不易改变,制约了SmCo基合金薄膜性能的调控。本项目针对上述的主要问题开展了以下主要工作:(1)通过对Sm和Co单质靶按不同的比例进行拼接获得成分可调的SmCo合金靶,研究表明随着合金靶的成分变化,SmCo薄膜的相组成和磁性能也随之改变,进一步掺杂Cu可有效提高SmCo基薄膜硬磁相的晶化程度,抑制Sm2Co17相及非晶相的出现,不仅实现了SmCo5单相薄膜的制备,还可获得高剩磁比(≥0.8)和高矫顽力(≥34 kOe)的SmCo基薄膜,大幅度提升SmCo基薄膜的磁能积;(2)引入温度梯度场可有效地诱导SmCo基薄膜晶粒沿温度梯度场方向择优生长,具有面内取向的晶面衍射峰积分强度逐渐降低,晶粒取向度和磁晶各向异性常数提高,并有效细化晶粒,而通过施加外加磁场辅助沉积可进一步提高其面外磁各向异性和矫顽力;(3)结合微磁学模拟计算揭示了相组成、相分布对磁性能和磁畴结构的影响机制;(4)在获得磁畴结构可调的SmCo基铁磁层的基础上,通过制备铁磁/铁电异质结可有效利用铁磁/反铁磁交换偏置作用实现对铁电层性能的调控,获得磁电耦合效应的增强。通过本项目的研究为提高SmCo基薄膜磁性能(磁能积)及实现相组成和磁各向异性协同调控提供指导,有望使得SmCo基合金及异质结薄膜用于多态高密度存储介质上。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI: 10.1016/j.jallcom.2021.162900
发表时间: 2021-11
期刊: Journal of Alloys and Compounds
影响因子: 6.2
作者: [L. Wei;Y.W. Zhang;Y. Gong;Y. Hong;Z. Qiu;L.Z. Zhao;X.L. Liu;X.F. Zhang;D.Y. Chen]
通讯作者: L. Wei;Y.W. Zhang;Y. Gong;Y. Hong;Z. Qiu;L.Z. Zhao;X.L. Liu;X.F. Zhang;D.Y. Chen
DOI: --
发表时间: 2022
期刊: Applied Physics A
影响因子: --
作者: [Y. Hong, Y.P. Zeng, Z.G. Qiu, Z.G. Zheng, J.P. Guo, D.Y. Chen, W.X. Xia, D.C. Zeng, J.P. Liu]
通讯作者: J.P. Liu
DOI: 10.3390/ma15207191
发表时间: 2022-10-15
期刊: Materials (Basel, Switzerland)
影响因子: --
作者: [Yang W, Liu J, Yu X, Wang G, Zheng Z, Guo J, Chen D, Qiu Z, Zeng D]
通讯作者: Zeng D
Comparative study of V and Mo on the glass formation and magnetic properties of Fe-Si-B-Cu-Nb-M (M=V, Mo) nanocrystalline for high frequency applications
V 和 Mo 对高频应用 Fe-Si-B-Cu-Nb-M (M=V, Mo) 纳米晶玻璃形成和磁性能的比较研究
DOI: 10.1016/j.jnoncrysol.2020.120294
发表时间: 2020-10
期刊: Journal of Non-Crystalline Solids
影响因子: 3.5
作者: [Meng Xiao, Yuanzheng Yang, Zhigang Zheng, Xin Liu, Qing Zhou, Zhaoguo Qiu, Dechang Zeng]
通讯作者: Dechang Zeng
各向异性钐钴永磁厚膜多元掺杂协同作用机制研究
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    省市级项目
  • 资助金额:
    30.0万元
  • 批准年份:
    2024
  • 负责人:
    邱兆国
  • 依托单位:
基于磁结构可调的铁磁层制备 SmCo/BiFeO3异质结及其磁电特性的研究
  • 批准号:
    2020A1515010737
  • 项目类别:
    省市级项目
  • 资助金额:
    10.0万元
  • 批准年份:
    2020
  • 负责人:
    邱兆国
  • 依托单位:
国内基金
海外基金