coptmo磁性薄膜的电化学制备及磁性分析word格式论文.docxVIP

致 谢两年多的时光眨眼即逝，值此论文完稿之际，我的研究生生涯也即将划上 句号。首先，我由衷感谢我的导师卫国英教授，对我的悉心关怀和孜孜教诲。 从实验方法到理论分析，从查阅文献到论文写作，卫老师以渊博的学识、严谨 的治学态度帮助我理清思路，开拓思维，完成学业。而导师的这种认真负责的 作风还有那对祖国教育事业的无私奉献精神更是影响我一生，永远激励我不断 前进。由衷感谢我的师兄余云丹给予我学习和生活上的热心帮助，这份恩情我终 身难忘。另外还要感谢江莉老师和孙丽侠老师对我论文工作的热心帮助和大力支持。 同时还有本实验室的周鸿儒、曹颖、孟祥凤、李铭钢以及赵茜茜，谢谢他们在 我的实验、生活上给予我的帮助和支持，永远不会忘记那些与你们在实验室朝 夕相处、相互帮助、共同进步的日子。感谢本学科的商珊珊、王池雅、李银群、郭美券、张文娟、黄霞妮、王雪丹、 钱晋、刘远平、李根、方一航、徐靖才、张烨、杨杭福等同学在生活、学习上 给予我的大量帮助和全力支持。特别感谢俞柯柯、秦雨晴、忻翠翠、蒋霄云、郭红枫、金震、王乐泰等同 学给予的帮助。感谢所有关心我的家人和朋友们，正是有了他们对我工作的理解、支持和鼓 励才使我能够顺利完成学业，感激之情难以言表。最后，向所有关心和帮助过我的人们致以衷心的感谢！楼俊尉 二零一三年六月于中国计量CoPtMo 磁性薄膜的电化学制备及磁性研究摘要：CoPt 合金薄膜具有矫顽力高、磁晶各向异性常数大和良好的抗氧化性等 优点而备受青睐并广泛应用于微电机系统的器件、磁头、读卡器和数据存储介 质。近几年来，利用电化学沉积法制备 CoPt 磁性薄膜在许多国家已经开展并取 得了不少成果，并发现此类钴铂合金薄膜在 Pt 含量基本在 20at.%左右，且不需 要经过高温退火就具有较高矫顽力。然而 CoPt 合金薄膜的成本毕竟较高，通过 W 元素的掺杂得到 CoPtW 磁性薄膜的矫顽力基本保持不变且降低了 Pt 的含量。 元素 Mo 与 W 具有相似的化学性质都能与 Co 发生共沉积析出，而国内外对 CoPtMo 合金薄膜的制备与研究却鲜有报道。因此本文通过使用电化学方法备 CoPtMo 合金薄膜，并对合金薄膜的结构、组成、形貌和磁性能等方面进行了研 究。本文研究内容主要包括以下三个方面：（一）采用化学镀技术在碱性镀液中制备CoPtMo磁性薄膜材料，研究不同 的pH值与钼盐浓度对薄膜的影响。研究发现，pH值越大，反应速度越快，镀层 铂含量增大，并且矫顽力先增大后减小。而随着溶液中钼盐浓度的增加使 CoPtMo薄膜中Pt的含量降低，矫顽力也是呈先增大后减小的趋势。但是钼盐浓 度过大会导致镀层颗粒大小不均匀且表面疏松出现较多的“孔洞”。最后在溶液 pH为12.5，钼盐浓度为0.005mol/L时制备得到的CoPtMo磁性薄膜垂直矫顽力达 到最大值为290kA/m，且薄膜中Co的含量为87.at%，Pt只占7.9at.%。（二）采用电镀方法制备 CoPtMo 磁性薄膜。研究了不同的 pH 值、次亚磷 酸钠浓度对镀层的结构、成分、形貌以及磁性能的影响。结果发现元素 P 在 CoPtMo 薄膜中含量很低却对薄膜的矫顽力有着重要的影响。在无次亚磷酸钠的 镀液中得到的 CoPtMo 磁性薄膜为 fcc 结构的。随着溶液的 pH 值得增大薄膜中 钴的含量逐步增加，而铂含量呈下降趋势，薄膜表面颗粒粒径减小，表面趋于 平整。但是此类薄膜矫顽力很低最大只有 24.1 kA/m。在 pH 值固定的溶液中次 亚磷酸钠浓度的增大致使电沉积过程中还原电位变得更负，并且使薄膜中 Co 含量增加，同时影响了 CoPtMo 的表面形貌, 使其表面颗粒从针尖状向饱状改 变。CoPtMo 晶体结构从 CoPt(fcc)转变到 Co(hcp)结构。最后在溶液 pH 为 10， 次亚磷酸钠浓度为 0.0075mol/L 的溶液中制备得到的 CoPtMo 磁性薄膜矫顽力达 到最大为 136kA/m 。而此时的 Pt 含量只有 12.0 at.% ，Co 的含量为 76.1at.%。（三）采用磁场影响下电沉积的方法制备 CoPtMo 磁性薄膜，并研究磁场强度对薄膜的形貌、结构、成分和磁性能的影响。发现施加较大磁场时，产生 的洛伦兹力可以起到细化和整平薄膜表面颗粒的作用。随着磁场强度从 0 T 增 加到 0.7T 时，CoPtMo 薄膜中的成分变化不大，而矫顽力却呈先增大后减小的 趋势，当磁场强度为 0.4 T 时，所制得样品有最大的矫顽力 159 kA/m。关键词：CoMoPt 磁性薄膜；磁场；化学镀；电沉积分类号：O646；544.6Electrochemical preparation and magnetic properties of CoPtMo magnetic thin fi