[发明专利]一种高居里温度的铁锆非晶多层膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高居里温度的铁锆非晶多层膜及其制备方法。非晶多层膜为Fe₇₅Zr₂₅/Cu₆₄Zr₃₆材料，单层厚度为10nm，共50层。本发明所述非晶合金在兼具有FeZr单层薄膜材料优点的同时，还具有较高的居里温度，高于室温300K,是目前FeZr非晶体系达到的最好性能，可实现FeZr体系的广泛应用。

技术领域

本发明属于非晶态合金领域，特别涉及一种居里温度高于室温，具有较好应用性的铁基非晶多层膜合金及其制备方法。

背景技术

非晶态合金是一类具有短程有序，长程无序结构的合金材料。非晶中的原子是无序排列的，并且不存在晶态金属中的空位、位错、晶界及层错等缺陷。非晶独特的结构特点，带来了独特的性能表现，例如很高的催化激活，优秀的生物相容性，优良的软磁性，高强度、高硬度等。

非晶多层膜材料具备着更加复杂的界面结构，这对于性能的改变、提高有着重要的作用。非晶多层膜材料优异的磁学、力学、以及光电性能，已经在多个领域得到应用。比如，Fe/Cr纳米多层膜在外磁场中显示出巨磁阻效应，将会是信息存储领域很有应用前景的材料。

非晶态合金材料开发最多的是作为软磁材料领域。非晶材料因其内部原子的无序排列，并且不存在晶界、第二项颗粒对畴壁的钉扎作用，矫顽力更低，磁导率更高。FeZr非晶合金材料，因其自身所具备的超导性、铁磁性、自旋玻璃、反铁磁性，成为当前研究的热点。但是传统FeZr非晶合金的居里温度较低，大约为200K，低于室温，限制了其在小型器件和室温下的应用，为了解决这些问题，开发一种具有高居里温度的FeZr体系非晶合金就显得尤为重要。

发明内容

本发明的目的是针对上述技术分析和存在问题，提供一种高居里温度的铁锆非晶多层膜及其制备方法。

实现本发明目的的技术方案为：一种高居里温度的铁锆非晶多层膜，其成分为Fe₇₅Zr₂₅/Cu₆₄Zr₃₆，每一单层膜的厚度为10nm，层数为50层。

所述的Fe₇₅Zr₂₅/Cu₆₄Zr₃₆非晶多层膜的居里温度大于300K。

上述多层膜材料制备方法如下：

(1)选择了Fe₇₅Zr₂₅、Cu₆₄Zr₃₆合金靶，选用干净Si(111)单晶片作为衬底基片，高纯氩气为工作气体，氮气作为腔室的干燥气体；

(2)溅射时，预抽真空至1*10^-4Pa以下，通入氩气，使得压强达到0.5Pa，靶材溅射功率为30W，控制每一单层膜的生长厚度为10nm，生长层数为50层。

进一步的，步骤(2)中，通过控制Fe₇₅Zr₂₅合金靶的溅射时间为400s、Cu₆₄Zr₃₆合金靶的溅射时间为150s、循环次数为25次来控制每一单层膜的生长厚度为10nm，生长层数为50层。

与现有技术相比，本发明的优点：

通过本发明所述方法制得的非晶合金具有优异的软磁性能，其居里温度高于300K，而目前所报道的FeZr非晶合金体系的居里温度均在200K左右。

附图说明

图1是实施例1得到的Fe₇₅Zr₂₅/Cu₆₄Zr₃₆多层膜实际厚度截面SEM图。