[发明专利]一种SmCo永磁薄膜的制备方法

说明书

本发明公开了一种SmCo永磁薄膜的制备方法，包括以下步骤：1)选取磁体，进行有限元分析，模拟磁体的磁力线分布，计算得到磁通密度和磁场作用区域范围；2)将磁体固定在样品台上，再根据步骤1)的分析结果将基底固定在样品台上，并确保磁场垂直穿过基底，再采用SmCo合金靶进行磁控溅射镀膜，再对得到的薄膜进行热处理晶化，即得SmCo永磁薄膜。本发明在SmCo永磁薄膜沉积过程中引入外磁场使得溅射原子形成沿外磁场方向的织构，提高了SmCo永磁薄膜的垂直磁各向异性，且外磁场还可以细化晶粒，提高SmCo永磁薄膜的磁性能。

技术领域

本发明涉及磁性薄膜材料技术领域，具体涉及一种SmCo永磁薄膜的制备方法。

背景技术

随着高端电子信息产业迅猛发展，人们对于多功能化、微型化电子元器件以及微型存储器件的需求与日俱增。磁记录技术在信息存储技术中占据主要地位，自然也需要不断向微型化和高密度化的方向发展，而实现磁性材料的薄膜化为解决上述需求提供了可能。

为了突破超顺磁效应导致的磁记录密度极限，热辅助磁垂直记录技术得到了学术界和产业界的广泛关注。研究发现，将磁性材料薄膜化并调控其磁各向异性，不仅能够满足高密度热辅助垂直磁记录介质的性能需求，而且对于磁存储技术和磁性功能器件的应用也具有十分重要的意义。

SmCo具有高磁晶各向异性能和较高的居里温度，可以大幅降低外界热扰动对信息存储的影响，且具有良好的非易失性，此外，其超高的内禀矫顽力和较小的超顺磁临界尺寸保证了制备的磁性薄膜具有优良的磁性能，有着良好的应用前景。

目前，常用于制备SmCo基垂直磁各向异性薄膜的方法如下：先通过添加诱导层诱导晶粒择优生长以及通过多靶交替共溅形成多层复合膜结构，再在较高的退火温度下进行较长时间的热处理，使各膜层的原子扩散均匀。然而，由于该方法存在膜层结构较复杂、操作繁琐、高温热处理时间长、成本高等缺陷，难以实际应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种SmCo永磁薄膜的制备方法。

本发明所采取的技术方案是：

一种SmCo永磁薄膜的制备方法包括以下步骤：

1)选取磁体，进行有限元分析，模拟磁体的磁力线分布，计算得到磁通密度和磁场作用区域范围；

2)将磁体固定在样品台上，再根据步骤1)的分析结果将基底固定在样品台上，并确保磁场垂直穿过基底，再采用SmCo合金靶进行磁控溅射镀膜，再对得到的薄膜进行热处理晶化，即得SmCo永磁薄膜。

优选的，步骤1)所述有限元分析采用的软件为ANSYS软件。

优选的，步骤1)所述磁体为钕铁硼磁体。

优选的，步骤2)所述样品台为不导磁且易加工的样品台。

进一步优选的，步骤2)所述样品台为铝质样品台。

优选的，步骤2)所述基底为单晶Si(100)基底、石英玻璃基底中的一种。

优选的，步骤2)所述SmCo合金靶中Sm、Co的摩尔比为1:3～1:8。

优选的，步骤2)所述SmCo合金靶至样品台中心距离为80mm～120mm。

优选的，步骤2)所述磁控溅射采用的磁控溅射系统为OBVTC450型磁控溅射机。

优选的，步骤2)所述磁控溅射的功率为60W～80W，工作气压为0.1Pa～1Pa。

优选的，步骤2)所述磁控溅射镀膜得到的SmCo薄膜的厚度为200nm～300nm。

优选的，步骤2)所述热处理在500℃～650℃下进行，处理时间为5min～60min。