近幾十年來(lái)，由于L10有序的FePt薄膜具有極大的磁各向異性能量密度，在高密度熱輔助磁記錄（HAMR）介質(zhì)中具有潛在的應(yīng)用前景，引起了研究人員的關(guān)注。通過(guò)添加Au、Ag、Cr、Mn、Cu、Ni等第三元素，可以控制FePt合金膜的磁性各向異性、居里溫度、結(jié)構(gòu)有序溫度和晶體對(duì)數(shù)取向等材料特性，從而滿足更多領(lǐng)域的應(yīng)用。

     近期，來(lái)自印度Darrang大學(xué)的R.K. Basumatary等研究者探究了不同含量和不同條件下制備的Co摻雜FePtCo薄膜FCC結(jié)構(gòu)對(duì)磁性能的影響，以及Cu插入層對(duì)晶體生長(zhǎng)結(jié)構(gòu)和表面粗糙度的影響，該工作被發(fā)表在Journal of Alloys and Compounds期刊上。

     在該項(xiàng)工作中，研究者利用MicroSense EZ系列振動(dòng)樣品磁強(qiáng)計(jì)分別對(duì)三種不同制備方式，不同Co元素?fù)诫s組分的FePtCo三元合金薄膜的磁學(xué)性能進(jìn)行了表征。研究表明，在原位退火和Cu插層加持的情況下，隨著Co摻雜量的增加，Co和FePt亞晶格之間的反鐵磁耦合FePtCo薄膜的磁化強(qiáng)度和有效磁各向異性能會(huì)降低。然而，在退火后處理后，Co的摻雜會(huì)增強(qiáng)FePtCo薄膜的鐵磁性質(zhì)。當(dāng)Co摻雜量為11％時(shí)，薄膜的Ms達(dá)到最大值， 17% Co摻雜時(shí)薄膜的Ms明顯降低，這表明17% Co摻雜時(shí)反鐵磁耦合占主導(dǎo)，導(dǎo)致磁矩減小。11%和17% Co摻雜的性能存在明顯差異，證明Co摻雜量的不同會(huì)導(dǎo)致磁耦合類(lèi)型、磁矩大小、磁各向異性和晶粒尺寸等方面的變化。

     此外，文章還提到插入2 nm Cu底層的FePtCo薄膜不僅表現(xiàn)出了較大的有效磁各向異性能量和凈磁化強(qiáng)度，增強(qiáng)了FePtCo薄膜的磁性能，還可以減小薄膜表面的粗糙度，使其表面更加光滑。綜上兩點(diǎn)，插入Cu底層可以改善FePtCo薄膜的磁性能和表面形貌，使其具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。

     其中，該項(xiàng)研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)MicroSense EZ系列振動(dòng)樣品磁強(qiáng)計(jì)對(duì)材料進(jìn)行面內(nèi)、面外磁場(chǎng)的磁滯回線、表征矯頑力、飽和磁化強(qiáng)度等參數(shù)的表征，探究了制備方式和Co摻雜密度等對(duì)FePtCo薄膜磁學(xué)性能的影響。綜上所述，F(xiàn)ePtCo三元合金薄膜具有磁存儲(chǔ)器件應(yīng)用的潛力。

圖1. 室溫M-H遲滯曲線，以及合金薄膜矯頑力和飽和磁化強(qiáng)度隨Co含量的變化圖。

（左：沉積FePtCo三元合金薄膜。右：原位退火FePtCo合金薄膜。）

圖2. 2 nm Cu襯底上沉積的FePtCo合金薄膜的室溫M-H遲滯曲線。

圖3. (a)Cu插層膜的Hc和Ms的變化圖，(b)三種條件下沉積的所有薄膜的Keff

隨FePtCo合金薄膜Co含量的變化圖。

圖4. 三種條件下沉積的FePtCo薄膜飽和磁化強(qiáng)度圖。

     本文提到的振動(dòng)樣品磁強(qiáng)計(jì)由MicroSense公司自主研發(fā)，該公司目前被美國(guó)半導(dǎo)體研發(fā)機(jī)構(gòu)科磊公司收購(gòu)，在振動(dòng)樣品磁強(qiáng)計(jì)方面具備35年的生產(chǎn)研發(fā)經(jīng)驗(yàn)。EZ系列電磁體振動(dòng)樣品磁強(qiáng)計(jì)具有高精度、高穩(wěn)定性等特點(diǎn)，可探測(cè)10^-7 emu以下的磁矩?cái)?shù)據(jù)，可準(zhǔn)確測(cè)量磁性材料的基本磁性能，如磁化曲線，磁滯回線，退磁曲線，熱磁曲線等，得到相應(yīng)的各種磁學(xué)參數(shù)，如飽和磁化強(qiáng)度 M，剩余磁化強(qiáng)度，矯頑力H，最大磁能積，居里溫度，磁導(dǎo)率(包括初始磁導(dǎo)率)等，對(duì)粉末、顆粒、薄膜、液體、塊狀等磁性材料樣品均可測(cè)量。

     在常規(guī)磁學(xué)測(cè)量基礎(chǔ)上，可選配各類(lèi)選件以滿足更多功能的測(cè)量。變溫選件可以擴(kuò)展測(cè)量溫度，可擴(kuò)展范圍為100K至1300K；快速掃場(chǎng)選件可提升掃場(chǎng)速率，可達(dá)1T/s，每秒可獲取1000個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)；高場(chǎng)選件可提升最大背景磁場(chǎng)；高磁矩選件可以探測(cè)30 emu的大磁矩信號(hào)；磁電阻選件可以進(jìn)行電學(xué)方面的測(cè)量；矢量選件可實(shí)現(xiàn)X和Y軸兩個(gè)方向磁矩同時(shí)測(cè)量；自動(dòng)進(jìn)樣選件可實(shí)現(xiàn)批量全自動(dòng)測(cè)量。另外新增磁光克爾選件、鐵磁共振選件、可進(jìn)行更多應(yīng)用領(lǐng)域的磁學(xué)測(cè)量。

振動(dòng)樣品磁強(qiáng)計(jì)EZ系列

     MicroSense與QD公司合作超過(guò)20年，QD公司擁有一支專(zhuān)業(yè)、成熟的售后團(tuán)隊(duì)，具備超卓的MicroSense EZ系列VSM產(chǎn)品售后服務(wù)能力，選購(gòu)該產(chǎn)品的國(guó)內(nèi)用戶可以享受到技術(shù)能力強(qiáng)、響應(yīng)速度快的售后服務(wù)。

     MicroSense EZ系列VSM已在國(guó)內(nèi)各大高校、企業(yè)落戶，在相關(guān)磁學(xué)領(lǐng)域發(fā)揮著及其重要的作用。近幾年國(guó)內(nèi)MicroSense VSM用戶有： 清華大學(xué)、中北大學(xué)、東華理工大學(xué)、華僑大學(xué)、中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)、東北大學(xué)、寧夏大學(xué)、河北工業(yè)大學(xué)、季華實(shí)驗(yàn)室、以及青島、杭州地區(qū)工業(yè)用戶等。

【參考文獻(xiàn)】

[1] R.K. Basumatary et al., Journal of Alloys and Compounds 955 (2023) 170313

【部分安裝現(xiàn)場(chǎng)圖】

中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) MicroSense EZ7安裝圖

季華實(shí)驗(yàn)室 MicroSense EZ9安裝圖

相關(guān)產(chǎn)品

1、振動(dòng)樣品磁強(qiáng)計(jì)-VSM：http://yis360.com/st166724/product_17021086.html