用于磁性微机电系统高性能Sm-Co基永磁薄膜研究

永磁薄膜是制备磁性微机电系统(MEMS)的关键材料，而磁性MEMS在国民经济的各个领域如汽车工业、医药等具有广泛应用前景。本项目希望通过探索高性能Sm-Co基永磁薄膜的制备方法和深入理解其磁性机理，解决其在磁性MEMS应用中的一些关键问题。深入研究成份和热处理条件、薄膜相成份和微结构、磁性能三者间的关系，制备出高磁性能和高温度稳定性的Sm-Co基薄膜，并研究其矫顽力机制。将重点探索具有胞状结构薄膜的制备方法，该结构在块体材料中起重要作用，而在永磁薄膜中还未见报道，并研究其对薄膜磁性尤其是高温磁性的影响。另外，希望通过研究缓冲层和退火条件与不同厚度薄膜磁性各向异性的关系，找到在磁性MEMS上有重要应用价值的具有垂直各向异性Sm-Co厚薄膜的新制备方法；最后,探索通过较低温度热处理(低于400摄氏度)获得高性能Sm-Co薄膜的新途径，以利其在磁性MEMS上的应用。

永磁厚薄膜材料（1-10微米）是制备磁性微机电系统的关键材料，微机电系统是利用微电子技术和精密机械加工技术，集微电子与机械为一体的系统，在许多高新技术领域具有重要的应用。这个项目主要研究用于磁性微机电系统的高温永磁薄膜材料。主要结果如下：（1）由于研究的Sm-Co基薄膜较厚，发现薄膜附着力较差，高温退火容易从基片上脱落（600-700oC热处理，厚薄膜从Si基片上脱落）。为了使永磁薄膜具有较好的高温磁性能，需要薄膜在较高温度热处理。为了提高薄膜的附着力，我们系统研究了不同缓冲层以及缓冲层厚度的影响，最终制备出能经受高温热处理（1000oC）的Sm-Co基永磁厚薄膜，这为制备胞状结构Sm-Co基厚高温永磁薄膜及其应用奠定了基础。（2）系统研究了不同退火条件、沉积条件、薄膜成分对厚Sm-Co基永磁薄膜微观结构和磁性能的影响规律。发现虽退火温度的提高，样品由2：17相转变为1：5和2：17相两相。室温沉积和高温沉积对薄膜的织构有较大影响；薄膜的磁畴结构表现出交换作用磁畴结构的特点，这与块体材料明显不同。