具有强铁磁性的CaB6薄膜的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种具有强铁磁性的CaB6薄膜的制备方法，包括如下步骤：准备玻璃衬底；以CuGe合金为靶材，在玻璃衬底上沉积CuGe层，其中，CuGe层厚度为15‑30nm；以CoPbMn合金为靶材，在CuGe层上沉积CoPbMnO层，其中，CoPbMnO层厚度为20‑40nm；以DyZn合金为靶材，在CoPbMnO层上沉积DyZn层，其中，DyZn层厚度为10‑30nm；以NdFeB为靶材，在DyZn层上沉积第一NdFeB层，其中，第一NdFeB层厚度为20‑40nm；以PrZn合金为靶材，在第一NdFeB层上沉积PrZn层，其中，PrZn层厚度为5‑10nm；以NdFeB为靶材，在PrZn层上沉积第二NdFeB层，其中，第二NdFeB层厚度为10‑20nm；以及以CaB6为靶材，在第二NdFeB层上沉积CaB6层，其中，CaB6层厚度为30‑50nm。本发明专利技术的制备方法提高了材料整体的饱和磁化强度。

【技术实现步骤摘要】
具有强铁磁性的CaB6薄膜的制备方法
本专利技术是关于信息功能材料领域，特别是关于一种具有强铁磁性的CaB6薄膜的制备方法。
技术介绍
硼化物具有高硬度和高熔点等性能，化学性质稳定，可用于耐火、研磨和超导材料等，在现代工业中具有重要地位。六硼化钙(CAB6)不仅具有硼化物的共同特性，还具有比电阻恒定、一定范围内热膨胀值为零、高中子吸收系数和低电子功函数等优良特性，常作为工业铜合金生产中的抗氧化剂、脱氧剂以及核工业中的中子吸收和防护材料等。自D.P.Young在掺La的CaB6中发现高温弱铁磁性，很多研究者通过样品实验或者理论模拟来探索出现这种现象的原因。由于铁磁性对晶格常数和晶体结构十分敏感，所以在研究中也发现掺铕(Eu)、钆(Gd)和钍的CaB6中也有铁磁性。铁磁性元素一般都是含有未填满的3d、4f或5f壳层的过渡金属元素，而在CaB6中不包括磁性过渡金属杂质，所产生的磁性称之为d0铁磁性。由于CaB6这种异常的铁磁性无法用以往的电子理论来解释，所以吸引了越来越多的人进行相关的研究。使得CaB6薄膜成为一种较新的具有铁磁性的材料，而且由于CaB6本身的电阻率较高，所以CaB6薄膜材料有望成为一种新型的软磁材料公开于该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种具有强铁磁性的CaB6薄膜的制备方法，其能够克服现有技术的缺点。为实现上述目的，本专利技术提供了一种具有强铁磁性的CaB6薄膜的制备方法，包括如下步骤：准备玻璃衬底；以CuGe合金为靶材，在玻璃衬底上沉积CuGe层，其中，CuGe层厚度为15-30nm；以CoPbMn合金为靶材，在CuGe层上沉积CoPbMnO层，其中，CoPbMnO层厚度为20-40nm；以DyZn合金为靶材，在CoPbMnO层上沉积DyZn层，其中，DyZn层厚度为10-30nm；以NdFeB为靶材，在DyZn层上沉积第一NdFeB层，其中，第一NdFeB层厚度为20-40nm；以PrZn合金为靶材，在第一NdFeB层上沉积PrZn层，其中，PrZn层厚度为5-10nm；以NdFeB为靶材，在PrZn层上沉积第二NdFeB层，其中，第二NdFeB层厚度为10-20nm；以及以CaB6为靶材，在第二NdFeB层上沉积CaB6层，其中，CaB6层厚度为30-50nm。在一优选的实施方式中，其中，CuGe合金的名义化学式为Cu100-xGex，x＝8-10，并且其中，在玻璃衬底上沉积CuGe层是以如下条件进行的：采用射频磁控溅射法，溅射气氛为氩气，溅射气压为2-3Pa，溅射功率为100-150W，溅射电压为300-500V，衬底温度为300-400℃。在一优选的实施方式中，其中，CoPbMn合金靶材的名义化学式为CoaPbbMn100-a-b，a＝3-6，b＝20-40，并且其中，在CuGe层上沉积CoPbMnO层是以如下条件进行的：采用反应射频磁控溅射法，溅射气氛为氧气，溅射气压为5-6Pa，溅射功率为300-500W，溅射电压为400-600V，衬底温度为300-400℃。在一优选的实施方式中，在CoPbMnO层上沉积DyZn层是以如下条件进行的：采用射频磁控溅射法，溅射气氛为氩气，溅射气压为3-5Pa，溅射功率为150-200W，溅射电压为200-300V，衬底温度为400-500℃。在一优选的实施方式中，在DyZn层上沉积第一NdFeB层是以如下条件进行的：采用射频磁控溅射法，溅射气氛为氩气，溅射气压为3-5Pa，溅射功率为150-250W，溅射电压为200-300V，衬底温度为150-300℃。在一优选的实施方式中，在第一NdFeB层上沉积PrZn层是以如下条件进行的：采用射频磁控溅射法，溅射气氛为氩气，溅射气压为3-5Pa，溅射功率为50-100W，溅射电压为150-200V，衬底温度为250-350℃。在一优选的实施方式中，在PrZn层上沉积第二NdFeB层是以如下条件进行的：采用射频磁控溅射法，溅射气氛为氩气，溅射气压为3-5Pa，溅射功率为150-250W，溅射电压为200-300V，衬底温度为500-600℃。在一优选的实施方式中，在第二NdFeB层上沉积CaB6层是以如下条件进行的：采用射频磁控溅射法，溅射气氛为氩气，溅射气压为3-5Pa，溅射功率为100-150W，溅射电压为100-150V，衬底温度为250-350℃。与现有技术相比，本专利技术具有如下优点：CaB6薄膜是一种较新的具有铁磁性的材料，而由于CaB6本身的电阻率较高，所以CaB6薄膜材料有望成为一种新型的软磁材料。目前CaB6薄膜材料研究中所遇到的困难在于：通过传统方法(掺杂、改变制备工艺、热处理)已经很难进一步提高CaB6薄膜的饱和磁化强度，而较小的饱和磁化强度意味着为了达到相当大小的信号强度，必须增大薄膜材料的尺寸，也即必须将器件做的比较大才能够满足磁记录的要求。为了克服现有技术的缺陷，本专利技术提出了一种全新的增大CaB6薄膜的饱和磁化强度并降低CaB6材料矫顽力的方法，本专利技术的方法依靠增加膜层层数，在CaB6层之下镀敷其它磁性层来通过磁耦合作用提高CaB6层所展现的饱和磁化强度。本专利技术的结构既保留了CaB6的高电阻率(因为CaB6位于材料表面)，又提高了材料整体的饱和磁化强度，取得了良好的技术效果。附图说明图1是根据本专利技术一实施方式的制备方法流程图。图2是根据本专利技术一实施方式的产品结构示意图。具体实施方式下面结合附图，对本专利技术的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本专利技术的保护范围并不受具体实施方式的限制。除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。图1是根据本专利技术一实施方式的制备方法流程图。图2是根据本专利技术一实施方式的产品结构示意图。如图所示，本专利技术的制备方法包括如下步骤：步骤101：准备玻璃衬底201；步骤102：以CuGe合金为靶材，在玻璃衬底上沉积CuGe层202，其中，CuGe层厚度为15-30nm；步骤103：以CoPbMn合金为靶材，在CuGe层上沉积CoPbMnO层203，其中，CoPbMnO层厚度为20-40nm；步骤104：以DyZn合金为靶材(其中，DyZn合金中Dy与Zn的原子比为1:1)，在CoPbMnO层上沉积DyZn层204，其中，DyZn层厚度为10-30nm；步骤105：以NdFeB为靶材(NdFeB靶材具有通常的NdFeB永磁材料的组成)，在DyZn层上沉积第一NdFeB层205，其中，第一NdFeB层厚度为20-40nm；步骤106：以PrZn合金为靶材(其中，PrZn合金中Pr与Zn的原子比为1:1)，在第一NdFeB层上沉积PrZn层206，其中，PrZn层厚度为5-10nm；步骤107：以NdFeB为靶材，在PrZn层上沉积第二NdFeB层207，其中，第二NdFeB层厚度为10-20nm；以及步骤108：以CaB6为靶材，在第二NdFeB层上沉积CaB6层208，其中，CaB6层厚度为3本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有强铁磁性的CaB6薄膜的制备方法，其特征在于：所述具有强铁磁性的CaB6薄膜的制备方法包括如下步骤：准备玻璃衬底；以CuGe合金为靶材，在所述玻璃衬底上沉积CuGe层，其中，所述CuGe层厚度为15‑30nm；以CoPbMn合金为靶材，在所述CuGe层上沉积CoPbMnO层，其中，所述CoPbMnO层厚度为20‑40nm；以DyZn合金为靶材，在所述CoPbMnO层上沉积DyZn层，其中，所述DyZn层厚度为10‑30nm；以NdFeB为靶材，在所述DyZn层上沉积第一NdFeB层，其中，所述第一NdFeB层厚度为20‑40nm；以PrZn合金为靶材，在所述第一NdFeB层上沉积PrZn层，其中，所述PrZn层厚度为5‑10nm；以NdFeB为靶材，在所述PrZn层上沉积第二NdFeB层，其中，所述第二NdFeB层厚度为10‑20nm；以及以CaB6为靶材，在所述第二NdFeB层上沉积CaB6层，其中，所述CaB6层厚度为30‑50nm。

【技术特征摘要】
1.一种具有强铁磁性的CaB6薄膜的制备方法，其特征在于：所述具有强铁磁性的CaB6薄膜的制备方法包括如下步骤：准备玻璃衬底；以CuGe合金为靶材，在所述玻璃衬底上沉积CuGe层，其中，所述CuGe层厚度为15-30nm；以CoPbMn合金为靶材，在所述CuGe层上沉积CoPbMnO层，其中，所述CoPbMnO层厚度为20-40nm；以DyZn合金为靶材，在所述CoPbMnO层上沉积DyZn层，其中，所述DyZn层厚度为10-30nm；以NdFeB为靶材，在所述DyZn层上沉积第一NdFeB层，其中，所述第一NdFeB层厚度为20-40nm；以PrZn合金为靶材，在所述第一NdFeB层上沉积PrZn层，其中，所述PrZn层厚度为5-10nm；以NdFeB为靶材，在所述PrZn层上沉积第二NdFeB层，其中，所述第二NdFeB层厚度为10-20nm；以及以CaB6为靶材，在所述第二NdFeB层上沉积CaB6层，其中，所述CaB6层厚度为30-50nm。2.根据权利要求1所述的具有强铁磁性的CaB6薄膜的制备方法，其特征在于：其中，所述CuGe合金的名义化学式为Cu100-xGex，x＝8-10，并且其中，在所述玻璃衬底上沉积CuGe层是以如下条件进行的：采用射频磁控溅射法，溅射气氛为氩气，溅射气压为2-3Pa，溅射功率为100-150W，溅射电压为300-500V，衬底温度为300-400℃。3.根据权利要求1所述的具有强铁磁性的CaB6薄膜的制备方法，其特征在于：其中，所述CoPbMn合金靶材的名义化学式为CoaPbbMn100-a-b，a＝3-6，b＝20-40，并且其中，在所述CuGe层上沉积CoPbMnO层是以如下条件进行的：采用反应射频磁控溅射法，溅射...

【专利技术属性】
技术研发人员：康丽纳，
申请(专利权)人：泉州市康馨化工科技有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35