THE STRUCTURE, PROPERTIES AND THERMAL STABILITY OF THE NANOCRYSTALLINE Fe-Ti-N SOFT MAGNETIC FILMS
纳米晶软磁薄膜Fe-Ti-N的结构、磁学性能和热稳定性研究

在高溅射功率900W下用RF磁控溅射方法制备了厚为630－780nm的e-Ti-N薄膜。结果表明：当膜成分（原子分数，％，下同）在Fe-3.9Ti-8.8N和Fe-3.3Ti-13.5N范围内，薄膜由α′和Ti2N沉淀组成，磁化强度4πMs超过纯铁，最高可达2.38T；而矫顽力Hc下降为89A／m，可以满足针对1.55Gb/cm^2高存储密度的GMR／感应式复合读写磁头中写入磁头的需要，N原子进入α-Fe使α′具有高饱和磁化强度；Ti的加入，阻止α′→α γ′的分解，稳定了强铁磁性相α′，是Fe-Ti-N具有高饱和磁化强度的原因。由于由晶粒度引起的对Hc的影响程度Hc^D与晶粒度D有以下关系：Hc^D∝D^6，晶粒度控制非常重要。N原子进入α-Fe点阵的八面体间隙，引起极大的畸变，使晶粒碎化。提高溅射功率也使晶粒度下降。两者共同作用，能使晶粒度下降到约14nm，使Hc下降。晶界是择优沉淀地点，在α′晶界上沉淀Ti2N能起钉扎作用，阻止晶界迁移，使纳米晶α′不能长大。薄膜的结构和Hc的稳定温度不低于520℃。