[发明专利]具有外加磁场的真空淀积薄膜和薄膜热处理设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种制备薄膜和对样品进行热处理的设备，特别涉及一种可外加磁场的多功能小型真空淀积设备。

背景技术

外加磁场作为一种提高样品性能，尤其是磁学性能的方法被广泛采用。文献1(Chains composed of nano size metal particles and identifying the factorsdriving their formation，APPLIED PHYSICS LETTER 70，2469(1997))中报道：在制备样品过程中，由于外磁场的引入，使得Fe、Co、Ni纳米颗粒形成了不同形状的链状结构，从而产生了各向异性的性能。文献2(Hard magneticproperties of NdFeB/Co films annealed in the presence of a magnetic field，IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS 40，2889(2004))报道了采用磁控溅射的方法制备Nd₂Fe₁₄B与Co的多层膜，而后在650℃下退火5min来破坏多层膜结构从而形成Co与Nd₂Fe₁₄B的混合微晶颗粒，在煺火过程中加入0.17T的磁场明显增强了样品的矫顽力和磁能量乘积，提高了样品的磁学性质。

由以上的文献可知，在制备样品或者对样品进行后处理过程中，引入磁场可以改善样品的某些性能；而市场上并没有外加磁场处理样品的设备，也没有相关的专利，实验室搭建的设备构造复杂、体积庞大、造价较高。因此，设计一种构造简单、造价低廉、能满足多方面应用的可外加磁场的多功能小型淀积设备十分必要。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种在真空淀积设备中设置磁场，使得样品在磁场环境下制备或对样品进行热处理，而达到改善样品的某些性能的、构造简单、造价低廉的具有外加磁场的真空淀积薄膜和薄膜热处理设备。

本发明提供的具有外加磁场的真空淀积薄膜和薄膜热处理设备(如图1所示)，包括样品室14，在所述的样品室14内安装一加热器12，该加热器12安装在加热器架11上，并通过红外测温仪5与温度控制电源13电连接，加热器12与温度控制电源13电连接组成的温度控制系统；以及一由真空计16、真空机组与样品室14密封连通组成的真空系统4；其特征在于：所述的样品室14由一根石英玻璃管17，和在石英玻璃管17一端密封安装球形进气室15，该球形进气室15上设有进气口，另一端通过密封机构与真空机组的管道相连通，所述的真空计16密封连通在样品室14腔上组成；所述的密封机构由一中间开孔的帽状的压丝6，和一中间开孔的“凹”状的密封接头7，其压丝6和密封接头7中间放置一密封橡胶圈8，并且压丝6与密封接头7螺合固定在真空室14的另一端口上组成，该端口通过所述的密封机构与真空机组的管道连通，以及将安装在样品室14内的加热器12的导线引出；密封接头7的侧壁上开有冷却循环水9的进口和出口，密封接头7的中空部分供冷却循环水通过，从而可以通循环水来对整个系统进行冷却；所述加热器架11固定在密封接头7上，在卸下压丝6后，可以随密封接头拉出，所述红外测温仪5设置在真空腔外，用于直接监测样品10的温度，根据其指示由加热器控制电源13调节加热器12的温度；还包括外加磁场系统，所述的磁场系统由2个电磁铁1和铁芯2，分别设置在样品室14两边，并且两块铁芯的NS极相对设置，两块电磁铁通过磁场控制电源3电连接。

在上述的技术方案中，所述的磁芯采用磁导率很大且剩磁较小的纯铁，其直径在20～30mm。两磁极间隙20～50mm范围可调，可以通过调节磁场控制电源或者两磁极的间隙来得到需要的磁场强度，例如能够产生0～1.2T可调磁场的直流电磁铁。可以通过旋转磁铁或者管式沉积系统来获得水平、垂直或者成一定角度的磁场。此外，由计算机控制加磁场和去磁场的反复操作。如果对磁场的要求不高的话，也可以用钕铁硼永磁体来产生磁场。靠调节两磁极之间的距离来得到所需的磁场强度。