[发明专利]一种测量磁化率各向异性的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种测量磁化率各向异性的方法，属物质磁性之磁化率测量技术领域。

背景技术

物质磁性能是常用材料物理性能之一，而磁化率是描述物质磁性的重要物理量。根据物质结构的电子理论，可以证明物质的磁化率与其微观结构密切相关。通过测定物质的磁化率可以获得微观结构的很多相关信息。物质磁化率一般用磁天平测量，常用的有古埃(Gouy)法、昆克(Quincke)法和法拉第(Faraday)法。古埃法适用于测量顺磁或抗磁性样品，昆克法用于测量液体和气体的磁化率，法拉第法则有更好的适用性。一般来说，用于物理上研究磁化率与温度的变化关系，磁化率各向异性测定等都是采用法拉第法。

在磁化率各向异性测定中，现有的实验方法都要制备该种物质的单晶体，然后在检晶仪上挑选适合测量的单晶，最后在特定磁场中测量不同轴向的磁化率即可分别得到易磁化轴向和垂直于易磁化轴方向的磁化率χ_||，χ_⊥。但是，物质的单晶特别是大块单晶制备较为困难，这给磁化率各向异性的测量带来了很大的难度。本发明提出的测量方法是直接利用强磁场中制备的多晶薄膜计算出易磁化轴向和垂直于易磁化轴方向的磁化率χ_||，χ_⊥。

发明内容

本发明的目的是提供一种测量磁化率各向异性即分别测量易磁化轴磁化率χ_||和垂直于易磁化轴磁化率χ_⊥的方法。

本发明一种测量磁化率各向异性的方法，其特征在于具有以下的过程和步骤：

a.利用超导强磁场下真空蒸发沉积薄膜装置，在室温(300K)下，将欲镀膜的基片放置于装置内的工作台上，基片在平行和垂直磁场方向都有放置，将预测量的物质蒸发，按固定的蒸发速率，蒸发相同时间，两个方向的基片上分别沉积该物质的薄膜。分别在1～12T磁场下逐点沉积12次薄膜，可根据实际情况增加沉积的磁场测量点；

b.对a步骤沉积的薄膜进行X射线衍射分析(XRD)，找到薄膜发生取向改变的磁场强度B；

c.利用扫描电子显微镜(SEM)高倍显微镜分别对磁场强度B下制备的薄膜进行显微观察，计算单个晶粒的平均体积；

d.利用薄膜在强磁场中的取向原理计算易磁化轴磁化率χ_||和垂直于易磁化轴磁化率χ_⊥，即可测量出磁化率各向异性。

一种在测量磁化率各向异性的方法中所用的是强磁场下真空蒸发制备薄膜装置，可以在平行和垂直磁场两个方向同时制备薄膜，且磁场强度可调。本发明特征是利用XRD得到薄膜发生取向的磁场强度B和该磁场下制备薄膜的晶粒体积来计算出磁化率各向异性。

本发明计算磁化率各向异性的基本原理：对于多晶体来说，晶体的体积磁化率满足公式(1)如下，

χ＝1/3χ_||+2/3χ_⊥                (1)

根据薄膜在强磁场中磁取向生长原理，薄膜优先生长方向是磁化能较小的方向，即垂直于易磁化轴方向。薄膜发生取向时，薄膜在磁场下的取向能AU可以用式(2)表示

ΔU=-V·(χ||-χ⊥)·B22μ0---(2)]]>