[发明专利]基于磁印章转写技术的永磁体磁化方法

说明书

本发明公开了基于磁印章转写技术的永磁体磁化方法，其步骤包括：1）制备磁印章和待刻印体，所述磁印章的永磁薄膜的居里温度高于待刻印体的永磁薄膜的居里温度；2）将制备好的磁印章的下表面与待刻印体的上表面进行贴合，然后进行加热，再逐渐退火，从而将磁印章的磁性转写到待刻印体上。相比于传统方法，本发明可以轻松实现磁化过程，而且适用于任何基板，大大扩大了适用范围。

技术领域

本发明是关于膜状永磁体的磁化技术领域，具体涉及基于磁印章转写技术的永磁体磁化方法。

背景技术

执行器的小型化和集成化是实现当前技术发展的趋势和产业的需要，为制作小型化高性能微磁性执行器，需要制作小型化的永磁体。然而，对小磁铁的装配，磁化等操作复杂。为解决这一问题，Fujiwara等人使用了激光热辅助磁化的方法对一种薄膜永磁体实现了微小尺寸区域磁化（参考文献：Fujiwara，et al， “Micromagnetization patterning ofsputtered NdFeB/Ta multilayered films utilizing laser assisted heating”，Sensors and Actuators A: Physical, Vol. 220, pp. 298-304, 2014.），如图1所示，该技术基本按照如下步骤形成：1、成膜，充磁（PM film deposition and pulsemagnetization）；2、施加外界磁场(Application of external DC magnetic field)；3、激光加热(Laser heating)；4、区域磁极翻转(Partial magnetization reversal)；5、激光扫描完成微区域磁化（micro magnetization）。该技术能够容易实现对永磁薄膜的加热磁化，但是为了实现对永磁薄膜的局部加热，必须使用热绝缘性好的石英基板，对其他热绝缘性差的基板如Si、金属等不适用，因此大大局限了该技术的适用范围。

发明内容

本发明的目的在于针对上述问题，提供了基于磁印章转写技术的永磁体磁化方法，此磁化方法操作简单，且对基板无热绝缘性的要求。

为实现上述目的，本发明采用如下基于磁印章转写技术的永磁体磁化方法，其特征在于步骤如下：

1）制备磁印章和待刻印体；

所述待刻印体包括下层基板和永磁薄膜，待刻印体的永磁薄膜选用钕铁硼稀土永磁体（NdFeB）。因为对NdFeB永磁体所沉积的下层基板没有热绝缘性的要求，所以在沉积制作过程中，只需满足承受工艺环境即可，如薄膜沉积温度、烘箱加热温度等。进一步的，所述磁印章的永磁薄膜的居里温度要高于待刻印体的永磁薄膜的居里温度。

所述磁印章包括上层基板和带磁性图案的永磁薄膜。带磁性图案的永磁薄膜选用的是衫钴稀土永磁体（SmCo）；上层基板采用热绝缘性优异的基板，例如石英基板等。那么，SmCo永磁体需沉积在热绝缘性优异的上层基板上，通过常规的激光热辅助磁化技术制作，将所需要的磁性图案写入到磁印章中。

2）将制备好的磁印章的下表面与待刻印体的上表面进行贴合，即SmCo膜的下表面与NdFeB膜的上表面进行贴合，然后进行加热，加热温度升至NdFeB的居里温度，再逐渐退火，从而将磁印章的磁性图案转写到待刻印体上。

步骤2）中，所述的加热要求为：加热温度大于NdFeB的居里温度，且加热温度小于SmCo的居里温度。

步骤2）中，所述逐渐退火的过程和要求与待刻印体的热充磁过程一样即可。

在步骤2）的加热过程中，当待刻印体的温度达到居里温度时，其本身既不具有磁性，且矫顽磁力也变为零。而此时尚未达到磁印章的居里温度，仍具有磁性，可以为磁化待刻印体提供外界磁场。在该外界磁场作用下，待刻印体的磁化方向会沿着此磁场方向。随着温度逐渐冷却，最终完成磁化。

本发明的有益效果如下：