[发明专利]一种Cu掺杂Fe‑N软磁薄膜及其制备方法

摘要

本发明公开了Cu掺杂Fe‑N软磁薄膜，属于软磁薄膜技术领域，其化学通式为(Fe100‑yNy)100‑xCux；其中，y＝25～40，x＝9～18。本发明还公开了该软磁薄膜的制备方法。本发明具有以下优点1)采用反应磁控溅射方法制备出Cu掺杂Fe‑N软磁薄膜，制备工艺简单，成分控制容易，是工业化生产薄膜的基本工艺方法；2)铜元素来源广泛，成本低，且产物环保无污染；3)可以获得低矫顽力(≤10O e)、高饱和磁化强度较高(≥1200emu/cc)的软磁薄膜，且磁性在0‑600℃温度范围内均稳定。

主权项

一种Cu掺杂Fe‑N软磁薄膜的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：1)用丙酮、酒精超声清洗衬底材料，用氮气吹干得到样品，将样品装入样品托，确认牢固后，装入溅射室；2)将溅射室真空度抽至10‑5Pa，按照流量比Ar：N2＝30:(0.25～1.25)的比例向溅射室通入Ar和N2的混合气体；3)打开射频电源和直流电源，控制Fe靶射频溅射功率为100‑200W，直流溅射功率为30‑60W，起辉；4)确定辉光稳定后，调节工作气压为0.5Pa，预溅射5～10min，去除靶材表面的杂质，露出新鲜的靶材表面；5)预溅射结束后，控制样品托的公转，将样品从非溅射区移动到Fe靶的正上方，进行薄膜沉积；施加偏压0～‑50V，溅射时间为5～10min，获得Cu掺杂Fe‑N软磁薄膜；其中，Cu掺杂Fe‑N软磁薄膜化学通式如下式(I)：(Fe100‑yNy)100‑xCux  (I)；其中，y＝25～40，x＝9～18；该Cu掺杂Fe‑N软磁薄膜的矫顽力≤10Oe，饱和磁化强度≥1200emu/cc；步骤1)中，Fe靶和Cu靶在溅射室内部均是直立放置，Cu原子利用散射的方式进行掺杂；步骤1)中，样品以15r/min的速度进行自转。