[发明专利]一种强交换偏置效应FeMn合金纳米薄膜的制备方法

摘要

本发明公开一种强交换偏置效应FeMn合金纳米薄膜的制备方法，属于金属纳米薄膜制备领域。先制备出尺度为纳米量级的FeMn合金自由团簇，然后在团簇腔内经过碰撞、冷凝和结核的过程，FeMn合金自由团簇变成FeMn合金支撑团簇，FeMn合金支撑团簇在清洁平整的衬底表面附着，在衬底表面完成FeMn合金团簇组装，得到具有纳米结构的FeMn合金纳米薄膜。本发明提供的制备方法，该方法采用团簇束流沉积法使团簇以“软着陆”的方式积淀成FeMn合金纳米薄膜，减小了内部应力的生成，实现团簇组装，获得特定结构，实现纳米粒子尺寸和成分的选择和控制，制备的FeMn合金纳米薄膜具有较大的交换偏置效应、平整致密且密度大的优点。

主权项

1.一种FeMn合金纳米薄膜的制备方法，其特征在于：先制备出尺度为纳米量级的FeMn合金自由团簇，然后在团簇腔内经过碰撞、冷凝和结核的过程，FeMn合金自由团簇变成FeMn合金支撑团簇，FeMn合金支撑团簇在清洁平整的衬底表面附着，在衬底表面完成FeMn合金团簇组装，得到具有纳米结构的FeMn合金纳米薄膜；所述制备方法包括以下步骤：1)原料准备，将纯度为99.999％的、厚度为2mm、直径为50mm的FeMn合金靶材作为溅射靶材，纯度为99.999％Ar作为溅射气体，厚度为500μm、长宽为10mm*10mm的硅片作为衬底，用浸泡过无水乙醇的无尘纸将团簇冷凝腔内的杂质擦拭干净，将FeMn合金靶材放在溅射仪器的溅射靶位置，硅衬底放置在衬底托的位置，把溅射仪器组装复位，靶材和衬底之间的冷凝距离为57mm；2)设备开启和预热，检查团簇仪器的充气阀，保证其处于密封状态，开启冷却水循环系统，开启团簇系统总电源，打开真空系统，在压强<10Pa时，开启分子泵抽气到高真空状态，待分子泵运转20‑40min，背底真空环境低于4.0×10‑5Pa时，开启溅射气体开关，控制氩气的流动速率为130sccm，洗涤团簇仪器腔体5分钟，把腔体内的杂质气体洗涤除去；3)产品制备，开启溅射仪器的直流电源，设定溅射电压为150V，溅射速率为溅射时间4小时，溅射结束后，关闭溅射直流电源并调零，关闭溅射气体阀门，关闭分子泵控制开关使其降速，待分子泵‑沉积系统达到共振时，关闭机械泵，快速的度过共振期，最大限度保护分子泵，关闭机械泵的开关，关闭团簇仪器电源开关，关闭冷却水仪器开关，打开控制团簇仪器气密性的控制阀门，待团簇腔内的气压与大气气压一致时，取出衬底,得到FeMn合金纳米薄膜；4)产品检测，利用PPMS系统仪器中的振动样品磁强计直接测量得到的FeMn合金纳米薄膜的磁滞回线。