專(zhuān)利名稱(chēng)：確定軟磁薄膜材料飽和磁化強(qiáng)度的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種磁性材料的測(cè)試方法，確切講是一種測(cè)試有高頻的磁導(dǎo)率譜的軟磁薄膜材料的飽和磁化強(qiáng)度的方法。
背景技術(shù)：
由于微電子技術(shù)和磁性存儲(chǔ)技術(shù)的發(fā)展，軟磁薄膜材料受到了廣大磁性器件制造商與磁性材料研究者的青睞。衡量軟磁薄膜材料的一個(gè)極為重要指標(biāo)就是材料的飽和磁化強(qiáng)度。飽和磁化強(qiáng)度即飽和磁場(chǎng)下對(duì)應(yīng)的磁化強(qiáng)度。飽和磁化強(qiáng)度的大小和精度直接影響了另外一個(gè)軟磁材料磁性參數(shù)磁導(dǎo)率的確定。因此如何精確地確定軟磁薄膜材料的飽和磁化強(qiáng)度對(duì)于軟磁薄膜的研究和應(yīng)用具有很重要的價(jià)值。目前，最常用的軟磁薄膜材料飽和磁化強(qiáng)度測(cè)試方法是測(cè)量磁滯回線(xiàn)法。所用的測(cè)試儀器通常為振動(dòng)樣品磁強(qiáng)計(jì)，超導(dǎo)量子干涉儀等。如果要得到飽和磁化強(qiáng)度不但需要讀出磁滯回線(xiàn)的飽和磁矩的數(shù)值，并且另需測(cè)試磁性樣品的體積，通過(guò)計(jì)算得到樣品的單位體積內(nèi)的飽和磁矩大小即飽和磁化強(qiáng)度。然而，對(duì)于軟磁薄膜材料，由于厚度僅為納米量級(jí)，很難用儀器精確測(cè)量。目前常用的儀器為表面輪廓分析儀、場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡、橢圓偏振儀等。但是這些儀器在測(cè)試厚度為幾十納米的薄膜時(shí)，由于薄膜表面的粗糙度和儀器精度限制誤差通常大于10%。這就導(dǎo)致了利用傳統(tǒng)方法測(cè)試得到的飽和磁化強(qiáng)度數(shù)值具有很大的誤差。而軟磁薄膜另外的一個(gè)重要參數(shù)磁導(dǎo)率則是根據(jù)上面方法測(cè)得的磁化強(qiáng)度隨外磁場(chǎng)的變化率得到的，從而導(dǎo)致了傳統(tǒng)方法所測(cè)得的磁導(dǎo)率也存在很大的誤差。因此，如何提高軟磁薄膜材料的飽和磁化強(qiáng)度測(cè)試精度成為了本領(lǐng)域的急待解決的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種可解決現(xiàn)有技術(shù)測(cè)試精度低的不足，而且不需要測(cè)試材料的體積就可以得到高精度的軟磁薄膜的飽和磁化強(qiáng)度數(shù)值。本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是對(duì)待測(cè)軟磁薄膜材料施加最大正磁場(chǎng)至飽和磁場(chǎng)，再逐漸減小外磁場(chǎng)至零磁場(chǎng)， 然后再逐漸減小外磁場(chǎng)至飽和負(fù)磁場(chǎng)，或者對(duì)待測(cè)軟磁薄膜材料施加最小負(fù)磁場(chǎng)至飽和磁場(chǎng)，再逐漸增大外磁場(chǎng)至零磁場(chǎng)，然后再逐漸增大外磁場(chǎng)至最大正飽和磁場(chǎng)，在上述過(guò)程中同時(shí)測(cè)量并記載被測(cè)軟磁薄膜材料隨外磁場(chǎng)H變化時(shí)對(duì)應(yīng)的共振頻率f；的平方，如此獲得待測(cè)軟磁薄膜材料的共振頻率f；的平方與外磁場(chǎng)H強(qiáng)度的線(xiàn)性函數(shù)關(guān)系，再通過(guò)解析法或圖表法得到f；的平方與外磁場(chǎng)H強(qiáng)度的線(xiàn)性函數(shù)的斜率Y 2 μ 0MS,由此得到待測(cè)軟磁薄膜材料的飽和磁化強(qiáng)度PtlM-本發(fā)明的技術(shù)方案建立于下述基礎(chǔ)之上在軟磁薄膜中，飽和磁化強(qiáng)度比本身的各向異性場(chǎng)和測(cè)試施加的磁場(chǎng)高3 4個(gè)數(shù)量級(jí)。根據(jù)軟磁薄膜的高頻理論，可以得到在外加場(chǎng)下軟磁薄膜的共振頻率平方和外加磁場(chǎng)的關(guān)系式如下
權(quán)利要求
1.確定軟磁薄膜材料飽和磁化強(qiáng)度的方法，其特征在于對(duì)待測(cè)軟磁薄膜材料施加最大正向外磁場(chǎng)至飽和磁場(chǎng)，再逐漸減小外磁場(chǎng)至零磁場(chǎng)，然后再逐漸減小外磁場(chǎng)至飽和負(fù)磁場(chǎng)，或者對(duì)待測(cè)軟磁薄膜材料施加最小負(fù)磁場(chǎng)至飽和磁場(chǎng)，再逐漸增大外磁場(chǎng)至零磁場(chǎng)，然后再逐漸增大外磁場(chǎng)至正向飽和磁場(chǎng)，在上述過(guò)程中同時(shí)測(cè)量并記載被測(cè)軟磁薄膜材料隨外磁場(chǎng)H變化時(shí)對(duì)應(yīng)的共振頻率f；的平方，如此獲得待測(cè)軟磁薄膜材料的共振頻率f；的平方與外磁場(chǎng)H強(qiáng)度的線(xiàn)性函數(shù)關(guān)系，再通過(guò)解析法或圖表法得到f；的平方與外磁場(chǎng)H強(qiáng)度的線(xiàn)性函數(shù)的斜率Y2 μ ClMs，由此得到待測(cè)軟磁薄膜材料的飽和磁化強(qiáng)度y(lMs。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種測(cè)試有高頻磁導(dǎo)率譜的軟磁薄膜材料的飽和磁化強(qiáng)度的方法。本發(fā)明的方法是對(duì)待測(cè)軟磁薄膜材料施加最大正磁場(chǎng)至飽和磁場(chǎng)，再逐漸減小外磁場(chǎng)至零磁場(chǎng)，然后再逐漸減小外磁場(chǎng)至飽和負(fù)磁場(chǎng)，或者先對(duì)待測(cè)軟磁薄膜材料施加最小負(fù)磁場(chǎng)至飽和磁場(chǎng)，再逐漸增大外磁場(chǎng)至零磁場(chǎng)，直至最大正飽和磁場(chǎng)，同時(shí)測(cè)量并記載被測(cè)軟磁薄膜材料隨H變化時(shí)對(duì)應(yīng)的共振頻率fr的平方，獲得待測(cè)軟磁薄膜材料的共振頻率fr的平方與外磁場(chǎng)H強(qiáng)度的函數(shù)關(guān)系，再通過(guò)求解斜率γ2μ0Ms得到待測(cè)軟磁薄膜材料的飽和磁化強(qiáng)度μ0Ms。
文檔編號(hào)G01R33/16GK102243292SQ20111008428
公開(kāi)日2011年11月16日 申請(qǐng)日期2011年4月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月2日
發(fā)明者李喜玲, 柴國(guó)志, 薛德勝 申請(qǐng)人:蘭州大學(xué)