1、材料物理与化学专业毕业论文 精品论文 六角钡铁氧体薄膜的制备及其结构和磁性能的研究关键词：六角钡铁氧体薄膜 高频磁导率 单轴磁晶 单片微波 集成电路 磁化强度摘要：M 型六角钡铁氧体材料 BaFe12O19(BaM)由于具有高的电阻率、大的高频磁导率、强的单轴磁晶各向异性和稳定的物理、化学性质等特点倍受关注，它在单片微波集成电路(MMIC)、高密度垂直磁记录介质等方面都有着广泛的应用。这些应用的实现都要求获得结晶性良好、高度 c 轴取向、剩磁比大(Ms/Mr0.9)的钡铁氧体厚膜(10m)。然而制备这样的厚膜在实际工艺中和理论研究中均有一定的困难。 本论文首先从研究 BaM 薄膜在蓝宝石衬底上
2、的 c 轴生长过程出发，运用 X 射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、振动样品磁强计(VSM)表征其结构、形貌、磁性能，得出了微观生长过程中的工艺参数与宏观磁性能的规律。然后研究出了一组优化的热处理条件，以结晶的 BaM为种子层， “逐层生长”出微米级钡铁氧体厚膜。同时，采用了 TiN、MgO 薄层替代结晶 BaM 种子层，并系统地研究了运用“逐层生长”模式制备具有高度 c取向性、磁性优良的厚膜钡铁氧体。最后，借鉴“逐层生长”模式下获得的相关实验结论，初步研究了钡铁氧体材料与宽禁带半导体 GaN 的集成生长。因此，本论文获得了以下几点结论： (1)在 750以
3、下，原位沉积钡铁氧体薄膜均呈现非晶状态，且只有微弱的 M-H 磁滞回线；通过后位退火工艺条件的研究，得到了一组优化的退火条件：1 个大气氧压下 1000退火 1 小时，制备出了结晶良好、高度 c 取向、具有一定磁性能(饱和磁化强度为 3000G，剩磁比为 0.6)的钡铁氧体种子层。 (2)以结晶 BaM 为种子层，通过“逐层生长”的模式制备厚膜钡铁氧体，获得了在种子层上生长厚度为 2m 的 c 取向、饱和磁化强度为 3500G、剩磁比为 0.65 左右的钡铁氧体厚膜。当薄膜厚度进一步增加到3.4m 时，样品表面出现了微孔、裂痕，阻碍了厚膜钡铁氧体的磁性改善。 (3)选取了 TiN、MgO 薄层
4、替代结晶种子层，得到了在 MgO 薄层缓冲的钡铁氧体厚膜具有最高饱和磁化强度为 4006G，剩磁比为 0.7。 (4)成功地在 GaN 外延片上通过 MgO 薄层制备了钡铁氧体薄膜，最高饱和磁化强度为 3208G，剩磁比为 0.7。正文内容M 型六角钡铁氧体材料 BaFe12O19(BaM)由于具有高的电阻率、大的高频磁导率、强的单轴磁晶各向异性和稳定的物理、化学性质等特点倍受关注，它在单片微波集成电路(MMIC)、高密度垂直磁记录介质等方面都有着广泛的应用。这些应用的实现都要求获得结晶性良好、高度 c 轴取向、剩磁比大(Ms/Mr0.9)的钡铁氧体厚膜(10m)。然而制备这样的厚膜在实际工艺
5、中和理论研究中均有一定的困难。 本论文首先从研究 BaM 薄膜在蓝宝石衬底上的 c 轴生长过程出发，运用 X 射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、振动样品磁强计(VSM)表征其结构、形貌、磁性能，得出了微观生长过程中的工艺参数与宏观磁性能的规律。然后研究出了一组优化的热处理条件，以结晶的 BaM为种子层， “逐层生长”出微米级钡铁氧体厚膜。同时，采用了 TiN、MgO 薄层替代结晶 BaM 种子层，并系统地研究了运用“逐层生长”模式制备具有高度 c取向性、磁性优良的厚膜钡铁氧体。最后，借鉴“逐层生长”模式下获得的相关实验结论，初步研究了钡铁氧体材料与宽禁带半导
6、体 GaN 的集成生长。因此，本论文获得了以下几点结论： (1)在 750以下，原位沉积钡铁氧体薄膜均呈现非晶状态，且只有微弱的 M-H 磁滞回线；通过后位退火工艺条件的研究，得到了一组优化的退火条件：1 个大气氧压下 1000退火 1 小时，制备出了结晶良好、高度 c 取向、具有一定磁性能(饱和磁化强度为 3000G，剩磁比为 0.6)的钡铁氧体种子层。 (2)以结晶 BaM 为种子层，通过“逐层生长”的模式制备厚膜钡铁氧体，获得了在种子层上生长厚度为 2m 的 c 取向、饱和磁化强度为 3500G、剩磁比为 0.65 左右的钡铁氧体厚膜。当薄膜厚度进一步增加到3.4m 时，样品表面出现了微
7、孔、裂痕，阻碍了厚膜钡铁氧体的磁性改善。 (3)选取了 TiN、MgO 薄层替代结晶种子层，得到了在 MgO 薄层缓冲的钡铁氧体厚膜具有最高饱和磁化强度为 4006G，剩磁比为 0.7。 (4)成功地在 GaN 外延片上通过 MgO 薄层制备了钡铁氧体薄膜，最高饱和磁化强度为 3208G，剩磁比为 0.7。M 型六角钡铁氧体材料 BaFe12O19(BaM)由于具有高的电阻率、大的高频磁导率、强的单轴磁晶各向异性和稳定的物理、化学性质等特点倍受关注，它在单片微波集成电路(MMIC)、高密度垂直磁记录介质等方面都有着广泛的应用。这些应用的实现都要求获得结晶性良好、高度 c 轴取向、剩磁比大(Ms
8、/Mr0.9)的钡铁氧体厚膜(10m)。然而制备这样的厚膜在实际工艺中和理论研究中均有一定的困难。 本论文首先从研究 BaM 薄膜在蓝宝石衬底上的 c 轴生长过程出发，运用 X 射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、振动样品磁强计(VSM)表征其结构、形貌、磁性能，得出了微观生长过程中的工艺参数与宏观磁性能的规律。然后研究出了一组优化的热处理条件，以结晶的 BaM 为种子层， “逐层生长”出微米级钡铁氧体厚膜。同时，采用了 TiN、MgO 薄层替代结晶 BaM 种子层，并系统地研究了运用“逐层生长”模式制备具有高度 c 取向性、磁性优良的厚膜钡铁氧体。最后，借鉴
9、“逐层生长”模式下获得的相关实验结论，初步研究了钡铁氧体材料与宽禁带半导体 GaN 的集成生长。因此，本论文获得了以下几点结论： (1)在 750以下，原位沉积钡铁氧体薄膜均呈现非晶状态，且只有微弱的 M-H 磁滞回线；通过后位退火工艺条件的研究，得到了一组优化的退火条件：1 个大气氧压下 1000退火 1 小时，制备出了结晶良好、高度 c 取向、具有一定磁性能(饱和磁化强度为 3000G，剩磁比为 0.6)的钡铁氧体种子层。 (2)以结晶 BaM 为种子层，通过“逐层生长”的模式制备厚膜钡铁氧体，获得了在种子层上生长厚度为 2m 的 c 取向、饱和磁化强度为3500G、剩磁比为 0.65 左
10、右的钡铁氧体厚膜。当薄膜厚度进一步增加到 3.4m时，样品表面出现了微孔、裂痕，阻碍了厚膜钡铁氧体的磁性改善。 (3)选取了 TiN、MgO 薄层替代结晶种子层，得到了在 MgO 薄层缓冲的钡铁氧体厚膜具有最高饱和磁化强度为 4006G，剩磁比为 0.7。 (4)成功地在 GaN 外延片上通过 MgO 薄层制备了钡铁氧体薄膜，最高饱和磁化强度为 3208G，剩磁比为 0.7。M 型六角钡铁氧体材料 BaFe12O19(BaM)由于具有高的电阻率、大的高频磁导率、强的单轴磁晶各向异性和稳定的物理、化学性质等特点倍受关注，它在单片微波集成电路(MMIC)、高密度垂直磁记录介质等方面都有着广泛的应用
11、。这些应用的实现都要求获得结晶性良好、高度 c 轴取向、剩磁比大(Ms/Mr0.9)的钡铁氧体厚膜(10m)。然而制备这样的厚膜在实际工艺中和理论研究中均有一定的困难。 本论文首先从研究 BaM 薄膜在蓝宝石衬底上的 c 轴生长过程出发，运用 X 射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、振动样品磁强计(VSM)表征其结构、形貌、磁性能，得出了微观生长过程中的工艺参数与宏观磁性能的规律。然后研究出了一组优化的热处理条件，以结晶的 BaM 为种子层， “逐层生长”出微米级钡铁氧体厚膜。同时，采用了 TiN、MgO 薄层替代结晶 BaM 种子层，并系统地研究了运用“逐层
12、生长”模式制备具有高度 c 取向性、磁性优良的厚膜钡铁氧体。最后，借鉴“逐层生长”模式下获得的相关实验结论，初步研究了钡铁氧体材料与宽禁带半导体 GaN 的集成生长。因此，本论文获得了以下几点结论： (1)在 750以下，原位沉积钡铁氧体薄膜均呈现非晶状态，且只有微弱的 M-H 磁滞回线；通过后位退火工艺条件的研究，得到了一组优化的退火条件：1 个大气氧压下 1000退火 1 小时，制备出了结晶良好、高度 c 取向、具有一定磁性能(饱和磁化强度为 3000G，剩磁比为 0.6)的钡铁氧体种子层。 (2)以结晶 BaM 为种子层，通过“逐层生长”的模式制备厚膜钡铁氧体，获得了在种子层上生长厚度为
13、 2m 的 c 取向、饱和磁化强度为3500G、剩磁比为 0.65 左右的钡铁氧体厚膜。当薄膜厚度进一步增加到 3.4m时，样品表面出现了微孔、裂痕，阻碍了厚膜钡铁氧体的磁性改善。 (3)选取了 TiN、MgO 薄层替代结晶种子层，得到了在 MgO 薄层缓冲的钡铁氧体厚膜具有最高饱和磁化强度为 4006G，剩磁比为 0.7。 (4)成功地在 GaN 外延片上通过 MgO 薄层制备了钡铁氧体薄膜，最高饱和磁化强度为 3208G，剩磁比为 0.7。M 型六角钡铁氧体材料 BaFe12O19(BaM)由于具有高的电阻率、大的高频磁导率、强的单轴磁晶各向异性和稳定的物理、化学性质等特点倍受关注，它在单
14、片微波集成电路(MMIC)、高密度垂直磁记录介质等方面都有着广泛的应用。这些应用的实现都要求获得结晶性良好、高度 c 轴取向、剩磁比大(Ms/Mr0.9)的钡铁氧体厚膜(10m)。然而制备这样的厚膜在实际工艺中和理论研究中均有一定的困难。 本论文首先从研究 BaM 薄膜在蓝宝石衬底上的 c 轴生长过程出发，运用 X 射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、振动样品磁强计(VSM)表征其结构、形貌、磁性能，得出了微观生长过程中的工艺参数与宏观磁性能的规律。然后研究出了一组优化的热处理条件，以结晶的 BaM 为种子层， “逐层生长”出微米级钡铁氧体厚膜。同时，采用了
15、TiN、MgO 薄层替代结晶 BaM 种子层，并系统地研究了运用“逐层生长”模式制备具有高度 c 取向性、磁性优良的厚膜钡铁氧体。最后，借鉴“逐层生长”模式下获得的相关实验结论，初步研究了钡铁氧体材料与宽禁带半导体 GaN 的集成生长。因此，本论文获得了以下几点结论： (1)在 750以下，原位沉积钡铁氧体薄膜均呈现非晶状态，且只有微弱的 M-H 磁滞回线；通过后位退火工艺条件的研究，得到了一组优化的退火条件：1 个大气氧压下 1000退火 1 小时，制备出了结晶良好、高度 c 取向、具有一定磁性能(饱和磁化强度为 3000G，剩磁比为 0.6)的钡铁氧体种子层。 (2)以结晶 BaM 为种子
16、层，通过“逐层生长”的模式制备厚膜钡铁氧体，获得了在种子层上生长厚度为 2m 的 c 取向、饱和磁化强度为3500G、剩磁比为 0.65 左右的钡铁氧体厚膜。当薄膜厚度进一步增加到 3.4m时，样品表面出现了微孔、裂痕，阻碍了厚膜钡铁氧体的磁性改善。 (3)选取了 TiN、MgO 薄层替代结晶种子层，得到了在 MgO 薄层缓冲的钡铁氧体厚膜具有最高饱和磁化强度为 4006G，剩磁比为 0.7。 (4)成功地在 GaN 外延片上通过 MgO 薄层制备了钡铁氧体薄膜，最高饱和磁化强度为 3208G，剩磁比为 0.7。M 型六角钡铁氧体材料 BaFe12O19(BaM)由于具有高的电阻率、大的高频磁
17、导率、强的单轴磁晶各向异性和稳定的物理、化学性质等特点倍受关注，它在单片微波集成电路(MMIC)、高密度垂直磁记录介质等方面都有着广泛的应用。这些应用的实现都要求获得结晶性良好、高度 c 轴取向、剩磁比大(Ms/Mr0.9)的钡铁氧体厚膜(10m)。然而制备这样的厚膜在实际工艺中和理论研究中均有一定的困难。 本论文首先从研究 BaM 薄膜在蓝宝石衬底上的 c 轴生长过程出发，运用 X 射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、振动样品磁强计(VSM)表征其结构、形貌、磁性能，得出了微观生长过程中的工艺参数与宏观磁性能的规律。然后研究出了一组优化的热处理条件，以结晶的
18、 BaM 为种子层， “逐层生长”出微米级钡铁氧体厚膜。同时，采用了 TiN、MgO 薄层替代结晶 BaM 种子层，并系统地研究了运用“逐层生长”模式制备具有高度 c 取向性、磁性优良的厚膜钡铁氧体。最后，借鉴“逐层生长”模式下获得的相关实验结论，初步研究了钡铁氧体材料与宽禁带半导体 GaN 的集成生长。因此，本论文获得了以下几点结论： (1)在 750以下，原位沉积钡铁氧体薄膜均呈现非晶状态，且只有微弱的 M-H 磁滞回线；通过后位退火工艺条件的研究，得到了一组优化的退火条件：1 个大气氧压下 1000退火 1 小时，制备出了结晶良好、高度 c 取向、具有一定磁性能(饱和磁化强度为 3000
19、G，剩磁比为 0.6)的钡铁氧体种子层。 (2)以结晶 BaM 为种子层，通过“逐层生长”的模式制备厚膜钡铁氧体，获得了在种子层上生长厚度为 2m 的 c 取向、饱和磁化强度为3500G、剩磁比为 0.65 左右的钡铁氧体厚膜。当薄膜厚度进一步增加到 3.4m时，样品表面出现了微孔、裂痕，阻碍了厚膜钡铁氧体的磁性改善。 (3)选取了 TiN、MgO 薄层替代结晶种子层，得到了在 MgO 薄层缓冲的钡铁氧体厚膜具有最高饱和磁化强度为 4006G，剩磁比为 0.7。 (4)成功地在 GaN 外延片上通过 MgO 薄层制备了钡铁氧体薄膜，最高饱和磁化强度为 3208G，剩磁比为 0.7。M 型六角钡
20、铁氧体材料 BaFe12O19(BaM)由于具有高的电阻率、大的高频磁导率、强的单轴磁晶各向异性和稳定的物理、化学性质等特点倍受关注，它在单片微波集成电路(MMIC)、高密度垂直磁记录介质等方面都有着广泛的应用。这些应用的实现都要求获得结晶性良好、高度 c 轴取向、剩磁比大(Ms/Mr0.9)的钡铁氧体厚膜(10m)。然而制备这样的厚膜在实际工艺中和理论研究中均有一定的困难。 本论文首先从研究 BaM 薄膜在蓝宝石衬底上的 c 轴生长过程出发，运用 X 射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、振动样品磁强计(VSM)表征其结构、形貌、磁性能，得出了微观生长过程中的
21、工艺参数与宏观磁性能的规律。然后研究出了一组优化的热处理条件，以结晶的 BaM 为种子层， “逐层生长”出微米级钡铁氧体厚膜。同时，采用了 TiN、MgO 薄层替代结晶 BaM 种子层，并系统地研究了运用“逐层生长”模式制备具有高度 c 取向性、磁性优良的厚膜钡铁氧体。最后，借鉴“逐层生长”模式下获得的相关实验结论，初步研究了钡铁氧体材料与宽禁带半导体 GaN 的集成生长。因此，本论文获得了以下几点结论： (1)在 750以下，原位沉积钡铁氧体薄膜均呈现非晶状态，且只有微弱的 M-H 磁滞回线；通过后位退火工艺条件的研究，得到了一组优化的退火条件：1 个大气氧压下 1000退火 1 小时，制备
22、出了结晶良好、高度 c 取向、具有一定磁性能(饱和磁化强度为 3000G，剩磁比为 0.6)的钡铁氧体种子层。 (2)以结晶 BaM 为种子层，通过“逐层生长”的模式制备厚膜钡铁氧体，获得了在种子层上生长厚度为 2m 的 c 取向、饱和磁化强度为3500G、剩磁比为 0.65 左右的钡铁氧体厚膜。当薄膜厚度进一步增加到 3.4m时，样品表面出现了微孔、裂痕，阻碍了厚膜钡铁氧体的磁性改善。 (3)选取了 TiN、MgO 薄层替代结晶种子层，得到了在 MgO 薄层缓冲的钡铁氧体厚膜具有最高饱和磁化强度为 4006G，剩磁比为 0.7。 (4)成功地在 GaN 外延片上通过 MgO 薄层制备了钡铁氧
23、体薄膜，最高饱和磁化强度为 3208G，剩磁比为 0.7。M 型六角钡铁氧体材料 BaFe12O19(BaM)由于具有高的电阻率、大的高频磁导率、强的单轴磁晶各向异性和稳定的物理、化学性质等特点倍受关注，它在单片微波集成电路(MMIC)、高密度垂直磁记录介质等方面都有着广泛的应用。这些应用的实现都要求获得结晶性良好、高度 c 轴取向、剩磁比大(Ms/Mr0.9)的钡铁氧体厚膜(10m)。然而制备这样的厚膜在实际工艺中和理论研究中均有一定的困难。 本论文首先从研究 BaM 薄膜在蓝宝石衬底上的 c 轴生长过程出发，运用 X 射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、振
24、动样品磁强计(VSM)表征其结构、形貌、磁性能，得出了微观生长过程中的工艺参数与宏观磁性能的规律。然后研究出了一组优化的热处理条件，以结晶的 BaM 为种子层， “逐层生长”出微米级钡铁氧体厚膜。同时，采用了 TiN、MgO 薄层替代结晶 BaM 种子层，并系统地研究了运用“逐层生长”模式制备具有高度 c 取向性、磁性优良的厚膜钡铁氧体。最后，借鉴“逐层生长”模式下获得的相关实验结论，初步研究了钡铁氧体材料与宽禁带半导体 GaN 的集成生长。因此，本论文获得了以下几点结论： (1)在 750以下，原位沉积钡铁氧体薄膜均呈现非晶状态，且只有微弱的 M-H 磁滞回线；通过后位退火工艺条件的研究，得
25、到了一组优化的退火条件：1 个大气氧压下 1000退火 1 小时，制备出了结晶良好、高度 c 取向、具有一定磁性能(饱和磁化强度为 3000G，剩磁比为 0.6)的钡铁氧体种子层。 (2)以结晶 BaM 为种子层，通过“逐层生长”的模式制备厚膜钡铁氧体，获得了在种子层上生长厚度为 2m 的 c 取向、饱和磁化强度为3500G、剩磁比为 0.65 左右的钡铁氧体厚膜。当薄膜厚度进一步增加到 3.4m时，样品表面出现了微孔、裂痕，阻碍了厚膜钡铁氧体的磁性改善。 (3)选取了 TiN、MgO 薄层替代结晶种子层，得到了在 MgO 薄层缓冲的钡铁氧体厚膜具有最高饱和磁化强度为 4006G，剩磁比为 0
26、.7。 (4)成功地在 GaN 外延片上通过 MgO 薄层制备了钡铁氧体薄膜，最高饱和磁化强度为 3208G，剩磁比为 0.7。M 型六角钡铁氧体材料 BaFe12O19(BaM)由于具有高的电阻率、大的高频磁导率、强的单轴磁晶各向异性和稳定的物理、化学性质等特点倍受关注，它在单片微波集成电路(MMIC)、高密度垂直磁记录介质等方面都有着广泛的应用。这些应用的实现都要求获得结晶性良好、高度 c 轴取向、剩磁比大(Ms/Mr0.9)的钡铁氧体厚膜(10m)。然而制备这样的厚膜在实际工艺中和理论研究中均有一定的困难。 本论文首先从研究 BaM 薄膜在蓝宝石衬底上的 c 轴生长过程出发，运用 X 射
27、线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、振动样品磁强计(VSM)表征其结构、形貌、磁性能，得出了微观生长过程中的工艺参数与宏观磁性能的规律。然后研究出了一组优化的热处理条件，以结晶的 BaM 为种子层， “逐层生长”出微米级钡铁氧体厚膜。同时，采用了 TiN、MgO 薄层替代结晶 BaM 种子层，并系统地研究了运用“逐层生长”模式制备具有高度 c 取向性、磁性优良的厚膜钡铁氧体。最后，借鉴“逐层生长”模式下获得的相关实验结论，初步研究了钡铁氧体材料与宽禁带半导体 GaN 的集成生长。因此，本论文获得了以下几点结论： (1)在 750以下，原位沉积钡铁氧体薄膜均呈现非
28、晶状态，且只有微弱的 M-H 磁滞回线；通过后位退火工艺条件的研究，得到了一组优化的退火条件：1 个大气氧压下 1000退火 1 小时，制备出了结晶良好、高度 c 取向、具有一定磁性能(饱和磁化强度为 3000G，剩磁比为 0.6)的钡铁氧体种子层。 (2)以结晶 BaM 为种子层，通过“逐层生长”的模式制备厚膜钡铁氧体，获得了在种子层上生长厚度为 2m 的 c 取向、饱和磁化强度为3500G、剩磁比为 0.65 左右的钡铁氧体厚膜。当薄膜厚度进一步增加到 3.4m时，样品表面出现了微孔、裂痕，阻碍了厚膜钡铁氧体的磁性改善。 (3)选取了 TiN、MgO 薄层替代结晶种子层，得到了在 MgO
29、薄层缓冲的钡铁氧体厚膜具有最高饱和磁化强度为 4006G，剩磁比为 0.7。 (4)成功地在 GaN 外延片上通过 MgO 薄层制备了钡铁氧体薄膜，最高饱和磁化强度为 3208G，剩磁比为 0.7。M 型六角钡铁氧体材料 BaFe12O19(BaM)由于具有高的电阻率、大的高频磁导率、强的单轴磁晶各向异性和稳定的物理、化学性质等特点倍受关注，它在单片微波集成电路(MMIC)、高密度垂直磁记录介质等方面都有着广泛的应用。这些应用的实现都要求获得结晶性良好、高度 c 轴取向、剩磁比大(Ms/Mr0.9)的钡铁氧体厚膜(10m)。然而制备这样的厚膜在实际工艺中和理论研究中均有一定的困难。 本论文首先
30、从研究 BaM 薄膜在蓝宝石衬底上的 c 轴生长过程出发，运用 X 射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、振动样品磁强计(VSM)表征其结构、形貌、磁性能，得出了微观生长过程中的工艺参数与宏观磁性能的规律。然后研究出了一组优化的热处理条件，以结晶的 BaM 为种子层， “逐层生长”出微米级钡铁氧体厚膜。同时，采用了 TiN、MgO 薄层替代结晶 BaM 种子层，并系统地研究了运用“逐层生长”模式制备具有高度 c 取向性、磁性优良的厚膜钡铁氧体。最后，借鉴“逐层生长”模式下获得的相关实验结论，初步研究了钡铁氧体材料与宽禁带半导体 GaN 的集成生长。因此，本论文获
31、得了以下几点结论： (1)在 750以下，原位沉积钡铁氧体薄膜均呈现非晶状态，且只有微弱的 M-H 磁滞回线；通过后位退火工艺条件的研究，得到了一组优化的退火条件：1 个大气氧压下 1000退火 1 小时，制备出了结晶良好、高度 c 取向、具有一定磁性能(饱和磁化强度为 3000G，剩磁比为 0.6)的钡铁氧体种子层。 (2)以结晶 BaM 为种子层，通过“逐层生长”的模式制备厚膜钡铁氧体，获得了在种子层上生长厚度为 2m 的 c 取向、饱和磁化强度为3500G、剩磁比为 0.65 左右的钡铁氧体厚膜。当薄膜厚度进一步增加到 3.4m时，样品表面出现了微孔、裂痕，阻碍了厚膜钡铁氧体的磁性改善。
32、 (3)选取了 TiN、MgO 薄层替代结晶种子层，得到了在 MgO 薄层缓冲的钡铁氧体厚膜具有最高饱和磁化强度为 4006G，剩磁比为 0.7。 (4)成功地在 GaN 外延片上通过 MgO 薄层制备了钡铁氧体薄膜，最高饱和磁化强度为 3208G，剩磁比为 0.7。M 型六角钡铁氧体材料 BaFe12O19(BaM)由于具有高的电阻率、大的高频磁导率、强的单轴磁晶各向异性和稳定的物理、化学性质等特点倍受关注，它在单片微波集成电路(MMIC)、高密度垂直磁记录介质等方面都有着广泛的应用。这些应用的实现都要求获得结晶性良好、高度 c 轴取向、剩磁比大(Ms/Mr0.9)的钡铁氧体厚膜(10m)。
33、然而制备这样的厚膜在实际工艺中和理论研究中均有一定的困难。 本论文首先从研究 BaM 薄膜在蓝宝石衬底上的 c 轴生长过程出发，运用 X 射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、振动样品磁强计(VSM)表征其结构、形貌、磁性能，得出了微观生长过程中的工艺参数与宏观磁性能的规律。然后研究出了一组优化的热处理条件，以结晶的 BaM 为种子层， “逐层生长”出微米级钡铁氧体厚膜。同时，采用了 TiN、MgO 薄层替代结晶 BaM 种子层，并系统地研究了运用“逐层生长”模式制备具有高度 c 取向性、磁性优良的厚膜钡铁氧体。最后，借鉴“逐层生长”模式下获得的相关实验结论，初
34、步研究了钡铁氧体材料与宽禁带半导体 GaN 的集成生长。因此，本论文获得了以下几点结论： (1)在 750以下，原位沉积钡铁氧体薄膜均呈现非晶状态，且只有微弱的 M-H 磁滞回线；通过后位退火工艺条件的研究，得到了一组优化的退火条件：1 个大气氧压下 1000退火 1 小时，制备出了结晶良好、高度 c 取向、具有一定磁性能(饱和磁化强度为 3000G，剩磁比为 0.6)的钡铁氧体种子层。 (2)以结晶 BaM 为种子层，通过“逐层生长”的模式制备厚膜钡铁氧体，获得了在种子层上生长厚度为 2m 的 c 取向、饱和磁化强度为3500G、剩磁比为 0.65 左右的钡铁氧体厚膜。当薄膜厚度进一步增加到
35、 3.4m时，样品表面出现了微孔、裂痕，阻碍了厚膜钡铁氧体的磁性改善。 (3)选取了 TiN、MgO 薄层替代结晶种子层，得到了在 MgO 薄层缓冲的钡铁氧体厚膜具有最高饱和磁化强度为 4006G，剩磁比为 0.7。 (4)成功地在 GaN 外延片上通过 MgO 薄层制备了钡铁氧体薄膜，最高饱和磁化强度为 3208G，剩磁比为 0.7。特别提醒 ：正文内容由 PDF 文件转码生成，如您电脑未有相应转换码，则无法显示正文内容，请您下载相应软件，下载地址为 http:/ 。如还不能显示，可以联系我 q q 1627550258 ，提供原格式文档。“垐垯櫃 换烫梯葺铑?endstreamendobj
36、2x 滌?U 閩 AZ箾 FTP 鈦X 飼?狛P? 燚?琯嫼 b?袍*甒?颙嫯?4)=r 宵?i?j 彺帖 B3 锝檡骹笪 yLrQ#?0 鯖 l 壛枒l 壛枒 l 壛枒 l 壛枒 l 壛枒 l 壛枒 l 壛枒 l 壛枒 l 壛枒 l 壛枒 l 壛枒 l 壛渓?擗#?“?# 綫 G 刿#K 芿$?7. 耟?Wa 癳$Fb 癳$Fb 癳$Fb 癳$Fb 癳$Fb 癳$Fb 癳$Fb 癳$Fb癳$Fb 癳$Fb 癳$Fb 癳$Fb 癳$Fb 癳$Fb 癳$Fb 皗 E|?pDb 癳$Fb 癳$Fb癳$Fb 癳$Fb 癳$Fb 癳$Fb 癳$Fb 癳$Fb 癳$Fb 癳$Fb 癳$Fb 癳$Fb 癳$Fb 癳$Fb 癳$F?責鯻 0 橔 C,f 薍秾腵薍秾腵薍秾腵薍秾腵薍秾腵薍秾腵薍秾腵薍秾腵薍秾腵薍秾腵薍秾腵薍秾腵薍秾腵薍秾腵薍秾腵秾腵薍秾腵%?秾腵薍秾腵薍秾腵薍秾腵薍
