氮化铁薄膜晶相合成热分析及其磁性

作者：卢启海; 唐晓莉^*; 宋玉哲; 左显维; 韩根亮; 闫鹏勋; 刘维民

来源：Acta Physica Sinica, 2019, 68(11): 250-256.

• 半金属
• 晶体结构
• 同步热分析
• 磁各向异性

研究Fe-N体系晶相转变(相变)规律对于高效合成高自旋极化率的g’-Fe4N薄膜材料非常重要.利用同步热分析(TG-DSC)研究了氮化铁薄膜的相变规律. TG-DSC的结果显示,在10℃/min的升温速率下,g’’-FeN薄膜在常温到800℃之间共有5次相变,分别为I,g’’-FeN→x-Fe2N;II,x-Fe2N→e-Fe3N;III,e-Fe3N→g’-Fe4N; IV, g’-Fe4N→g-Fe;以及V, g-Fe→a-Fe.利用真空退火技术有效调控了氮化铁薄膜的晶相.X-射线衍射测试结果显示,直接在纯氮气中溅射得到的氮化铁薄膜是单相的g’’-FeN,经350, 380和430℃退火可分别获得单相的x-Fe2N, e-Fe3N和g’-Fe4N.研究了氮化铁薄膜的磁学性能.振动样品磁强计测试结果显示, g’-Fe4N薄膜在面内/面外表现出明显的磁各向异性,属于典型的磁形状各向异性.

• 单位
  中国科学院兰州化学物理研究所; 电子科技大学; 甘肃省科学院传感技术研究所; 甘肃省科学院; 电子薄膜与集成器件国家重点实验室