一种超高灵敏度的Fe-Y-B金属薄膜及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种超高灵敏度的Fe-Y-B金属薄膜及其制备方法。其成分Fe、Y、B分别为67～73at.％，7～11at.％，14～20at.％，为非晶态。制备方法包括：将Fe、Y、B金属原料合成靶材，并置于真空环境内的多靶磁控溅射镀膜设备的靶位上；将腔体抽真空，充入Ar2，调节腔内气压，进行预溅射；之后进行溅射，将硅单面抛光片取出，得到Fe-Y-B金属薄膜。本发明的Fe-Y-B金属薄膜为非晶态，采用纵向驱动模式，对微弱磁场具有超高灵敏度的磁阻抗效应，可用于磁传感器的制造。
【专利说明】—种超高灵敏度的Fe-Y-B金属薄膜及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种金属薄膜及其制备方法，特别是涉及一种超高灵敏度的Fe-Y-B金属薄膜及其制备方法。
【背景技术】
[0002]非晶合金是非晶材料的一个重要分支，它与传统的氧化物玻璃和非晶半导体不同，原子间不是以共价键，离子键或是氢键结合，而是以金属键结合，因此它拥有许多金属材料的特性；另一方面，由于其不存在晶界，位错等缺陷，非晶态合金又有许多传统晶态合金所不具有的性能:高的屈服强度，硬度与耐磨性，较大的弹性极限，优异的耐腐蚀性，优秀的磁性能等。
[0003]随着非晶合金在性能，制备工艺研究上的不断深入和应用领域的不断拓展，部分非晶材料已经走向商业化，应用于电力，电子，化工，军事等领域。铁基非晶，纳米晶合金具有优异的软磁性能，同时非晶，纳米晶软磁材料的MI (磁阻抗)效应具有高灵敏度，快响应等优点，可涉及磁敏传感器的制作和磁记录头方面的应用，是具有发展前景的一种功能材料。
[0004]纵向驱动测量(感应法)是通过一个取样线圈，连结样品形成等效阻抗元件。采用纵向驱动法提取阻抗变化的信号。测量过程中将所测样品放入一小螺线管线圈中，并使样品的长轴方向平行于螺线管的轴向，然后将该线圈连入交流信号源，线圈中流过的电流大小由串联在电路中的电阻两端的电压进行监控。等效阻抗元件阻抗值的变化体现了样品的性质。
[0005]衡量磁阻抗效应的相关参数的定义如下:
[0006]磁阻抗比率
【权利要求】
1.一种超高灵敏度的Fe-Y-B金属薄膜，其特征在于:其组成成分Fe、Y、B分别为67~73at.%，7 ~11 at.%，14 ~20 at.%。
2.根据权利要求1所述一种超高灵敏度的Fe-Y-B金属薄膜，其特征在于:所述的Fe-Y-B金属薄膜为非晶态，长度和宽度分别为12毫米和2毫米。
3.根据权利要求1所述一种超高灵敏度的Fe-Y-B金属薄膜，其特征在于:所述的Fe-Y-B金属薄膜用于磁传感器的制造。
4.根据权利要求1所述一种超高灵敏度的Fe-Y-B金属薄膜，其特征在于:所述的Fe-Y-B金属薄膜的磁阻抗曲线的半高宽为12.61~13.40 A/m，磁阻抗灵敏度为0.40%~0.53%(A/m)-1。
5.用于制备权利要求1~4任一所述金属薄膜的一种超高灵敏度的Fe-Y-B金属薄膜的制备方法，其特征在于包括以下步骤: 1)将采用质量纯度大于98%的Fe、Y、B金属原料合成靶材，Fe、Y、B的配比为76.2 at%,6.5 at%, 17.3 at%，并置于极限真空环境为2 X 10_5Pa的多靶磁控溅射镀膜设备的靶位上，靶材溅射薄膜的衬底采用直径为50.8毫米，厚度为0.43毫米，电阻率为IO2~IO3 Ω.cm的硅单面抛光片，将硅单面抛光片抛光面朝下，安装在基片架上，调苄基片架，使得硅单面抛光片到靶面的距离为80 mm； 2)将多靶磁控溅射镀膜设备的腔体抽真空至腔内气压低于5.5X10_4Pa，然后充入体积百分比高于98%的Ar2，调节分子泵挡板阀至腔内气压为I~2Pa，进行I~2min的预溅射； 3)预溅射之后进行溅射，溅射时的溅射电流为0.15A，溅射电压为330-350V，溅射时长为30min，溅射过程中保持基片架公转速度为10转/分； 4)将多靶磁控溅射镀膜设备溅射后的硅单面抛光片取出，得到具有超高灵敏度的Fe-Y-B金属薄膜。
6.根据权利要求5所述的一种超高灵敏度的Fe-Y-B金属薄膜的制备方法，其特征在于:所述的步骤I)中的硅单面抛光片的硅单面的晶面方向为(100)。
7.根据权利要求5所述的一种超高灵敏度的Fe-Y-B金属薄膜的制备方法，其特征在于:所述的步骤4)得到的硅单面抛光片加工为长度和宽度分别为12毫米和2毫米的长条状样品。
8.根据权利要求7所述的一种超高灵敏度的Fe-Y-B金属薄膜的制备方法，其特征在于:所述的步骤4)中的硅单面抛光片经过激光划片机加工。
9.根据权利要求5所述一种超高灵敏度的Fe-Y-B金属薄膜的制备方法，其特征在于:所述的步骤4)得到的Fe-Y-B金属薄膜的磁阻抗曲线的半高宽为12.61~13.40 A/m，磁阻抗灵敏度为 0.40%~0.53% (A/m) ο
【文档编号】C23C14/18GK103774109SQ201410039013
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2014年1月26日 优先权日:2014年1月26日
【发明者】蒋建中, 刘苏亚, 曹庆平, 王晓东, 张冬仙 申请人:浙江大学