СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АМОРФНЫХ МАГНИТНЫХ ПЛЕНОК Со-Р
METHOD OF PRODUCING AMORPHOUS MAGNETIC Co-P FILMS

Изобретение относится к области химического осаждения аморфных магнитных пленок Co-P, например, на полированное стекло и может быть использовано в вычислительной технике, в головках записи и считывания информации, в датчиках магнитных полей, управляемых СВЧ устройствах: фильтрах, амплитудных фазовых модуляторах и т.д.
Способ получения аморфных магнитных пленок на стекло включает стадии: химической очистки, сенсибилизации, активации и осаждения из известных растворов с использованием в качестве восстановителя гипофосфита натрия. При этом, для повышения качества пленок (адгезии, магнитных и других свойств) использует различные виды и режимы предварительной химической и термической обработки стекла, различные составы растворов с добавками солей в основном органических кислот и т.д. [Горбунова К.М., Никифорова А.А., Садаков Г.А. и др. Физико-химические основы процесса химического кобальтирования. М., Наука, 1974, стр.49-58]. [АС СССР, МПК 18/18 №1145050, БИ №10 от 15.03.85].
Однако указанные способы, обеспечивая хорошую адгезии, не обеспечивают достаточно высокое качество аморфных магнитных пленок по магнитным свойствам.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению (прототип) является способ получения аморфных магнитных пленок Co-P на полированное стекло, включающий очистку подложки, двойную сенсибилизацию в растворе хлористого олова с промежуточной обработкой в растворе перекиси водорода, активацию в растворе хлористого палладия, термообработку при температуре 150-450°C в течение 30-40 мин, осаждение магнитной пленки на немагнитный аморфный слой Ni-P толщиной 20-30 нм при наложении в плоскости пленки однородного постоянного магнитного поля. [Патент №2306367, МПК C23C, 18/18, БИ26 от 20.09.2007 (прототип)].
c
Однако способ-прототип не обеспечивает получения аморфных анизотропных пленок Co-P достаточно высокого качества, например, с низкой коэрцитивностью H.
c
Техническим результатом изобретения является повышение качества аморфных пленок, а именно, значительное уменьшение коэрцитивной силы H.
Технический результат достигается тем, что в способе получения аморфных магнитных пленок Co-P, включающем очистку стеклянной подложки, двойную сенсибилизацию в растворе хлористого олова с промежуточной обработкой в растворе перекиси водорода и активацию в растворе хлористого палладия с последующей термообработкой при температуре 150-450°C в течение 30-40 мин и осаждение магнитной аморфной пленки Co-P на немагнитный аморфный подслой Ni-P толщиной 20-30 нм при наложении в плоскости пленки однородного постоянного магнитного поля, новым является то, что на магнитную пленку Co-P осаждают немагнитную аморфную прослойку Ni-P с последующим осаждением идентичной магнитной аморфной пленки Co-P, причем толщина идентичных магнитных пленок Co-P равна 180-200 нм при толщине прослойки Ni-P 2-3 нм.
c
Предлагаемый способ получения аморфных пленок Co-P, состоящих из двух идентичных слоев определенной толщины 180-200 нм с промежуточным немагнитным слоем Ni-P толщиной 2-3 нм, позволяет уменьшить коэрцитивность H на два порядка по сравнению со способом-прототипом. Необходимость осаждения магнитной пленки именно такой толщины вызвано тем, что в интервале толщин 10-200 нм наблюдается значительное уменьшение коэрцитивной силы пленок Co-P при увеличении их толщины.
На Фиг.1 представлена зависимость коэрцитивной силы от толщины магнитных слоев.
c
Ниже описывается пример конкретной реализации предлагаемого способа в сопровождении таблицы с измеренными параметрами H и фиг.1.
2
На подготовленную по способу-прототипу стеклянную подложку размером 10×12 мм и толщиной 1,5 мм осаждают буферный немагнитный подслой Ni-P толщиной 30 нм. Осаждение проводят из раствора состава в г/л: сернокислый никель 7, гипофосфит натрия 10, лимоннокислый натрий 25, хлористый аммоний 17, аммиак 0,7 мл/л при температуре 99°C и pH=7,5. Далее на буферный слой Ni-P из раствора состава в г/л: кобальт сернокислый 30, гипофосфит натрия 50, лимоннокислый натрий 80, аммиак 30 мл/л при температуре 97°C и pH=9,5 осаждают аморфную магнитную пленку Co-P в однородном постоянном магнитном поле напряженностью 3 кЭ. Затем вновь осаждают немагнитный аморфный слой Ni-P толщиной 2 нм с последующим осаждением идентичной Co-P пленки.
Для определения зависимости коэрцитивной силы от толщины магнитных слоев d были изготовлены 6 образцов, у которых величина d дискретно менялась от 10 до 180 нм. Толщины немагнитной аморфной прослойки Ni-P и буферного подслоя Ni-P оставались неизменными и составляли, соответственно, 2 и 30 нм. Толщины всех слоев определялись по времени осаждения при известной скорости осаждения контрольных образцов. Для определения скорости осаждения предварительно были определены толщины контрольных образцов по данным рентгеноспектральных измерений на приборе S4 PIONEER. Измерение коэрцитивной силы производилось с помощью петлескопа, принцип работы которого основан на индукционном возбуждении сигнала с рабочей частотой 50 Гц.
c
Зависимость коэрцитивной силы от толщины магнитных слоев Co-P представлена в таблице 1 и на фиг.1. Из таблицы и фиг.1 видно, что коэрцитивная сила пленок Co-P толщиной 10 нм составляет 0,59 Э. При увеличении толщины до 180 нм происходит уменьшение H до минимального значения, равного 0,052 Э.
Таким образом, предлагаемый способ позволяет существенно уменьшить (на два порядка) величину коэрцитивной силы и, следовательно, улучшить качество аморфных пленок Co-P по сравнению с пленками, полученными по способу-прототипу.
Таблица 1
Номер образца
Толщина нижней пленки Co-P, нм
Толщина верхней пленки Co-P, нм
Толщина подслоя M-P, нм
Толщина прослойки, Ni-P, нм
Коэрцитивная сила, Э
1
10,0
10,0
30,0
2,0
0,590
2
30,0
30,0
30,0
2,0
0,460
3
50,0
50,0
30,0
2,0
0,410
4
80,0
80,0
30,0
2,0
0,295
5
120,0
120,0
30,0
2,0
0,260
6
180,0
180,0
30,0
2,0
0,052