具备双轴拉伸性褶皱CoFeB薄膜制备与高频磁性能

《具备双轴拉伸性褶皱CoFeB薄膜制备与高频磁性能》是一篇探讨新型磁性材料在高频应用中潜力的学术论文。该研究聚焦于CoFeB（钴铁硼）薄膜的制备工艺及其在高频条件下的磁性能表现，旨在为下一代高性能磁存储器和射频器件提供理论支持和技术路径。

CoFeB作为一种重要的磁性材料，在自旋电子学领域具有广泛应用前景。其优异的磁性能使其成为磁随机存取存储器（MRAM）等新型存储技术的关键组成部分。然而，传统CoFeB薄膜在高频条件下往往面临磁损耗大、响应速度慢等问题，限制了其在更高频率范围内的应用。因此，如何改善CoFeB薄膜的高频磁性能成为当前研究的重点。

本论文提出了一种创新性的制备方法，即通过引入双轴拉伸性褶皱结构来优化CoFeB薄膜的微观结构。褶皱结构的形成主要依赖于基底材料的热膨胀系数差异以及薄膜沉积过程中的应力调控。这种结构不仅能够增强薄膜的机械稳定性，还能有效调控磁各向异性，从而提升其高频磁性能。

在实验部分，研究人员采用磁控溅射法在不同基底材料上制备了CoFeB薄膜，并通过调节沉积参数控制薄膜的应力状态。随后，利用扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射（XRD）和透射电子显微镜（TEM）等手段对薄膜的微观结构进行了表征。结果表明，经过优化后的CoFeB薄膜呈现出明显的双轴拉伸性褶皱结构，且晶粒尺寸分布均匀。

为了评估薄膜的高频磁性能，研究团队采用了矢量网络分析仪（VNA）进行阻抗测量，并结合磁滞回线测试分析其磁性能。实验结果显示，具有双轴拉伸性褶皱结构的CoFeB薄膜在高频区域表现出更低的磁损耗和更高的磁导率。这表明，褶皱结构的引入显著改善了材料的高频响应特性。

此外，论文还探讨了褶皱结构对磁各向异性的调控作用。通过对比不同厚度和结构参数下的样品，研究人员发现，褶皱结构能够有效增强平面内磁各向异性，从而提高材料的矫顽力和饱和磁化强度。这些性能的提升对于实现更高效的磁存储和传感应用具有重要意义。

在理论分析方面，论文结合有限元模拟和第一性原理计算，进一步揭示了褶皱结构对CoFeB薄膜磁性能的影响机制。模拟结果表明，褶皱结构引起的应变场可以改变电子自旋排列方式，进而影响材料的磁序和磁导率。这一发现为后续优化材料设计提供了理论依据。

综上所述，《具备双轴拉伸性褶皱CoFeB薄膜制备与高频磁性能》这篇论文通过创新性的制备工艺和系统的实验分析，成功提升了CoFeB薄膜在高频条件下的磁性能。研究成果不仅拓展了CoFeB材料的应用范围，也为未来高性能磁性器件的设计和开发提供了新的思路和技术路径。