Magnetische und strukturelle Eigenschaften von nanokristallinen und gesputterten CoSm-Filmen

Ziel dieser experimentellen Arbeit war die Präparation dünner hartmagnetischer CoSm-Filme für die Anwendung im bereich der Mikro-Elektro-Mechanischen-Systeme (MEMS). Im Hintergrund steht die Realisierung eines elektrischen Linearmikromotors auf der Basis von Silizium-Substraten, der im Rahmen eines SFB 516 entwickelt werden soll. Die hartmagnetische Schicht dient als Permanentmagnet. Aus diesem Grund muss sie eine Reihe von Anforderungen erfüllen. Zu diesen gehören neben reinen magnetischen Eigenschaften wie hohe Sättigungsmagnetisierung, Koerzitivfeldstärke und Curie-Temperatur auch eine hohe Korrosionsbeständigkeit. Bei den magnetischen Schichten war zusätzlich der Einfluss der Schichteigenspannungen zu untersuchen. Um optimale hartmagnetische Eigenschaften zu erzielen, sind die magnetischen CoSm-Proben nach ihrer Herstellung und Charakterisierung einer Wärmebehandlung unterzogen worden. Die hergestellten CoSm Proben wurden mehrfach unter Hochvakuum getempert und danach wieder charakterisiert. Je nach beobachteter Mikrostruktur wurden die Proben in Zonen nach einem Strukturzonenmodell von Thornton vob dicht bis porös kategorisiert. Die partielle Oxidation von dünnen CoSm Filmen wurde zwar beobachtet, aber nicht in Korrelation mit den Filmspannungen gebracht, welche von den Schichthaftungen abhängen. In dieser Arbeit wurden erstmalig die Auswirkungen der Oxidation auf die magnetischen, elektrischen Eigenschaften zusammen mit den Schichtspannungen von (8 um Dicke) CoSm-Filmen als Funktion der Filmzusammensetzung, des Sputterargondruckes und der Substrattemperatur TS untersucht. Somit leistet diese Arbeit einen Beitrag zur herstellung spannungsarmer CoSm Filme mit dem Ziel, optimale magnetische Eigenschaften mit möglichst geringen Schichtspannungen zu verbinden.