Abstract
The microstructure and soft magnetic properties of as-deposited Fe-Hf-O thin film alloys, which are produced at $P_{O2}=10%$ by rf magnetron sputtering method in $Ar+O_2$ mixed gas atmosphere, is investigated. Newly developed $Fe_{82}Hf_{3.4}O_{14.6}$ film exhibits good soft magnetic properties with $4{\pi}M_s=17.7$ kG, $H_c=0.7$ Oe and ${\mu}_{eff}$(0.5~100MHz)=2,500, respectively. The Fe-Hf-O films are composed of $\alpha$-Fe nanograins and amorphous phase with larger amounts of Hf and O elements which chemically combine each other. With increasing Hf area fraction, Hf and O contents increased proportionally. It was considered that O content in films was determined by Hf contents, because O was chemically combined with Hf. It results from decreasing the $\alpha$-Fe grain size by precipitates (Hf and O), high electrical resistivity. The $Fe_{82}Hf_{3.4}O_{14.6}$ film exhibits the quality factor (Q=$\mu$'/$\mu$") of 25 at 20 MHz. These good frequency characteristics are considered to be superior to other films already reported.o other films already reported.
초미세결정 구조를 갖는 Fe-Hf-O계 연자성박막을 Ar+ $O_{2}$ 혼합가스 중에서 산소분압을 10%로 고정하고 Hf의 면적비를 변화시켜 반응성 스퍼터링에 의해 제조하였다. 가장 우수한 연자기 특성을 나타낸 F $e_{82}$H $f_{3.4}$ $O_{14.6}$의 초미세결정 박막의 경우 증착상태에서 각각 포화자속밀도 17.7 kG, 보자력 0.7 Oe 및 실효투자율 (0.5 ~ 100 MHz) 2,500을 나타내었다. Fe-Hf-O계 박막의 조성은 고정된 산소분압 하에서 Hf함량의 변화에 따라 박막내 산소의 함량이 비례하여 변화하였다. 또한 미세구조는 Hf-oxide의 함량이 적은 경우에는 .alpha. -Fe 결정상에 Hf-oxide가 석출된 형태로 나타났으며 Hf-oxide의 양이 증가할수록 .alpha. -Fe 결정상과 Hf-oxide 비정질의 혼상을 거쳐 전체적으로 비정질로 변화하는 경향을 나타내었다. Fe-Hf-O계 박막의 전기비저항은 Hf-oxide의 양이 증가할수록 증가하는 경향을 나타내었고 가장 우수한 연자기 특성을 나타내는 F $e_{82}$H $f_{3.48}$ $O_{14.6}$ 박막의 경우, 약 150 .mu. .ohm. cm로 $O_{2}$를 첨가하지 않은 경우의 30 .mu. .ohm. cm에 비하여 약 5배 증가된 값을 나타내었다. 또한 Fe-Hf-O 박막의 성능지수는 수십 MHz 영역에서 20 ~ 50의 값을 나타내었다.내었다.다.내었다.다.
