Мягкие магнитные материалы (не сохраняют свою намагниченность, в противоположность постоянным магнитам) могут быть как намагничены, так и легко выведены из этого состояния (характеризуются низкой коэрцитивной силой). Они широко применяются в микроволновых приборах, таких как поглотители электромагнитного излучения.

Инженеры предпочитают использовать именно тонкие плёнки мягких магнитных материалов, которые нашли применение в сотовых телефонах и лэптопах, а также в военных целях (вспомним невидимые для радаров самолёты). Но традиционный метод получения таких плёнок требует высокого вакуума, а это, понятно, сказывается на времени производства и приводит к дополнительным расходам. Кроме того, обычная технологическая линия не подходит для изготовления плёнок большой площади, что ограничивает применение стандартных методов производством мягких магнитных материалов для абсорбции микроволн.

Рис. 1. Магнитная колончатая тонкая наноплёнка из сплава железо-кобальт-никель, характеризующаяся высокой проницаемостью, которая обеспечена специальными добавками (илл. Bao-Yu Zong / A*STAR).

Учёные из Агентства по науке, технологии и исследованиям A*STAR (Сингапур) продемонстрировали инновационный подход к производству мягких тонких магнитных плёнок, применив метод электроосаждения — масштабируемый подход, работающий при комнатной температуре. Технология не просто проще и дешевле (не требует нагрева и высокого вакуума), но ещё и в меру универсальна для производства широкого спектра мягких магнитных материалов для микроволнового применения.

Исследователи испытали свою идею на сплаве железо-кобальт-никель — мягком магнитном материале с низкой проницаемостью, высокой коэрцитивной силой и другими «менее-чем-идеальными» свойствами. До осаждения на подложку также было добавлено небольшое количество органических молекул, таких как диметиламин, боран (неорганическая молекула) и додецил сульфат натрия.

Полученные в итоге тонкие плёнки характеризовались более высокой проницательностью и низкой коэрцитивной силой, что в конечном счёте делает их более востребованными в микроволновых приложениях. Учёные полагают, что присутствие добавок, таких как боран, препятствует окислению железа при электроосаждении, тем самым значительно улучшая качество продукта.

Результаты работы представлены в Journal of Materials Chemistry.

Полученные сингапурскими исследователями тонкие плёнки сплава железо-кобальт-никель демонстрируют ещё и более высокую микроволновую абсорбцию в сравнении с обычными магнитными аналогами. Эти уникальные свойства идеально подходят для использования железо-кобальт-никелевых тонких магнитных плёнок, созданных по новому методу, для высокочастотных микроволновых применений, включая магнитные хранилища данных, переносные беспроводные и биотехнологические приборы.