Влияние Au на формирование фазы $L1_0$ в наноразмерных плёнках [Fe$_{50}$Pt$_{50}$/Au/Fe$_{50}$Pt$_{50}$]$_n$

М. Ю. Вербицкая$^{1}$, М. Н. Шамис$^{1}$, К. А. Грайворонская$^{2}$, Т. И. Вербицкая$^{1}$, Ю. Н. Макогон$^{1}$, Ю. В. Кудрявцев$^{3}$

$^{1}$Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт имени Игоря Сикорского», просп. Победы, 37, 03056 Киев, Украина
$^{2}$Институт проблем материаловедения им. И. Н. Францевича НАН Украины, ул. Академика Кржижановского, 3, 03142 Киев, Украина
$^{3}$Институт металлофизики им. Г.В. Курдюмова НАН Украины, бульв. Академика Вернадского, 36, 03142 Киев, Украина

Получена: 28.12.2017. Скачать: PDF

Методами физического материаловедения изучено влияние дополнительных слоёв Au с низкой поверхностной энергией ($\cong$ 1,5 Дж/м$^2$) в плёночных композициях [Fe$_{50}$Pt$_{50}$(15 нм)/Au(7,5 нм)/Fe$_{50}$Pt$_{50}$(15 нм)]$_n$ (где $n$ = 1, 2), полученных методом магнетронного осаждения на подложках SiO$_2$(100 нм)/Si(001), на процессы термически активируемого формирования упорядоченной фазы $L1_0$-FePt при отжигах в вакууме. Установлено, что в плёночных композициях при осаждении на подложки комнатной температуры в слое Fe$_{50}$Pt$_{50}$(15 нм) формируется неупорядоченная фаза $A1$-FePt. Процесс упорядочения и формирование упорядоченной фазы $L1_0$-FePt в плёнках зависят от уровня сжимающих механических напряжений в слое Fe$_{50}$Pt$_{50}$(15 нм). Увеличение количества промежуточных слоёв золота и общей толщины плёночной композиции в три раза снижает уровень сжимающих напряжений, что приводит к замедлению процессов упорядочения, повышению температуры начала упорядочения от 650°C до 800°C, уменьшению коэрцитивной силы, а также подавлению текстуры (001) с расположением оси лёгкого намагничивания перпендикулярно к поверхности плёнки.

Ключевые слова: плёнка, упорядоченная фаза $L1_0$-FePt, отжиг, коэрцитивная сила.

URL: http://mfint.imp.kiev.ua/ru/abstract/v40/i03/0381.html

PACS: 64.70.Nd, 68.35.Ct, 68.37.Rt, 68.55.J-, 68.60.Bs, 75.70.Ak, 81.15.Cd


ЦИТИРОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА
  1. Development in Data Storage: Materials Perspective (Eds. S. N. Piramanayagam and T. C. Chong) (New York: John Wiley and Sons: 2012).
  2. A. T. McCallum, P. Krone, F. Springer, C. Brombacher, M. Albrecht, E. Dobisz, M. Grobis, D. Weller, and O. Hellwig, Appl. Phys. Lett., 98: 242503 (2011). Crossref
  3. D. Weller, O. Mosendz, G. Parker, S. Pisana, and T. S. Santos, phys. status solidi (a), 210: 1245 (2013). Crossref
  4. D. Weller, G. Parker, O. Mosendz, A. Lyberatos, D. Mitin, N. Y. Safonova, and M. Albrecht, J. Vac. Sci. Technol. B, 34: 060801 (2016). Crossref
  5. I. A. Vladymyrskyi, O. P. Pavlova, T. I. Verbitska, S. I. Sidorenko, G. L. Katona, D. L. Beke, and Iu. M. Makogon, Vacuum, 101: 33 (2014). Crossref
  6. O. P. Pavlova, T. I. Verbitska, I. A. Vladymyrskyi, S. I. Sidorenko, G. L. Katona, D. L. Beke, G. Beddies, M. Albrecht, and I. M. Makogon, Appl. Surf. Sci., 266: 100 (2013). Crossref
  7. Ю. Н. Макогон, Е. П. Павлова, С. И. Сидоренко, Т. И. Вербицкая, И. А. Владимирский, Р. А. Шкарбань, Металлофиз. новейшие технол., 35, № 4: 553 (2013).
  8. Ю. М. Макогон, О. П. Павлова, С. І. Сидоренко, Т. І. Вербицька, І. А. Владимирський, О. В. Фігурна, Металлофиз. новейшие технол., 35, № 10: 1425 (2013).
  9. Ю. М. Макогон, О. П. Павлова, С. І. Сидоренко, Т. І. Вербицька, М. Ю. Вербицька, О. В. Фігурна, Металлофиз. новейшие технол., 36, № 11: 1513 (2014). Crossref
  10. C. Feng, Q. Zhan, B. Li, J. Teng, M. Li, Y. Jiang, and G. Yu, Appl. Phys. Lett., 93: 152513 (2008). Crossref
  11. C. Feng, B.-H. Li, Y. Liu, J. Teng, M.-H. Li, Y. Jiang, and G.-H. Ya, J. Appl. Phys., 103: 023916 (2008). Crossref
  12. Y. S. Yu, H.-B. Li, W. L. Li, M. Liu, and W. D. Fei, J. Magn. Magn. Mater., 322: 1770 (2010). Crossref
  13. W. Y. Zhang, H. Shima, F. Takano, H. Akinaga, X. Z. Yu, T. Hara, W. Z. Zhang, K. Kimoto, Y. Matsui, and S. Nimori, J. Appl. Phys., 106: 033907 (2009). Crossref
  14. T. Maeda, T. Kai, A. Kikitsu, T. Nagase, and J. Akiyama, Appl. Phys. Lett., 80, No. 12: 2147 (2002). Crossref
  15. C. L. Platt, K. W. Wierman, E. B. Svedberg, R. van de Veerdonk, J. K. Howard, A. G. Roy, and D. E. Laughlin, J. Appl. Phys., 92, No. 10: 6104 (2002). Crossref
  16. Y. F. Ding, J. S. Chen, and E. Liu, J. Cryst. Growth, 276: 111 (2005). Crossref
  17. M. Albrecht and C. Brombacher, phys. status solidi (a), 210: 1272 (2013). Crossref
  18. C. L. Zha, S. H. He, B. Ma, Z. Z. Zhang, F. X. Gan, and Q. Y. Jin, IEEE Trans. Magn., 44, No. 11: 3539 (2008). Crossref
  19. K. W. Wierman, C. L. Platt, J. K. Howard, and F. E. Spada, J. Appl. Phys., 93, No. 10: 7160 (2003). Crossref
  20. S. N. Hsiao, S. K. Chen, T. S. Chin, Y. W. Hsu, H. W. Huang, F. T. Yuan, H. Y. Lee, and W. M. Liao, J. Magn. Magn. Mater., 321: 2459 (2009). Crossref
  21. S. N. Hsiao, F. T. Yuan, H. W. Chang, H. W. Huang, S. K. Chen, and H. Y. Lee, Appl. Phys. Lett., 94: 232505 (2009). Crossref
  22. F. T. Yuan, S. H. Liu, W. M. Liao, S. N. Hsiao, S. K. Chen, and H. Y. Lee, IEEE Trans. Magn., 48, No. 3: 1139 (2012). Crossref
  23. S. N. Hsiao, S. H. Liu, S. K. Chen, F. T. Yuan, and H. Y. Lee, J. Appl. Phys., 111: 07A702 (2012). Crossref
  24. C. H. Lai, C. H. Yang, C. C. Chiang, T. Balaji, and T. K. Tseng, Appl. Phys. Lett., 85: 4430 (2004). Crossref
  25. S. N. Hsiao, S. K. Chen, S. H. Liu, C. J. Liao, F. T. Yuan, and H. Y. Lee, IEEE Trans. Magn., 47, No. 10: 3637 (2011). Crossref
  26. S. N. Hsiao, S. H. Liu, S. K. Chen, T. S. Chin, and H. Y. Lee, Appl. Phys. Lett., 100: 261909 (2012). Crossref
  27. J.-S. Kim, Y.-M. Koo, and N. Shin, J. Appl. Phys., 100: 093909 (2006). Crossref
  28. J.-S. Kim, Y.-M. Koo, B.-J. Lee, and S.-R. Lee, J. Appl. Phys., 99: 053906 (2006). Crossref
  29. W. Hsu, S. K. Chen, W. M. Liao, F. T. Yuan, W. C. Chang, and J. L. Tsai, J. Alloys Compd., 449: 52 (2008). Crossref
  30. R. M. Hazen and A. Navrotsky, Amer. Mineral., 81: 1021 (1996). Crossref
  31. X. Li, F. Wang, Y. Liu, L. Xu, J. Zhao, B. Liu, and X. Zhang, Appl. Phys. Lett., 94: 172512 (2009). Crossref
  32. Y.-N. Hsu, S. Jeong, D. E. Laughlin, and D. N. Lambeth, J. Magn. Magn. Mater., 260: 282 (2003). Crossref
  33. Y.-N. Hsu, S. Jeong, D. E. Laughlin, and D. N. Lambeth, J. Appl. Phys., 89: 7068 (2001). Crossref
  34. A. C. Sun, F. T. Yuan, and J.-H. Hsu, J. Phys.: Conf. Ser., 200: 102009 (2010). Crossref
  35. E. Chason and P. R. Guduru, J. Appl. Phys., 119: 191101 (2016). Crossref