Диффузионное фазообразование в наноразмерных слоистых плёночных композициях Pt(15 нм)/Fe(15 нм) и [Pt(7,5 нм)/Fe(7,5 нм)]$_{2}$ на подложке SiO$_{2}$(100 нм)/Si(001)

Ю. Н. Макогон, Е. П. Павлова, С. И. Сидоренко, Т. И. Вербицкая, И. А. Владимирский, О. В. Фигурная, И. О. Круглов

Национальный технический университет Украины «КПИ», пр. Победы, 37, 03056 Киев, Украина

Получена: 25.02.2014. Скачать: PDF

Методами физического материаловедения (рентгеноструктурным фазовым анализом, атомно-силовой и магнитно-силовой микроскопиями, резерфордовским обратным рассеянием, методом измерения магнитных свойств с помощью SQUID-магнитометра, резистометрии) исследовано влияние дополнительных границ раздела в слоистой наноразмерной плёнке Pt/Fe на подложке SiO$_{2}$(100 нм)/Si(001), при сохранении первоначальной толщины плёнки (30 нм), на процессы диффузионного фазообразования – переход химически неупорядоченной магнитомягкой фазы А1(FePt) в химически упорядоченную магнитотвёрдую фазу L1$_{0}$(FePt) при отжигах в вакууме. Установлено, что после осаждения плёнки Pt(15нм)/Fe(15нм) и [Pt(7,5 нм)/Fe(7,5 нм)]$_{2}$ демонстрируют двух- и четырёхслойную структуры соответственно. Отжиги в вакууме в интервале температур 600°C—900°C с выдержкой в 30 с сопровождаются фазовым переходом. Введение дополнительных границ раздела улучшает кинетику упорядочения, что проявляется в снижении на 100°C температуры начала формирования фазы L1$_{0}$(FePt) с текстурой (111) в многослойной плёнке [Pt(7,5 нм)/Fe(7,5 нм)]$_{2}$ по сравнению с плёнкой Pt(15нм)/Fe(15нм), в которой фазовое превращение А1(FePt) → L1$_{0}$(FePt) происходит в процессе отжига при температуре 700°C. Коэрцитивная сила исследуемых плёнок растёт с температурой отжига.

Ключевые слова: химически упорядоченная фаза L1$_{0}$(FePt), коэрцитивная сила, граница раздела, наноразмерная плёнка.

URL: http://mfint.imp.kiev.ua/ru/abstract/v36/i10/1359.html

PACS: 66.30.Pa, 64.70.Nd, 68.55.jm, 75.50.Vv, 75.70.Ak, 81.40.Ef, 81.40.Rs


ЦИТИРОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА
  1. J. Lyubina, B. Rellinghaus, O. Gutfleisch, and M. Albrecht, Handbook of Magnetic Materials (Ed. K. H. J. Buschow), vol. 19, p. 291 (2011).
  2. D. Weller and M. F. Doerner, An. Rev. Mater. Sci, 30: 611 (2000). Crossref
  3. S. N. Piramanayagam, J. Appl. Phys., 102: 011301-1 (2007). Crossref
  4. Bo Yao and K. R. Coffey, J. Appl. Phys., 105: 07A726-1 (2009). Crossref
  5. L. Zhang, Y. K. Takahashi, A. Perumal, and K. Hono, J. Magn. Magn. Mater., 322: 2658 (2010). Crossref
  6. T. Bublat and D. Goll, Nanotechnology, 22: 315301 (2011). Crossref
  7. E. Yang, D. E. Laughlin, and J.-G. Zhu, IEEE Trans. Magn., 48, No. 1: 7 (2012). Crossref
  8. 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
  9. Y. N. Han, F. T. Yuan, Y. H. Lin, Jen-Hwa Hsu, and J. K. Mei, IEEE Trans. Magn., 48, No. 11: 3158 (2012). Crossref
  10. W. Dinga, S. Ishiguroa, R. Ogatsua, and D. Jua, Appl. Surf. Sci., 258: 7976 (2012) Crossref
  11. T. O. Seki, Y. K. Takahashi, and K. Hono, J. Appl. Phys., 103: 023910 1 (2008). Crossref
  12. S. N. Hsiao, F. T. Yuan, H. W. Chang, H. W. Huang, S. K. Chen, and H. Y. Lee, Appl. Phys. Lett., 94, 232505-1 (2009). Crossref
  13. J.-S. Kim and Y.-M. Koo, J. Appl. Phys., 100: 093909-1 (2006). Crossref
  14. 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
  15. S. N. Hsiao, S. H. Liu, S. K. Chen, F. T. Yuan, and H. Y. Lee, J. Appl. Phys., 111: 07A702-3 (2012). Crossref
  16. T. Smima, T. Moriguchi, S. Mitani, and K. Takahashi, Appl. Phys. Lett., 80: 288 (2002). Crossref
  17. Y. Endo, N. Kikuchi, O. Kitakami, and Y. Shimada, J. Appl. Phys., 89: 7065 (2001). Crossref
  18. C. Feng, B. H. Li, Y. Liu, J. Teng, M. H. Li, Y. Jiang, and G. H. Yu, J. Appl. Phys., 103: 023916-1 (2008). Crossref
  19. S. C. Chou, C. C. Yu, Y. Liou, Y. D. Yao, D. H. Wei, T. S. Chin, and M. F. Tai, J. Appl. Phys., 95: 7276 (2004). Crossref
  20. S. K. Chen, F. T. Yuan, and T. S. Chin, J. Appl. Phys., 97: 073902 (2005). Crossref
  21. Y. Endo, K. Oikawa, T. Miyazaki, O. Kitakami, and Y. Shimada, J. Appl. Phys., 94: 7222 (2003). Crossref
  22. M. L. Yan, N. Powers, D. J. Sellmyer, J. Appl. Phys., 93, No. 10: 8292 (2003). Crossref
  23. S. S. Gorelik, L. N. Rastorguev, and Yu. A. Skakov, Rentgenostrukturnyy i Electronnoopticheskiy Analiz (X-Ray Structural and Electron-Optical Analysis (Moscow: Metallurgiya: 1970) (in Russian).