Магнитная микроструктура эпитаксиальных плёнок LaGa-замещённого железо-иттриевого граната

А. О. Коцюбинский$^{1}$, В. В. Мокляк$^{2}$, И. М. Фодчук$^{1}$, В. О. Коцюбинский$^{3}$, П. М. Литвин$^{4}$, А. Б. Грубьяк$^{3}$

$^{1}$Черновицкий национальный университет имени Юрия Федьковича, ул. Коцюбинского, 2, 58012 Черновцы, Украина
$^{2}$Институт металлофизики им. Г. В. Курдюмова НАН Украины, бульв. Академика Вернадского, 36, 03142 Киев, Украина
$^{3}$Прикарпатский национальный университет им. Василия Стефаника, ул. Шевченко, 57, 76018 Ивано-Франковск, Украина
$^{4}$Институт физики полупроводников им. В. Е. Лашкарёва НАН Украины, просп. Науки, 41, 03028 Киев, Украина

Получена: 11.10.2018. Скачать: PDF

Осуществлён анализ влияния условий роста на магнитную микроструктуру и параметры напряжённого состояния эпитаксиальных плёнок LaGa-замещённого железо-иттриевого граната (ЖИГ). Для незамещённой плёнки ЖИГ/ГГГ доказано наличие двух магнитонеэквивалентных тетракоординированных позиций ионов Fe$^{3+}$ с различными значениями и ориентациями эффективных магнитных полей на ядрах, появление которых обусловлено нарушением стехиометрии анионной подрешётки и вхождением в структуру кристалла примесных атомов из раствора-расплава в процессе роста. Экспериментально получены количественные характеристики диполь–дипольного взаимодействия между ядрами $^{57}$Fe в структуре граната при условии появления в их ближнем окружении ионов Ga$^{3+}$ и прослежено изменение ориентации результирующего вектора намагниченности в зависимости от величины диамагнитного замещения. Обнаружено, что сравнительно высокие значения периода полосовой доменной структуры характерны для плёнок с относительно высокими значениями компоненты тензора деформации $\epsilon_{zz}$ при доминировании напряжений сжатия. Установлено, что рост периода доменной структуры наблюдается для образцов, выращенных при значениях степени переохлаждения $\Delta T$ = 23–24 К. Предложено феноменологическую модель взаимосвязи напряжённого состояния плёнок и параметров её доменной структуры.

Ключевые слова: эпитаксиальные плёнки, железо-иттриевый гранат, мёссбауэровская спектроскопия, магнитно-силовая микроскопия, доменная структура.

URL: http://mfint.imp.kiev.ua/ru/abstract/v41/i04/0529.html

PACS: 68.37.Rt, 68.55.-a, 75.60.Ch, 75.70.Kw, 76.80.+y, 77.80.Dj


ЦИТИРОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА
  1. T. Aichele, A. Lorenz, R. Hergt, and P. Görnert, Cryst. Res. Technol., 38, Nos. 7–8: 575 (2003). Crossref
  2. Y. Kajiwara, K. Harii, S. Takahashi, J. Ohe, K. Uchida, M. Mizuguchi, H. Umezawa, H. Kawai, K. Ando, K. Takanashi, S. Maekawa, and E. Saitoh, Nature, 464: 262 (2010). Crossref
  3. A. I. Stognij, L. V. Lutsev, V. E. Bursian, and N. N. Novitskii, J. Appl. Phys., 118, No. 2: 023905 (2015). Crossref
  4. H. Wang, C. Du, P. C. Hammel, and F. Yang, Phys. Rev. B, 89, No. 13: 134404 (2014). Crossref
  5. M. Shone, Circuits, Systems, and Signal Processing, 4, No. 1: 89 (1985). Crossref
  6. I. M. Fodchuk, I. I. Gutsuliak, V. V. Dovganiuk, A. O. Kotsyubynskiy, U. Pietsch, N. V. Pashniak, O. Yu. Bonchyk, I. M. Syvorotka, and P. M. Lytvyn, Applied Optics, 55, Iss. 12: B144 (2016). Crossref
  7. S. L. Blank and J. W. Nielsen, J. Crystal Growth, 17: 302 (1972). Crossref
  8. B. Strocka, P. Holst, and W. Tolksdorf, Philips J. Res., 33, Nos. 3/4: 166 (1978).
  9. I. M. Fodchuk, I. I. Gutsuliak, R. A. Zaplitniy, S. V. Balovsyak, I. P. Yaremiy, O. Yu. Bonchyk, G. V. Savitskiy, I. M. Syvorotka, and P. M. Lytvyn, Semiconductor Physics, Quantum Electronics and Optoelectronics, 16, No. 3: 246 (2013). Crossref
  10. А. В. Вашковский, Э. Г. Локк, В. И. Щеглов, Физика твёрдого тела, 41, № 11: 2034 (1999).
  11. Б. К. Остафийчук, В. Д. Федорив, В. О. Коцюбинский, В. М. Пылыпив, В. В. Мокляк, В. В. Каспрук, Металлофиз. новейшие технол., 27, № 6: 765 (2005).
  12. G. K. Wertheim, Mössbauer Effect: Principles and Applications (New York and London: Academic Press: 2013).
  13. В. И. Гольданский, Химические применения мёссбауэровской спектрос-копии (Москва: Мир: 1970).
  14. F. Salvat and J. Parellada, Nucl. Instrum. Meth. Phys. Res. B, 1: 70 (1984). Crossref
  15. M. Niyaifar, A. Beitollahi, N. Shiri, M. Mozaffari, and J. Amighian, J. Magnetism and Magnetic Materials, 322, No. 7: 777 (2010). Crossref
  16. M. A. Gilleo, Ferromagnetic Insulators: Garnets (New Jersey: Nort-Holland Publishing Company: 1980). Crossref
  17. С. В. Вонсовский, Магнетизм (Москва: Наука: 1971).
  18. G. Balestrino, S. Lagomarsino, B. Maturi, and A. Tucciarone, IEEE Transactions on Magnetics, 20, No. 5: 1864 (1984). Crossref
  19. R. F. Pearson, J. Appl. Phys., 33, No. 3: 1236 (1962). Crossref
  20. P. Hansen, P. Röschmann, and W. Tolksdorf, J J. Appl. Phys., 45, No. 6: 2728 (1974). Crossref
  21. D. Nečas and P. Klapetek, Open Physics, 10, No. 1: 181 (2012). Crossref
  22. А. Л. Хвалин, Антенны, № 11: 51 (2011).
  23. А. Л. Хвалин, Вестник Тихоокеанского государственного университета, 1: 28 (2013).
  24. W. Szmaja, Advances in Imaging and Electron Physics, 141: 175 (2006). Crossref
  25. В. О. Коцюбинський, В. М. Пилипів, Б. К. Остафійчук, І. П. Яремій, О. З. Гарпуль, О. С. Скакунова, В. Б. Молодкін, С. Й. Оліховський, Металлофиз. новейшие технол., 36, № 8: 1049 (2014). Crossref
  26. Ю. П. Хапачев, Ф. Н. Чуховский, Кристаллография, 34, № 3: 776 (1989).
  27. Н. Н. Евтихеева, Б. Н. Наумова, Элементы и устройства на ЦМД. Справочник (Москва: Радио и связь: 1987).
  28. Л. М. Летюк, В. Г. Андреев, А. В. Гончар, И. И. Канева, В. Г. Костишин, Д. Г. Крутогин, Известия высших учебных заведений. Материалы электронной техники, 3: 59 (2005).
  29. V. J. Fratello, S. E. G. Slusky, C. D. Brandle, and M. P. Norelli, J. Appl. Phys., 60, No. 2: 718 (1986). Crossref