Магниторезистивные и магнитные свойства трёхслойных нанокристаллических плёнок пермаллой/Ag/пермаллой

И. А. Шпетный$^{1}$, Ю. А. Шкурдода$^{1}$, Д. И. Салтыков$^{1}$, В. И. Гребинаха$^{2}$, С. И. Воробьёв$^{1,3}$

$^{1}$Сумский государственный университет, ул. Римского-Корсакова, 2, 40007 Сумы, Украина
$^{2}$Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт имени Игоря Сикорского», просп. Победы, 37, 03056 Киев, Украина
$^{3}$Университет им. Павла Йозефа Шафарика в Кошице, ул. Шробарова, 2, 04180 Кошице, Словацкая Республика

Получена: 14.04.2020; окончательный вариант - 08.12.2020. Скачать: PDF

В работе изучены структурно-фазовое состояние, магниторезистивные и магнитные свойства трёхслойных плёночных систем на основе пермаллоя и серебра, полученных методом последовательной конденсации. Для свежесконденсированных и отожжённых при температуре 600 К плёнок фазовый состав соответствует ГЦК-Ag и ГЦК-Ni(Fe) с параметром решётки 0,4085–0,4095 нм и 0,359–0,361 нм соответственно. Фазовое состояние плёнок, отожжённых при температуре 800 К, соответствует ГЦК-Ag и ГЦК-Ni$_3$Fe. Проведённые исследования магнетосопротивления показали, что в свежесконденсированных системах с прослойкой из серебра (3–10 нм) реализуется спин-зависимое рассеяние электронов. После отжига трёхслойных плёнок при температуре 600 К наблюдается переход от изотропного к анизотропному магнетосопротивлению. Магнитные свойства плёнок существенно не зависят от толщины немагнитной прослойки из серебра. Отжиг до 800 К приводит к резкому росту коэрцитивной силы, что обусловлено фазовым переходом ГЦК-Ni(Fe) → ГЦК-Ni$_3$Fe и нарушением структурной целостности немагнитного слоя.

Ключевые слова: структурно-фазовое состояние, гигантское магнетосопротивление, анизотропное магнетосопротивление, магниторезистивные свойства, коэрцитивная сила, плёночные системы.

URL: http://mfint.imp.kiev.ua/ru/abstract/v43/i01/0129.html

PACS: 68.55.Nq, 73.50.-h, 75.30.Gw, 75.47.De, 75.47.Np, 75.60.Ej, 75.70.C


ЦИТИРОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА
  1. I. Ennen, D. Kappe, T. Rempel, C. Glenske, and A. Hütten, Sensors, 16: 904 (2016). https://doi.org/10.3390/s16060904 Crossref
  2. L. Jogschies, D. Klaas, R. Kruppe, J. Rittinger, P. Taptimthong, A. Wienecke, L. Rissing, and M. C. Wurz, Sensors, 15: 28665 (2015). Crossref
  3. M. N. Baibich, J. M. Broto, A. Fert, F. Nguyen Van Dau, F. Petroff, P. Eitenne, G. Greuzet, A. Fiederich, and J. Chazelas, Phys. Rev. Lett., 61: 2472 (1988). Crossref
  4. G. Binasch, P. Grunberg, F. Saurenbach, and W. Zinn, Phys. Rev. B, 39: 4828 (1989). Crossref
  5. K. Sato and E. Saitoh, Spintronics for Next Generation Innovative Devices (Wiley: 2015). Crossref
  6. W. Wang, Y. Wang, L. Tu, Y. Feng, T. Klein, and J. P. Wang, Sci. Rep., 4: 5716 (2014). Crossref
  7. D. Peng, J. Wang, L. Wang, X. Liu, Z. Wang, and Y. Chen, Sci. China-Phys. Mech. Astron., 56: 15 (2013). Crossref
  8. Ch. P. Pul and F. J. Oue’ns, Mir Materialov i Tekhnologiy. Nanotekhnologii (Moscow: Tekhnosfera: 2006) (in Russian).
  9. M. Z. Iqbal, G. Hussain, S. Siddique, and M. W. Iqbal, J. Magn. Magn. Mater., 432: 135 (2017). Crossref
  10. V. S. Luong, A. T. Nguyen, and A. T. Nguyen, Measurement, 115: 173 (2018). Crossref
  11. K. Zhao, Y. Xing, J. Han, J. Feng, W. Shi, B. Zhang, and Z. Zeng, J. Magn. Magn. Mater., 432: 10 (2017). Crossref
  12. M. Tamisari, F. Spizzo, M. Sacerdoti, G. Battaglin, and F. Ronconi, J. Nanoparticle Res., 13: 5203 (2011). Crossref
  13. J. Garcia-Torres, E. Vallés, and E. Gómez, Mater. Lett., 65: 1865 (2011). Crossref
  14. D. Kumar, S. Chaudhary, and D. K. Pandya, J. Magn. Magn. Mater., 394: 245 (2015). Crossref
  15. I. O. Shpetnyi, S. I. Vorobiov, D. M. Kondrakhova, M. S. Shevchenko, L. V. Duplik, L. V. Panina, V. I. Grebinaha, Yu. I. Gorobets, L. Satrapinskyy, and T. Luciński, Vacuum, 176: 109329 (2020). Crossref
  16. I. O. Shpetnyi, D. M. Kondrakhova, S. I. Vorobiov, B. Scheibe, V. I. Grebinaha, D. O. Derecha, Y. I. Gorobets, and I. Y. Protsenko, J. Magn. Magn. Mater., 474: 624 (2019). Crossref
  17. M. Marszalek, O. Bolling, J. Jaworski, M. Kac, R. Kruk, V. Tokman, and B. Sulkio-Cleff, phys. status solidi (c), 12: 3239 (2004). Crossref
  18. L. V. Odnodvorets, I. Yu. Protsenko, O. P. Tkach, Yu. M. Shabelnyk, and N. I. Shumakova, J. Nano- Electron. Phys., 9, No. 2: 02021 (2017). Crossref
  19. A. N. Pohorilyi, A. F. Kravets, E. V. Shypil, D. Y. Pod’yalovsky, A. Ya. Vovk, Chang Sik Kim, M. V. Prudnikova, and H. R. Khan, Thin Solid Films, 423: 218 (2003). Crossref
  20. D. Pod’yalovskii, A. Pohorilyi, B. Ivanov, A. Kravets, and C. S. Kim, J. Magn. Magn. Mater., 196–197: 131 (1999). Crossref
  21. B. Dieny, S. R. Teixeira, B. Rodmacq, C. Cowache, S. Auffret, O. Redon, and J. Pierre, J. Magn. Magn. Mater., 130: 197 (1994). Crossref
  22. L. Vieux-Rochaz, R. Cuchet, and M. H. Vaudaine, Sens. Actuators, A, 81: 53 (2000). Crossref
  23. I. Yu. Protsenko, V. V. Tokman, A. M. Chornous, and I. O. Shpetnyy, Metallofiz. Noveishie Tekhnol., 25, No. 3: 319 (2003) (in Ukrainian).
  24. I. Shpetnyi, A. S. Kovalenko, M. Klimenkov, I. Yu. Protsenko, S. V. Chernov, A. Nepijko, H. J. Elmers, and G. Schönhense, J. Magn. Magn. Mater., 373: 231 (2015). Crossref
  25. T. B. Massalsky, J. L. Murray, L. H. Bennett, and H. Baker, Binary Alloy Phase Diagrams (Metals Park, Ohio: American Society for Metals: 1986).
  26. T. M. Grychanovs’ka, I. Yu. Protsenko, A. M. Chornous, and I. O. Shpetny, Metallofiz. Noveishie Tekhnol., 28, No. 2: 267 (2006) (in Ukrainian).
  27. D. I. Saltykov, Yu. O. Shkurdoda, and I. Yu. Protsenko, J. Nano- Electron. Phys., 10, No. 3: 03024-1 (2018). Crossref
  28. S. I. Vorobiov, Ia. M. Lytvynenko, I. O. Shpetnyi, O. V. Shutylieva, and A. M. Chornous, Metallofiz. Noveishie Tekhnol., 37, No. 8: 1049 (2015) (in Ukrainian). Crossref
  29. D. I. Saltykov, Yu. O. Shkurdoda, and I. Yu. Protsenko, J. Nano- Electron. Phys., 10, No. 4: 04031-1 (2018). Crossref
  30. A. G. Basov, S. I. Vorobiov, Yu. O. Shkurdoda, and L. V. Dekhtyaruk, J. Nano- Electron. Phys., 2, No. 3: 78 (2010).
  31. S. I. Vorobiov, I. V. Cheshko, A. M. Chornous, H. Shirzadfar, and O. V. Shutylieva, J. Nano- Electron. Phys., 6, No. 2: 02022-1 (2014).
  32. G. S. Kandaurova, Sorosovskiy Obrazovatelnyy Zhurnal, 1: 100 (1997) (in Russian).