Дифузійне фазоутворення в нанорозмірних шаруватих плівкових композиціях Pt(15 нм)/Fe(15 нм) і [Pt(7,5 нм)/Fe(7,5 нм)]$_{2}$ на підкладках SiO$_{2}$(100 нм)/Si(001)

Ю. М. Макогон, О. П. Павлова, С. І. Сидоренко, Т. І. Вербицька, І. А. Владимирський, О. В. Фігурна, І. О. Круглов

Національний технічний університет України «КПІ», пр. Перемоги, 37, 03056 Київ, Україна

Отримано: 25.02.2014. Завантажити: PDF

Методами фізичного матеріялознавства (рентґеноструктурною фазовою аналізою, атомно-силовою і магнетно-силовою мікроскопіями, Резерфордовим зворотнім розсіянням, методою міряння магнетних властивостей за допомогою SQUID-магнетометра, резистометрії) досліджено вплив додаткових меж поділу у нанорозмірній шаруватій плівці Pt/Fe на підложжі SiO$_{2}$(100нм)/Si(001), при збереженні початкової товщини плівки (30 нм), на процеси дифузійного фазоутворення – перехід хімічно невпорядкованої магнетом’якої фази А1(FePt) у хімічно впорядковану магнетотверду фазу L1$_{0}$(FePt) при відпалі у вакуумі. Встановлено, що після осадження плівки Pt(15 нм)/Fe(15 нм) і [Pt(7,5 нм)/Fe(7,5 нм)]$_{2}$ демонструють дво- і чотирошарову структури відповідно. Відпал у вакуумі в інтервалі температур 600°C—900°C з витримкою у 30 с супроводжується фазовим переходом. Введення додаткових меж поділу покращує кінетику впорядкування, що проявляється в зниженні на 100°C температури початку формування фази L1$_{0}$(FePt) з текстурою (111) в багатошаровій плівці [Pt(7,5 нм)/Fe(7,5 нм)]$_{2}$ в порівнянні з плівкою Pt(15 нм)/Fe(15 нм), в якій фазове перетворення А1(FePt) → L1$_{0}$(FePt) відбувається в процесі відпалу за температури 700°C. Коерцитивна сила досліджуваних плівок росте з температурою відпалу.

Ключові слова: хімічно впорядкована фаза L1$_{0}$(FePt), коерцитивна сила, межа поділу, нанорозмірна плівка.

URL: http://mfint.imp.kiev.ua/ua/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


ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА
  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).