Магнітна мікроструктура епітаксійних плівок LaGa-заміщеного залізо-ітрієвого ґранату

А. О. Коцюбинський$^{1}$, В. В. Мокляк$^{2}$, І. М. Фодчук$^{1}$, В. О. Коцюбинський$^{3}$, П. М. Литвин$^{4}$, А. Б. Груб’як$^{3}$

$^{1}$Чернівецький національний університет імені Юрія Федьковича, вул. Коцюбинського, 2, 58012 Чернівці, Україна
$^{2}$Інститут металофізики ім. Г. В. Курдюмова НАН України, бульв. Академіка Вернадського, 36, 03142 Київ, Україна
$^{3}$Прикарпатський національний університет ім. Василя Стефаника, вул. Шевченка, 57, 76018 Івано-Франківськ, Україна
$^{4}$Інститут фізики напівпровідників ім. В. Є. Лашкарьова НАН України, просп. Науки, 41, 03028 Київ, Україна

Отримано: 11.10.2018. Завантажити: PDF

Здійснено аналіз впливу умов росту на магнітну мікроструктуру та параметри напруженого стану епітаксійних плівок LaGa-заміщеного залізо-ітрієвого ґранату (ЗІҐ). Для незаміщеної плівки ЗІҐ/ҐҐҐ доведено наявність двох магнітонееквівалентних тетракоординованих позицій іонів Fe$^{3+}$ з різними значеннями та орієнтаціями ефективних магнітних полів на ядрах, поява яких зумовлена порушенням стехіометрії аніонної підґратниці та входженням в структуру кристалу домішкових атомів з розчину-розплаву в процесі росту. Експериментально отримано кількісні характеристики диполь–дипольної взаємодії між ядрами $^{57}$Fe в структурі ґранату за умови появи в їх ближньому оточенні іонів Ga$^{3+}$ та простежено зміну орієнтації результуючого вектору намагніченості в залежності від величини діамагнітного заміщення. Виявлено, що порівняно вищі значення періоду смугової доменної структури характерні для плівок з відносно вищими значеннями компоненти тензора деформації $\epsilon_{zz}$ за умови домінування напружень стиску. Встановлено, що ріст періоду доменної структури спостерігається для зразків, вирощених при значеннях ступеня переохолодження $\Delta T$ = 23–24 К. Запропоновано феноменологічну модель взаємозв’язку напруженого стану плівок та параметрів їх доменної структури.

Ключові слова: епітаксійні плівки, залізо-ітрієвий ґранат, мессбауерівська спектроскопія, магнітно-силова мікроскопія, доменна структура.

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

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


ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА
  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