Сравнение магнитной анизотропии поликристаллической и монокристаллической пленок Fe3Si
- Авторы: Яковлев И.А.1
-
Учреждения:
- Институт физики имени Л. В. Киренского СО РАН –обособленное подразделение ФИЦ КНЦ СО РАН
- Выпуск: Том 22, № 2 (2021)
- Страницы: 398-405
- Раздел: Раздел 3. Технологические процессы и материалы
- URL: https://journals.eco-vector.com/2712-8970/article/view/562901
- ID: 562901
Цитировать
Аннотация
Постоянное совершенствование высокотехнологичных приборов требует от науки постоянного развития технологий и поиска новых материалов. На сегодняшний день развитие области магнетизма достигло очень широких знаний, что позволило создать и изучить множество искусственных ферромагнитных материалов, которые уже сейчас активно применяются в науке и технике. Последние научные знания показывают, что один и тот же материал в различном состоянии может проявлять разные электрические, магнитные свойства. Так в современных приборах активно применяются тонкие магнитные пленки. Физические процессы в тонких пленках протекает иначе, чем в массивных материалах. В результате пленочные элементы имеют характеристики, отличные от характеристик массивных образцов и позволяют наблюдать эффекты, не свойственные массивным образцам. Пленка – это тонкий слой связанного конденсированного вещества, толщина которого сравнивается с расстоянием действия поверхностных сил; представляет собой термодинамически стабильную или метастабильную часть гетерогенной системы «пленка – подложка». Дальнейшее изучение пленочных структур привело к созданию и исследованию многослойных магнитных систем. В таких структурах возможно присутствие как слоёв различных ферромагнитных материалов, так и неферромагнитных прослоек, а свойства многослойных систем могут значительно отличаться от свойств любого из компонентов системы. Для практики эти материалы также имеют множество применений, в том числе, радиосвязь и геологоразведка. В нашем эксперименте методом молекулярно-лучевой эпитаксии при совместном осаждении Fe и Si синтезированы ферромагнитные тонкие пленки силицида Fe3Si. На подложке SiO2/Si(111) была получена поликристаллическая пленка силицида, а на Si(111)7×7 – монокристаллическая. Структура была исследована с помощью дифракции отраженных быстрых электронов непосредственно в процессе роста. Методом ферромагнитного резонанса была изучена магнитная анизотропия полученных образцов. Установлено, что поликристаллическая пленка характеризуется одноосной магнитной анизотропией, которая составляет 13.42 Э и формируется в следствие «косого» напыления. А магнитная анизотропия для монокристаллической пленки Fe3Si формируется в большей степени внутренними магнитокристаллическими силами.
Об авторах
Иван Александрович Яковлев
Институт физики имени Л. В. Киренского СО РАН –обособленное подразделение ФИЦ КНЦ СО РАН
Автор, ответственный за переписку.
Email: yia@iph.krasn.ru
кандидат физико-математических наук, научный сотрудник, Сибирское отделения Российской академии наук
Россия, 660036, г. Красноярск, Академгородок, 50, стр. 38Список литературы
- Spin injection across (110) interfaces: Fe/GaAs(110) spin-light-emitting diodes / C. H. Li,
- G. Kioseoglou, O. M. J. van 't Erve, A. Petrou // Applied Physics Letters. 2004. Vol.85, No. 9. P. 1544–1548.
- Spin injection from Fe3Si into GaAs / A. Kawaharazuka, M. Ramsteiner, J. Herfort, H.-P. Schonherr // Applied Physics Letters. 2004. Vol. 85, No. 16. P. 3492–3494.
- Herper H. C., Entel P. Interface structure and magnetism of Fe3Si/GaAs(110) multilayers: An ab-initio study // Philosophical Magazine. 2008. Vol. 88, No. 18-20. P. 2699–2707.
- Qian G.-X., Martin R., Chadi J. First-principles calculations of atomic and electronic structure of the GaAs(110) surface // Physical review. B (Condensed matter). 1988. Vol. 37, No. 3. P. 1303–1307. A comparative study of (Fe, Fe3Si)/GaAs and Heusler/MgO for spintronics applications / Grunebohm, M. Siewert, H. C. Herper et al. // Journal of Physics: Conference Series. 2010. Vol. 200. P. 072038.
- Magnetic properties of epitaxial single crystal ultrathin Fe3Si films on GaAs (001) / S. H. Liou,
- S. S. Malhotra, J. X. Shen et al. // Journal of Applied Physics. 1993. Vol. 73, No. 10. P. 6766–6768.
- Transport and magnetic properties of Fe3Si epitaxial films / H. Vinzelberg, J. Schumann, D. Elefant et al. // Journal of Applied Physics. 2008. Vol. 104, No. 9. P. 093707–093707.
- Order-driven contribution to the planar Hall effect in Fe3Si thin films / M. Bowen, K.-J. Friedland, J. Herfort et al. // Physical Review B. 2005. Vol. 71, No. 17. P.172401.
- Spin and orbital magnetism in ordered Fe(3±)Si(1∓) binary Heusler structures: Theory versus experiment / K. Zakeri, S. J. Hashemifar, J. Lindner et al. // Physical Review B. 2008. Vol. 77, No. 10. P. 104430.
- Structural, magnetic, electronic, and spin transport properties of epitaxial Fe3Si/GaAs(001) / Ionescu, T. Trypiniotis, H. Garcia-Miquel et al. // Physical Review B. 2005. Vol. 71, No. 9. P. 094401.
- Strong crystal anisotropy of magneto-transport property in Fe3Si epitaxial film / H. Y. Hung, S. Y. Huang, P. Chang et al. // Journal of Crystal Growth. 2011. Vol. 323. P. 372–375.
- Hong J. Thickness-dependent magnetic anisotropy in ultrathin Fe⁄Co⁄Cu(001) films // Physical Review. B.(Condensed matter). 2006. Vol. 74. P. 172408
- Arai K. I., Ohoka Y., Wakui Y. Preparation and magnetic properties of anodic oxide magnetic films // Electronics and Communications in Japan. (Part II Electronics). 1989. Vol. 72, No. 5. P. 81–88.
- Liu X., Shiozaki Y., Morisako A. Magnetization reversal mechanism of ultra thin Nd2Fe14B films with perpendicular magnetic anisotropy // Journal of Applied Physics. 2008. Vol. 103. P. 07E104.
- Texture and magnetic properties of Fe thin films fabricated by field-sputtering vs fieldannealing / S. J. Park, C.-H. Liu, H. S. Kim et al. // Thin Solid Films. 2015. Vol. 594. P. 178–183.
- Диагностика тонкопленочных структур методом ферромагнитного резонанса : учеб. пособие / Беляев Б. А., Волошин А. С., Изотов А. В. и др. Красноярск, Сибирский федер. ун-т, 2011. 104 с.
- Belyaev B. A., Izotov A. V., Leksikov A. A. Magnetic imaging in thin magnetic films by local spectrometer of ferromagnetic resonance // IEEE Sensors Journal. 2005. Vol. 5, No. 2. P. 260–267.
- Uniaxial magnetic anisotropy in Pd/Fe bilayers on Al2O3 (0001) induced by oblique deposition / C.-S. Chi, B.-Y. Wang, W.-F. Pong et al. // Journal of Applied Physics. 2012, Vol. 111. P. 123918.
- Belyaev B. A., Izotov A. V. FMR Study of the anisotropic properties of an epitaxial Fe3Si film on a Si(111) Vicinal Surface // JETP Letters. 2016. Vol. 103, No. 1. P 41–45.
Дополнительные файлы
![](/img/style/loading.gif)