Interplay between structural and magnetic properties of L1-FePt(001) thin films directly grown on MgO(001)

Abstract

We present a detailed study of the magnetic and structural properties of L1 0 -FePt thin films. The films are prepared via molecular beam epitaxy directly onto MgO͑001͒ substrates, i.e., without buffer layer. Despite the large lattice misfit between the in-plane lattice parameters of L1 0 FePt and MgO, highly ordered thin films are obtained with the easy magnetization c axis perpendicular to the film plane. Via high resolution transmission electron microscopy and Rutherford backscattering measurements we focus on the FePt/MgO interface to study the misfit relaxation and the defect density. Further, the influence of elevated substrate temperatures and of postgrowth high temperature annealing on the structural and magnetic properties is discussed.

Growth of <i>L</i>1₀-ordered Crystal in FePt Epitaxial Magnetic Thin Films on (001) Oriented Substrates

“…3.2 L10-ordered FePt film structure (020), in agreement with the previous reports 22,23) , and these dislocations are effectively decreasing the lattice misfit of 9 % to be nearly zero percent. A presence of crystallographic defect, A-B in Fig.…”

Anisotropic diffusion in FePt thin films

“…To avoid island growth 16 and guarantee a flat film surface, however, the FePt films for this study are directly grown on MgO under well-tested conditions. 17 Unfortunately it is not possible to prepare a film with the magnetic main axis, which is along the c lattice direction, purely parallel to the film surface (a variant) on MgO(001) at low enough temperatures to avoid dilution of the isotopic multilayers, as it is for the c variant (perpendicular). 13 On MgO(110), however, Laenens et al found a way to prepare FePt films with the structure rotated about one of the a-axes by 45 • .…”

Influence of the Ag and Cu Intermediate Layers on the Temperature Ranges of Phase Transformations in Pt/Fe Film Compositions

“…Тому актуальним завданням сучасного фізичного матеріялознавс-тва є зниження температури фазового перетворення типу A1-FePt   L1 0 -FePt в нанорозмірних плівкових композиціях на основі FePt [17,18].…”

“…Припускається, що введення в плівкові композиції на основі проміжних шарів FePt леґувальних елементів (Ag, Cu) може сприя-ти зменшенню температури формування впорядкованої фази L1 0 -FePt через виникнення додаткових напружень внаслідок незбігу параметрів кристалічних ґратниць і температурних коефіцієнтів лінійного розширення шарів [18][19][20][21][22][23][24]. Напруження можуть слугу-вати екстрарушійною силою перебігу дифузійних процесів та про-цесу впорядкування [13,25].…”