Nanostructured high magnetic anisotopy Pt-TM (TM=Co, Fe, Cr) films

Abstract

Στην παρούσα εργασία πραγματοποιήθηκε ο μορφολογικός, μαγνητικός και δομικός χαρακτηρισμός νανοδομημένων υμενίων υψηλής μαγνητικής ανισοτροπίας κραμάτων λευκόχρυσου-μεταβατικού μετάλλου (Μ.Μ.=κοβάλτιο, σίδηρος και χρώμιο). Η μελέτη επικεντρώθηκε σε τέσσερα κυρίως θέματα.Στο πρώτο μέρος μελετήθηκε η επίδραση της στρωματικότητας και του πάχους σε υμένια L12-CrPt3 και L10-CoPt. Παρατηρήθηκε ότι στις στρωματικές δομές επιτυγχάνονται υψηλότερες τιμές συνεκτικού πεδίου και αποκατάσταση της χημικής τάξης.Στο δεύτερο μέρος μελετήθηκε η επίδραση του μαγνητικού πεδίου κατά την ανόπτηση στον προσανατολισμό πολυστρωματικών υμενίων L10-Co/Pt. Τα υμένια που έχουν υποστεί θερμική επεξεργασία παρουσία μαγνητικού πεδίου αναπτύσσουν (001) προσανατολισμό και συνεπώς κάθετη μαγνητική ανισοτροπία. Υπολογίστηκε και παρατηρήθηκε, επίσης, συσχέτιση διαξονικών εφελκυστικών παραμορφώσεων, εξαιτίας του μαγνητικού πεδίου, σε μακροσκοπικό επίπεδο ευνοώντας τον (001) προσανατολισμό. Το τρίτο μέρος περιλαμβάνει τη χρήση μονοστρώματος νανοσφαιρών πυκνής εξαγωνικής διάταξης δύο διαφορετικών μεγεθών (970nm και 173nm) ως μάσκα για την εναπόθεση υμενίων FePt με νανοδομικά χαρακτηριστηκά (νησίδες). Μετά από ανόπτηση οι νησίδες κρυσταλλώνονται στην τετραγωνική L10 δομή και είναι μαγνητικά σκληρές. Οι νησίδες χαρακτηρίζονται από μη μηδενικές μεταξύ τους αλληλεπιδράσεις. Επίσης, πραγματοποιήθηκε και έγινε σύγκριση των παραπάνω αποτελεσμάτων με μικρομαγνητικούς υπολογισμούς. Οι μικρομαγνητικοί υπολογισμοί έδειξαν ότι οι νησίδες αποτελούνται από τοιχώματα πολλών περιοχών, εξαιτίας της παρουσίας μαλακών φάσεων ή νησίδων με διαφορετικό προσανατολισμό ανισοτροπίας.Στο τελευταίο μέρος μελετήθηκε η αντιστροφή της μαγνήτισης πολυστρωματικών υμενίων βαθμιδωτής ανισοτροπίας, με καμπύλες ανάκρουσης πρώτης τάξης, που έχουν εναποτεθεί είτε σε υποστρώματα πυριτίου είτε σε μονόστρωμα νανοσφαιρών. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι τα πολυτρωματικά υμένια μπορούν να χρησιμοποιηθούν σαν μοντέλο για τη δημιουργία βαθμιδωτής κάθετης ανισοτροπίας όσο η εγκάρσια διάδοση των τοιχωμάτων περιορίζεται από τα νανοδομικά χαρακτηριστικά.