Out-of-plane anisotropy and low field induced magnetic domain reorientation in Al/Metglas-2605S2/Al trilayer sensors

Abstract

Local magnetism of Al/Metglas-2605S2/Al trilayer-like sensors prepared by dc sputtering has been studied at room temperature by both in-field and zero-field Mössbauer spectroscopy for a maximum field of 60 mT. Ferromagnetic domain reorientation from out-of-ribbon plane to in-plane, induced by low applied fields, was measured by monitoring the intensities of lines 2 and 5 in the Mössbauer sextet spectra obtained for different magnitudes of applied magnetic field. Coating the Metglas-2605S2 with Al layers of 20 μm thickness, a stress-field is induced, allowing to distinguish different in-plane magnetic anisotropy distributions along the ribbon length (∼4 mT) as well along its width (∼10 mT). Using a phenomenological model for the magnetization reversal, out-of-plane anisotropies ranging up to 3 kJ/m3 were estimated for the Metglas-2605S2 alloy ribbons. This anisotropy range is similar to that observed for the in-plane case previously reported. The methodology applied in this work can be used to determine native out-of-plane anisotropy distributions for different melt-spun ribbons. It also allows understanding magnetization reversal associated with the ferromagnetic domains reorientation caused either by induced stress or by applied magnetic field.

THIN FILM FeGa-FeCoGa/Metglas/LGT STRUCTURES FOR MAGNETOELECTRIC MAGNETIC FIELD SENSORS

“…Этот класс аморфных магнитных материалов характеризуется большим значением q, малым коэрцитивным полем, большой начальной магнитной проницаемостью, положительным значением λ. Улучшить магнитострикционные свойства таких аморфных лент можно путем нанесения на них тонких пленок магнитострикционных материалов, имеющих другой знак коэффициента магнитострикции, т. е. созданием композитных структур с градиентом q по толщине. Ранее возможности изменения магнитных свойств аморфных лент сплавов типа «Метглас» были исследованы при нанесении на них тонких пленок немагнитных металлов[5].В настоящее время в МЭ-структурах в качестве материалов сегнетоэлектрических слоев используются, как правило, различные типы пьезокерамик на основе свинца, такие как PbMg 1/3 Nb 2/3 O 3 −PbTiO 3 (PMN-PT)[6] или Pb(Zr, Ti)O 3 (PZT)[7], основным достоинством которых является большая величина d. Однако для них характерны сравнительно узкий диапазон рабочих температур и низкая температура Кюри (не выше 350 С). В последние годы все более ужесточаются требования к охране окружающей среды и, как следствие, становится актуальным переход к пьезокерамикам, не содержащим свинец.…”