Role of interface morphology in the exchange-spring behavior of FePt/Fe perpendicular bilayers

Casoli, F.; Albertini, F.; Nasi, L.; Fabbrici, S.; Cabassi, R.; Bolzoni, F.; Bocchi, C.; Luches, Paola

doi:10.1016/j.actamat.2010.02.029

Cited by 24 publications

(27 citation statements)

References 29 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…A wealth of different soft/hard materials has been investigated in the literature (see, e.g., [4][5][6][7][8][9][10]). Experimentally, the Fe/FePt system is a highly suitable system for studying the fundamental properties of nano-composite magnetic systems as the properties are relatively easy to control [11].…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Exchange coupling and magnetic anisotropy at Fe/FePt interfaces

Hasnip

Cuadrado

et al. 2013

Phys. Rev. B

View full text Add to dashboard Cite

We perform fully relativistic first principles calculations of the exchange interactions and the magnetocrystalline anisotropy energy (MAE) in an Fe/FePt/Fe sandwich system in order to elucidate how the presence of Fe/FePt (soft/hard magnetic) interfaces impacts on the magnetic properties of Fe/FePt/Fe multilayers. Throughout our study we make comparisons between a geometrically unrelaxed system and a geometrically relaxed system. We observe that the Fe layer at the Fe/FePt interface plays a crucial role inasmuch its (isotropic) exchange coupling to the soft (Fe) phase of the system is substantially reduced. Moreover, this interfacial Fe layer has a substantial impact on the MAE of the system. We show that the MAE of the FePt slab, including the contribution from the Fe/FePt interface, is dominated by anisotropic inter-site exchange interactions. Our calculations indicate that the change in the MAE of the FePt slab with respect to the corresponding bulk value is negative, i.e., the presence of Fe/FePt interfaces appears to reduce the perpendicular MAE of the Fe/FePt/Fe system. However, for the relaxed system, this reduction is marginal. It is also shown that the relaxed system exhibits a reduced interfacial exchange. Using a simple linear chain model we demonstrate that the reduced exchange leads to a discontinuity in the magnetisation structure at the interface.

show abstract

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Exchange coupling and magnetic anisotropy at Fe/FePt interfaces

Hasnip

Cuadrado

et al. 2013

Phys. Rev. B

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…Figure 1(b) also evidences that the two films with the highest Fe content have the largest magnetization at 2 T and show the softest magnetic properties in all the analyzed composition range. Therefore, we decided to focus on Fe 75 Pt 25 and Fe 80 Pt 20 as soft phase compositions and grew two soft/hard samples series differing in the soft phase nominal composition (Table I). Sample series with the same thickness and composition were grown on both MgO and STO substrates (Table I).…”

Section: Resultsmentioning

confidence: 99%

“…Energy Dispersive X-ray Spectroscopy (EDS) measurements on films with this nominal composition gave Fe 4663 Pt 5463 . As reported in Table I, two different series of composite samples were grown on each substrate; the series differ in the soft phase nominal composition, i.e., Fe 75 Pt 25 and Fe 80 Pt 20 .…”

Section: Methodsmentioning

confidence: 99%

“…coercivity reduction compared to the hard layer and investigated the magnetic regimes as a function of soft layer thickness and soft/hard interface morphology. 16,25 More recently, we have demonstrated that low-energy ion irradiation at low doses is a convenient and useful way to realize ECC media with graded anisotropy starting from chemically ordered L1 0 -FePt thin films. 26 Here, we concentrate on a new composite system, where the soft phase is Fe 3 Pt and soft/hard nanocomposite islands are grown on both MgO and SrTiO 3 (STO).…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

See 1 more Smart Citation

Epitaxial Fe3Pt/FePt nanocomposites on MgO and SrTiO3

Casoli

Lupo

Nasi

et al. 2015

Journal of Applied Physics

Self Cite

View full text Add to dashboard Cite

Articles you may be interested inMagnetic anisotropy and order structure of L10-FePt(001) single-crystal films grown epitaxially on (001) planes of MgO, SrTiO3, and MgAl2O4 substrates Structural and magnetic studies of nanocomposite FePt-MgO films for perpendicular magnetic recording applications J. Appl. Phys. 95, 7273 (2004);We have exploited the pseudomorphic growth of the magnetically soft Fe 3 Pt phase on top of L1 0 -FePt to obtain fully epitaxial soft/hard nanocomposites on both MgO(100) and SrTiO 3 (100). The magnetic properties of this new nanocomposite system, driven by the soft/hard exchangecoupling, can be tailored by varying soft phase thickness, soft phase magnetic anisotropy and substrate. Coercivity is strongly reduced by the addition of the soft phase, a reduction which is definitely affected by the nominal composition of the soft phase and by the substrate choice; similarly is the magnetic phase diagram of the composite system. Coercive field decreases down to 21% of the hard layer value for Fe 3 Pt(5 nm)/FePt(3.55 nm) nanocomposites on SrTiO 3 ; this maximum coercivity reduction was obtained with a nominal atomic content of Fe in the soft phase of 80%. V C 2015 AIP Publishing LLC. [http://dx.

show abstract

“…В качестве одного из слоев боль-шое внимание привлекают магнитоупорядоченные тон-кие пленки FePt, являющиеся перспективным мате-риалом для магнитотвердого слоя в носителях ин-формации вследствие большой кристаллографической анизотропии (∼ 7 · 10 7 erg/cm 3 ) [1,3]. В последние го-ды проведен ряд теоретических [4][5][6] и эксперимен-тальных исследований многослойных систем на осно-ве FePt, например L1 0 -FePt/CoCrPt [7], магнитожест-ких сплавов FePtCu и многослойных пленок Co/Pt [8], пленок L1 0 -FePt/FeRh [9], L1 0 -FePt/TiN [10], обменно-связанных магнитных нанокомпозитов FePt/Fe 3 Pt [11] и FePt/FePt 3 [12], тонких пленок FePt/BN [13] и L1 0 -FePt/Fe [14][15][16][17][18][19][20][21]. Среди исследуемых материалов мно-гослойная система FePt/Fe отличается малой константой магнитокристаллической анизотропии и большой поля-ризацией магнитного насыщения Fe, что может привести к значительному повышению остаточной намагниченно-сти обменно-связанных магнитотвердых/магнитомягких двухслойных систем [14,22].…”

Section: Introductionunclassified

Магнитные и мессбауэровские исследования многослойных структур L1-=SUB=-0-=/SUB=--FePt/Fe/Та

Kamzin¹,

Cao

Wei

et al. 2017

Физика Твердого Тела

View full text Add to dashboard Cite

Магнитные многослойные структуры L1 0 -FePt(10 nm)/Fe(t, nm)/Та(2 nm) (t -толщина пленки Fe, которая варьируется от 0 до 15 nm) получены методом магнетронного соосаждения. Слой Ta толщиной 2 nm служит защитой от коррозии. Исследованы процессы перемагничивания и магнитные взаимодействия. Петли гистерезиса, измеренные в плоскости однослойной пленки L1 0 -FePt, обнаруживают почти линейное поведение. В магнитной многослойной структуре FePt(10 nm)/Fe(t, nm)/Та(2 nm), когда толщина слоя Fe меньше 3 nm, система FePt/Fe ведет себя как однофазный магнитный материал и коэрцитивность близка к значениям, определяемым энергией Зеемана. В том случае, если толщина слоя Fe в магнитной многослойной структуре FePt(10 nm)/Fe(t, nm)/Та(2 nm), составляет более 3 nm, петли гистерезиса, измеренные в плоскости структуры, указывают на то, что пленка FePt/Fe обладает свойствами, аналогичными свойствам магнитомяг-кого материала. Мессбауэровские исследования показали, что минимальное отклонение магнитных моментов от нормали к поверхности многослойной структуры наблюдается, когда толщина слоя Fe составляет 1 nm. Увеличение толщины слоя Fe до значений более 1 nm приводит к росту угла отклонения θ до ∼ 40• при t = 15 nm. При этом коэрцитивность многослойной структуры медленно уменьшается из-за ограничений длины обменных связей между слоями FePt и Fe. Измеренные значения коэрцитивности оптимизированы с использованием соотношения 1/t 1.15Fe . Работа частично поддержана Программой повышения конкурентоспособности Казанского федерального университета, финансируемой Министерством образования и науки РФ.

show abstract

Role of interface morphology in the exchange-spring behavior of FePt/Fe perpendicular bilayers

Cited by 24 publications

References 29 publications

Exchange coupling and magnetic anisotropy at Fe/FePt interfaces

Exchange coupling and magnetic anisotropy at Fe/FePt interfaces

Epitaxial Fe3Pt/FePt nanocomposites on MgO and SrTiO3

Магнитные и мессбауэровские исследования многослойных структур L1-=SUB=-0-=/SUB=--FePt/Fe/Та

Contact Info

Product

Resources

About