Магнітні та магніторезистивні властивості тонкоплівкових сплавів на основі кобальту і міді

Автори І.О. Шпетний
Приналежність

Сумський державний університет, вул. Римського-Корсакова, 2, 40007 Суми, Україна

Е-mail
Випуск Том 12, Рік 2020, Номер 5
Дати Одержано 01 червня 2020; у відредагованій формі 15 жовтня 2020; опубліковано online 25 жовтня 2020
Посилання І.О. Шпетний, Ж. нано- електрон. фіз. 12 № 5, 05030 (2020)
DOI https://doi.org/10.21272/jnep.12(5).05030
PACS Number(s) 75.30.Gw, 75,47.De, 75.50.Lk
Ключові слова Гігантський магнітоопір (7) , Твердий розчин (20) , Спін-залежне розсіювання (5) , Анізотропія (16) , Коерцитивність (4) , Суперпарамагнетизм (2) , Гранульований стан.
Анотація

У даній роботі представлені результати дослідження впливу розмірного та концентраційного ефектів на структурно-фазовий стан, магніторезистивні та магнітні властивості відпалених при TВ  700 K зразків тонкоплівкових сплавів на основі Co і Cu товщиною d40нм у широкому діапазоні загальних концентрацій Co (18≤cCo≤69ат.%). Зразки отримували методом одночасного випаровування у вакуумі з використанням двох незалежних електронних гармат. Встановлено, що зразки тонкоплівкових сплавів із загальною концентрацією кобальту cCo≤22ат.% характеризуються переважно суперпарамагнітним станом, при якому гранули ГЩП-Co розміром L5÷12нм були розміщені в матриці твердого розчину (т.р.) Cu(Co) на основі ГЦК-Cu. Збільшення загальної концентрації Co у плівковому сплаві до cCo37ат.% призвело до збільшення розмірів магнітних гранул до L7÷20 нм та зменшення відстані між ними. У зразках плівкових сплавів з концентрацією кобальту 56≤cCo≤69ат.% гранули ГЩП-Co розміром L 8÷25 нм об’єднувалися у феромагнітні кластери, а об’єм між кластерами був заповнений т.р. ГЦК-Cu(Co). Максимальні значення ГМО, виміряні у зовнішньому магнітному полі Hмакс  15 кЕ при кімнатній температурі, було отримано для зразка з загальною концентрацією кобальту cCo  22 ат.%. Амплітуда значень ГМО при цьому становила 3.8 % та 4.1 % у перпендикулярній та поздовжній геометріях вимірювання відповідно. Плівкові сплави з загальною концентрацією кобальту 18 ≤ cCo ≤ 22 ат. % характеризувалися ізотропним магнітоопором. Зростання загальної концентрації кобальту у плівковому сплаві до cCo ≥ 28 ат. % призвело до виникнення магнітної анізотропії та анізотропного магнітоопору. Це може бути пов’язано з появою феромагнітних взаємодій між гранулами кобальту. Низькотемпературні вимірювання магнітоопору при Твим5 К зразка плівкового сплаву з загальною концентрацією кобальту cCo=18ат.% показали зростання амплітуди ГМО в 2,1рази (ГМО11.1%) порівняно з амплітудою ГМО=5.18%, виміряною при кімнатній температурі у зовнішньому магнітному полі Hмакс90 кЕ. При збільшенні температури вимірювання до Твим350 K амплітуда ГМО зменшилася і становила 45%. Це пов’язано із збільшенням розсіювання електронів на фононах з ростом температури.

Перелік посилань