Автореферат (1103626), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Толщина немагнитного слоя влияет на магнитополевое поведение изучаемыхFe/Ta, Mo, Zr/Fe, Co/Mo/Co тонкопленочных систем. Поле насыщениятрехслойных Fe/Ta, Mo, Zr/Fe, Co/Mo/Co образцов осциллирует по величине сизменением толщины немагнитной прослойки с периодом осцилляций,зависящим от толщины магнитного слоя.52. Величины поля насыщения и коэрцитивной силы трехслойных FeNi/Ti/FeNiобразцов зависят от толщины титановой прослойки.3. Различия приповерхностных локальных значений поля насыщения икоэрцитивной силы исходных FeN тонкопленочных образцов не превышают 5 %.Химическая обработка тонкопленочных FeN систем уксусной/фосфорнойкислотой в магнитном поле различной величины и ориентации относительно ихповерхности, приложенном в процессе обработки образцов, обусловливаетусиление различия локальных значений поля насыщения и коэрцитивной силывплоть до 9 и 28% при Н = 100 и 300 Э соответственно.4.
Приповерхностные рельефные образования, появляющиеся после химическоготравления однослойных и трехслойных FeN образцов, являются причинойусиления различия приповерхностных локальных значений поля насыщения икоэрцитивной силы.Научная новизна результатов работы. Научная новизна результатов работысостоит в следующем:1. УстановленыособенностимагнитополевогоповедениятрехслойныхFe/Ta, Mo, Zr/Fe, Co/Mo/Co и FeNi/Ti/FeNi тонкопленочных образцов сизменением толщины немагнитного слоя.2. Обнаружены осцилляции поля насыщения, HS, трехслойных Fe/Ta, Mo, Zr/Fe,Co/Mo/Co тонкопленочных систем при изменении толщины немагнитного слоя спериодом, зависящим от толщины магнитного слоя.3.
Установлены зависимости локальных значений поля насыщения и коэрцитивнойсилы химически обработанных FeN тонкопленочных образцов от величины инаправления внешнего магнитного поля, приложенного в процессе их травления.4. Обнаруженоусилениеприповерхностнойшероховатостихимическиобработанных FeN тонкопленочных образцов по сравнению с исходнымиобразцами с ростом величины магнитного поля, приложенного в процессе иххимической обработки.Достоверность результатов. Обоснованность и достоверность полученных вработе результатов обеспечена использованием современных экспериментальныхметодов изучения магнитных свойств и морфологии тонкопленочных магнитныхсистем, воспроизводимостью результатов при повторных измерениях, а также ихсогласием с экспериментальными данными, опубликованным в научной литературе.Практическая значимость.
Результаты исследований влияния толщины исостава, а также химической обработки тонкопленочных магнитных систем на ихструктурные и магнитные свойства позволяют дать научно обоснованныерекомендации получения ТПМС с магнитными свойствами, требуемыми для их6дальнейшего практического применениянаноэлектроники, спинтроники.вразличныхустройствахмикро-,Апробация работы. Основные результаты работы были представлены нароссийских и международных конференциях в виде устных и стендовых докладов(тезисы и труды опубликованы в соответствующих сборниках): Московскоммеждународном симпозиуме по магнетизму MISM (Москва, 2011); Международнойконференции по магнитным наукам (the 4th International conference on magneto science,ICMS) (Шанхай, 2011); Международной конференции по электромагнитнымпроцессам материалов (7th International Conference on Electromagnetic Processing ofMaterials, EPM) (Пекин, 2012); Международной научной конференции студентов,аспирантов и молодых ученых «Ломоносов» (Москва, 2012); 22-й Международнойконференции «Новое в Магнетизме и Магнитных Материалах» (Астрахань, 2012).Публикации.
Материалы диссертационной работы опубликованы в 3печатных работах в реферируемых статьях в российских и зарубежных журналах,принадлежащих перечню ВАК, а также в сборниках трудов и тезисов докладоввсероссийских и международных конференций.
Список статей и тезисов докладовприведён в конце автореферата.Личный вклад автора. Автор провел измерения магнитных характеристиквсех изучаемых тонкопленочных систем, тщательно проанализировал полученныеданные, участвовал в обсуждениях полученных данных, подготовке графическихматериалов и написании статей по результатам исследований, лично докладывалполученные результаты на российских и международных конференциях.Объём и структура работы.
Диссертация состоит из введения, трех глав,заключения и списка цитируемой литературы. Общий объем работы составляет148 страницы, включая 66 рисунков и 2 таблицы. Список используемой литературысостоит из 153 наименований.Краткое содержание работыВо введении обоснована актуальность работы и сформулирована её цель,указана научная новизна и практическая ценность работы, представлена степеньапробации работы, объём и структура диссертации.Первая глава диссертационной работы носит обзорный характер.
В нейпредставлены основные сведения о структурных и магнитных свойствахтонкопленочных систем. Описаны методы их получения и исследования. Приведенысуществующие представления о различных физических явлениях, которые имеютместо в подобных объектах исследования и объяснен интерес к ним с практическойточки зрения.7Во второй главе приведены способы получения изучаемых образцов, иххарактеристики, подробно описаны экспериментальные методики и установки,используемые в работе для изучения морфологии поверхности и магнитныххарактеристиктонкопленочныхсистем,проанализированыпогрешностиэксперимента.Fe/Zr, Mo, Ta/Fe и Co/Mo/Co образцы были получены с помощьюмагнетронного распыления в вакуумной камере при базовом давлении 10-8 торр идавлении рабочего газа (аргона) порядка 10-3 торр.
Тонкопленочные образцы былинапылены на стеклянные подложки при комнатной температуре. В процессенапыления пленок постоянное магнитное поле Н = 70 Э было приложено параллельноподложке, чтобы создать ось легкого намагничивания (ОЛН). Состав и структурныеконфигурации образцов были следующие:1. Fe/Zr/Fe, Fe/Мо/Fe трехслойные образцы: tFe = 2.5 нм, tZr изменялась от 0.2 до3.5 нм, tМо изменялась от 0.5 до 2.8 нм.2. Три серии Fe/Та/Fe трехслойных образцов: tFe = 2.5, 5 и 10 нм, tTa изменялась от0.4 до 4 нм.3. Две серии Со/Мо/Со трехслойных образцов: tСо = 2.5 и 5 нм, tМо изменялась от0.5 до 4 нм.Fe20Ni80 пленки и Fe20Ni80/Ti/ Fe20Ni80 тонкопленочные системы были полученытакже методом магнетронного распыления в вакуумной камере на стеклянныеподложки при комнатной температуре и давлении рабочего газа аргона 3.8·10-3 торр [6].Толщина однослойных Fe20Ni80 плёнок была равна 170 нм и 340 нм.
В трехслойныхобразцах толщина магнитных Fe20Ni80 слоев была равна 170 нм, а немагнитного Ti слояизменялась от 2 до 20 нм. При получении образцов постоянное магнитное поле,H = 250 Э, было приложено параллельно плоскости подложки, что способствовалоформированию одноосной магнитной анизотропии.FeN образцы были получены методом магнетронного распыления в атмосфереAr при давлении 10-4 торр.
Парциальное давление азота было порядка 5%. Напылениеобразцов осуществлялось при наличии магнитного поля Н = 100 Э, приложенногопараллельно подложке. Тонкопленочные системы представляли собой слои оксидакремния SiO и сплава FeN. Толщина однослойных магнитных FeN образцов, tFeN, быларавна 0.25 мкм. В трехслойных тонкопленочных системах значение tFeN было равно0.07 мкм, а полная толщина образцов, включая разделительный оксидный слой, быларавна 0.25 мкм.Химическая обработка FeN тонкопленочных образцов была осуществлена втечение 60 секунд 35% уксусной кислотой при Н = 0 и при наличии магнитного поляН = 50 Э, приложенного параллельно или перпендикулярно их поверхности, а также35% фосфорной кислотой при Н = 0 и при наличии магнитного поля Н = 100, 200 и8300 Э, приложенного параллельно или перпендикулярно их поверхности.
Трехслойныетонкопленочные системы, учитывая существенное уменьшение толщины верхнегомагнитного слоя FeN, были химически обработаны в течение 60 секунд в магнитномполе Н = 50 Э, приложенном либо параллельно, либо перпендикулярно поверхностиобразцов.Магнитные свойства тонкопленочных систем были исследованы намагнитооптической установке с помощью экваториального эффекта Керра (ЭЭК).Внешнее магнитное поле было приложено параллельно плоскости образцов иперпендикулярно плоскости падения света.
Диаметр светового пятна на образцахFe/Zr, Mo, Ta/Fe и Co/Mo/Co при исследовании их магнитополевого поведения былравен 2 мм. В работе использовался синий фильтр, который, согласно проведеннымоценкам, позволял получать информацию о магнитополевом поведенииприповерхностного слоя толщиной порядка 25 нм.Влияние химической обработки FeN тонкопленочных систем при наличии иотсутствии внешнего магнитного поля было изучено путем измеренийприповерхностныхлокальныхкривыхнамагничиванияприрегистрациимагнитооптических сигналов с участков поверхности диаметром 50 мкм с шагом,равным 0.5 мм. Морфология поверхности исходных и обработанных уксусной ифосфорной кислотами FeN тонкопленочных систем при наличии и отсутствиимагнитных полей разной ориентации относительно их плоскости изучалась с помощьюмагнитооптического микромагнитометра, а также с помощью атомно-силовогомикроскопа.В третьей главе представлены результаты исследований структурных имагнитных характеристик изучаемых тонкопленочных систем.В разделе 3.1 обсуждаются результаты исследований магнитных свойствтрехслойных Fe/Zr, Mo, Ta/Fe и Co/Mo/Co образцов.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
