• Главная
  • rss-лента сайта solo-project.com


Исследования магниторезистивных свойств пленок FeAg и CoAg

Экспериментальные исследования магниторезистивных свойств пленок FeAg и CoAg с содержанием железа и кобальта, равном соответственно 15 и 55% (ат.), показали, что такие пленки обладают гигантским магнетосопротивлением. Данные пленки напылялись магнетронным способом из композитной мишени. В них наблюдались зернистая структура: кристаллические зерна железа размером 3 нм, и кобальта - 15 нм. Относительное магнетосопротивление рассматриваемых пленок при температуре 6 К в магнитном поле с индукцией 5 Тл составляет более 25%.

Похожие результаты получены для однослойных пленок FeAg и CoAg. Максимальное относительное магнетосопротивление ∆р/р, составляющее примерно 25%, получено для пленок 20%Co,80%Ag при температуре 30 К. Максимум ∆р/р для пленок 25% Fe, 75% Ag равен лишь 14% (измерения проводились при температуре 20 К). Эти пленки осаждались магнетронным способом на охлажденные водой подложки. По магнитным свойствам они похожи на спиновые стекла. Сразу после напыления пленок наблюдалась гранецентрированная кубическая наноструктура. С повышением температуры отжига от 200 до 700 °С увеличиваются кристаллические зерна и происходит фазовое разделение атомов, входящих в состав пленки. Проведенная для пленок 20% Со, 80% Ag термообработка показывает, что при относительно невысокой температуре отжига магнетосопротивление возрастает незначительно. Для тех же пленок увеличение температуры от 4 до 300 К значительно уменьшает относительное магнетосопротивление примерно от 25 до 8%.

Максимальная величина относительного магнетосопротивления пленок CoAg при температуре 30 К составляет около 30%. Пленки с содержанием кобальта от 10 до 60% (ат.) осаждались магнетронным способом при равной скорости на охлажденные водой подложки. Предварительное давление в камере составляло 4*10-6 Па. Толщина тонкопленочных образцов - 200 нм. Наибольшее изменение электрического сопротивления ∆R/R наблюдалось для обогащенных серебром образцов. При одном и том же содержании кобальта величина ∆R/R для образцов, осажденных при меньшей скорости - 1,2 нм/мин - (рис. 8.6, кривая 1), заметно больше, чем для образцов, осажденных при большей скорости - 6,0 нм/мин - (рис. 8.6, кривая 2). В этих образцах дифракционным методом и с помощью электронного микроскопа наблюдалась однородная гранецентрированная кубическая структура с зависящим от состава параметром кристаллической решетки. С помощью микроскопа с высоким разрешением удалось обнаружить кобальтовые кластеры в матрице серебра с линиями, соответствующими плоскости (200) гранецентрированной структуры кобальта. Предполагается, что рассеяние на таких кластерах обусловливает гигантское магнетосопротивление пленок CoAg.

Экспериментальные исследования термопроводности и термоэлектрической мощности тонкопленочных материалов 20% Со, 80% Ag с гранулированной структурой показали, что гигантские магнетотермическая проводимость и магнетотермическая мощность коррелируют с гигантским магнетосопротивлением. Предполагается, что при столкновении преобладает процесс упругого рассеяния электронов проводимости под сравнительно большими углами. Термоэлектрическая мощность исследуемых образцов существенно уменьшается с повышением температуры отжига.

Магнетосопротивление и намагниченность магниторезистивных пленок тройного сплава AgNiFe существенно зависит от их состава. Тонкопленочные образцы AgNiFe формировались магнетронным распылением пермаллоя и серебра в атмосфере аргона при давлении 0,5 Па. Предварительное давление в камере составляло около 5*10-4 Па. Кривые перемагничивания пленок с разным содержанием серебра свидетельствуют о том, что при небольшом содержании серебра преобладает ферромагнитное взаимодействие, а при большом - образуется суперпарамагнитное состояние. Максимальное относительное магнетосопротивление, составляющее около 5%, получено для пленок состава 51 % Ag, 10% Fe,39% Ni в магнитном поле напряженностью 1000 кА/м. Такие результаты согласуются с теоретическими выводами, в соответствии с которыми магнетосопротивление обусловливается рассеянием поляризованных электронов проводимости на поверхности ферромагнитных зерен, распределенных в неферромагнитной матрице.

Приведенные результаты исследований свидетельствуют о больших возможностях синтеза новых материалов с большим относительным магнетосопротивлением.

Унификация информационных технологий

Удовлетворение возрастающих потребностей общества при неуклонном росте народонаселения земного шара требует...

читать далее

Изучая свойства кристаллического детектора, наш соотечественник, выдающийся радиофизик О.В. Лосев (1903-1942), обнаружил на вольт-амперной...

читать далее

Создание слоев на интегральных микросхемах

Для формирования барьерных слоев все чаще используют тонкие пленки нитрида титана. Однако современная технология...

читать далее