МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА НАНОРАЗМЕРНЫХ ПЛЕНОК Mg(Fe 0.8 Ga 0.2 ) 2 O 4-d НА КРЕМНИИ А.В.Труханов 1*, С.В.Труханов 1, А.Н.Васильев 2 1 ГО«НПЦ НАН Беларуси по. - презентация

1 МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА НАНОРАЗМЕРНЫХ ПЛЕНОК Mg(Fe 0.8 Ga 0.2 ) 2 O 4-d НА КРЕМНИИ А.В.Труханов 1*, С.В.Труханов 1, А.Н.Васильев 2 1 ГО«НПЦ НАН Беларуси по материаловедению», Минск, РБ 2 Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, Москва, РФ

2 - Октаэдрические междоузлия; - Тетраэдрические междоузлия; - Анионы кислорода Элементарная ячейка ГЦК-решетки шпинели с показанным окружением тетраэдрических и октаэдрических междоузлий Ферриты со структурой шпинели Ферриты со структурой шпинели (AB 2 O 4 ) Природный минерал - шпинель MgAl 2 O 4

3 - Устройствах магнитной записи (хранение информации); Применения - Устройства СВЧ-техники (ферритовые «вентили», циркулятор и т.д.); -«спиновые» фильтры и магнитные туннельные контакты в пленочных гетероструктурах (основывается на M R ); - Пленочные гетероструктуры на магнитоэлектрическом эффекте; -Поглотители СВЧ-излучения (технология «Стэлс»;

4 СоставПараметр элементарной ячейки (А) Ширина запрещенной зоны (эВ) Значение насыщения удельного магнитного момента (emu/g) Коэрцетивная сила (Тл) MgGa 2 O 4 8,283, (MgGa 2 O 4 ) 0.8 (MgFe 2 O 4 ) 0.2 8,322,9~0,3~ 0,0191 (MgGa 2 O 4 ) 0.35 (MgFe 2 O 4 ) ,342,415~ (MgGa 2 O 4 ) 0.3 (MgFe 2 O 4 ) 0.7 8,352,323~ (MgGa 2 O 4 ) 0.2 (MgFe 2 O 4 ) 0.8 8,361,9 min 28 max ~ MgFe 2 O 4 8,382,123~

5 Получение пленок Схема ионного источника Внешний вид установки для получения плёнок методом ионно-лучевого распыления–осаждения 1 – ионный источник; 2 – вакуумная камера; (на вставке вид изнутри вакуумной камеры: 4 – ионный источник; 5 – подложкодержатель; 6 – мишень) Генератор плазмы СВЧ-разряда для суперфинишной планаризации поверхности подложек

6 Пленки (состав и структура) толщина ~200 нм Рентгеновские дифрактограммы пленок Mg(Fe 0.8 Ga 0.2 ) 2 O 4 -d Mg(Fe 0.8 Ga 0.2 ) 2 O 4 -d, отожженных в температурном интервале С Mg(Fe 0.8 Ga 0.2 ) 2 O 4 –d, Оже-спектры пленок Mg(Fe 0.8 Ga 0.2 ) 2 O 4 –d, отожженных в температурном интервале С

7 Пленки (микроструктура) толщина ~200 нм Mg(Fe 0.8 Ga 0.2 ) 2 O 4 -d АСМ-изображения морфологии поверхности пленок Mg(Fe 0.8 Ga 0.2 ) 2 O 4 -d (толщина 200 нм) Отжиг при а) С; б) С; в) С

8 Пленки (магнитные свойства) Mg(Fe 0.8 Ga 0.2 ) 2 O 4 -d Полевые зависимости намагниченности пленок Mg(Fe 0.8 Ga 0.2 ) 2 O 4 -d (толщина 200 нм) Отжиг при а) С; б) С; в) С Mg(Fe 0.8 Ga 0.2 ) 2 O 4 -d Полевые зависимости намагниченности пленки Mg(Fe 0.8 Ga 0.2 ) 2 O 4 -d (толщина 400 нм)

9 -Величина М пленки Mg(Fe 0.8 Ga 0.2 ) 2 O 4-d, толщиной ~400 нм, отожженной при температуре С, составляет порядка 52% от значения удельной намагниченности насыщения керамического аналога. При комнатной температуре значение удельной намагниченности составляет 14.6 A*м 2 *кг -1, а при температуре 4.2 К – 17.7 A*м 2 *кг -1. Кривая намагниченности, как и в случае с керамическим аналогом имеет прямоугольный вид, и выходит в насыщение уже при малых значениях внешних магнитных полей (~0.3 Тл). Основной причиной расхождения магнитных свойств керамического аналога и пленки является отрицательное отклонение от кислородной стехиометрии. - При увеличении толщины пленки Mg(Fe 0.8 Ga 0.2 ) 2 O 4-d изменяются параметры микроструктуры (растает размер кристаллитов). - Увеличение значений удельной намагниченности пленок Mg(Fe 0.8 Ga 0.2 ) 2 O 4-d, толщиной ~400 нм, относительно пленок, толщиной ~200 нм, является результатом двух факторов: 1) снижение доли толщины переходного слоя на интерфейсе пленка-подложка относительно всей толщины пленки; 2) усиление дальнего порядка обменных взаимодействий (за счет увеличения размера кристаллитов). Выводы

10 Благодарю за внимание