МНОГОСЛОЙНЫЕ МАГНИТНЫЕ НАНОСТРУКТУРЫ Fe/Si ПОЛУЧЕННЫЕ ТЕРМИЧЕСКИМ ИСПАРЕНИЕМ В СВЕРХВЫСОКОМ ВАКУУМЕ. к.т.н. Варнаков С.Н. Работа проводилась при активном. - презентация

1 МНОГОСЛОЙНЫЕ МАГНИТНЫЕ НАНОСТРУКТУРЫ Fe/Si ПОЛУЧЕННЫЕ ТЕРМИЧЕСКИМ ИСПАРЕНИЕМ В СВЕРХВЫСОКОМ ВАКУУМЕ. к.т.н. Варнаков С.Н. Работа проводилась при активном участии: С.Г. Овчинникова, А.С. Паршина, С.В. Комогорцева, Г.С. Патрина, Н.В. Волкова, Е.В. Еремина, А.А. Лепешева, D. Rafaja, L. Kalvoda, А.Д. Балаева, Г.В. Бондаренко М.М. Коршунова, J. Bartolomé, J. Sesé, P. Nevoral. Лаборатория ФМЯ ИФ СО РАН Кафедра ТФ СибГАУ

2 Цель работы: Усовершенствование сверхвысоковакуумной технологии на базе технологического комплекса «Ангара» для воспроизводимого получения систем нанометрового диапазона магнитных (Fe) и полупроводниковых материалов (Si), а также in situ определения толщины, элементного и химического состава полученных систем. Определение влияния технологических условий на структурные, химические и магнитные свойства получаемых пленочных систем.

3 Программно-аппаратное управление сверхвысоковакуумным технологическим комплексом ЭПМ – камера эпитаксии элементарных полупроводников, металлов и диэлектриков; ЭПС – камера эпитаксии полупроводниковых соединений; ПАП – камера анализа и подготовки подложек; ЗиВП – камера загрузки и выгрузки подложек; ШЗ – шиберный затвор; М - манипулятор; ИМ – испарительный модуль; НП – нагреватель подложки; ИВ – ионизационный вакуумметр; МРН – магниторязрядный насос; БК – блок контроля вакуумной системы; ДОБЭ – дифрактометр отраженных быстрых электронов; ВК – видеокамера; ЭОС – электронный оже- спектрометр; БЛЭ – быстродействующий лазерный эллипсометр. Приборы и техника эксперимента, , с С.Н.Варнаков и др.

4 ПАРАМЕТР ПСИ КАК ФУНКЦИЯ ВРЕМЕНИ В ПРОЦЕССЕ РОСТА Fe/Si/Fe СТРУКТУРЫ Участки AB, BC, CD соответствуют росту отдельных слоев железа, кремния и железа. Si Fe(10nm) Приборы и техника эксперимента, , с С.Н.Варнаков и др.

5 Euro-Asian symposium Trends in magnetism Krasnoyarsk, 2004., p А.С. Паршин и др. Низкоэнергетический участок оже - спектра от структуры Si(100 А) / Fe(5 А) Низкоэнергетический участок оже - спектра от структуры Si(100 А) / Fe(15 А)

6 МАЛОУГЛОВАЯ ДИФРАКЦИЯ МНОГОСЛОЙНОЙ СТРУКТУРЫ Fe-Si Письма в ЖТФ, 2005, том 31, вып. 22. с С.Н.Варнаков, А.С. Паршин и др. D. Rafaja, Institute of Physical Metallurgy, TU Bergakademie Freiberg, Germany

7 Зависимости энергии межслоевого взаимодействия от толщины ферромагнитного слоя для пленок с кремниевой прослойкой t Si = 2 nm. 1 – Т = 200 К, 2 – Т = 300 К. Письма в ЖЭТФ,2004, том 80, вып. 7. с Г.С.Патрин, Н.В. Волков и др. ВЛИЯНИЕ ТОЛЩИНЫ ФЕРРОМАГНИТНОГО СЛОЯ НА МЕЖСЛОЕВОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ В ПЛЕНКАХ Fe/Si/Fe

8 ТЕМПЕРАТУРНАЯ ЗАВИСИМОСТЬ НОРМИРОВАННОЙ НАМАГНИЧЕННОСТИ НАСЫЩЕНИЯ ПЛЕНОК [Fe(x)/Si(1.5nm)] 2/Fe(x)/Si(10nm) J. Bartolomé, Instituto de Ciencia de Materiales de Aragon, Zaragoza, Spain nm

9 ВЛИЯНИЕ ТОЛЩИНЫ ФЕРРОМАГНИТНОГО СЛОЯ НА НАМАГНИЧЕННОСТЬ ПЛЕНОК СИСТЕМЫ Fe/Si Варнаков С.Н., Комогорцев С.В., Институт физики им Л.В. Киренского СО РАН

10 ОЦЕНКА НАМАГНИЧЕННОСТИ НАСЫЩЕНИЯ М 0 И ТОЛЩИНЫ ХИМИЧЕСКОГО ИНТЕРФЕЙСА МЕЖДУ СЛОЯМИ Fe И Si. Параметр слабомагнитного интерфейсаПредел существования Намагниченность насыщения М 0 (Gs)0 < М Толщина (nm)0,6 2 1,2

11 ВЫВОДЫ 1. Модернизирован комплекс технологического оборудования на базе многомодульной установки «Ангара». 2. Отработана технология воспроизводимого получения однослойных и многослойных структур на основе Fe и Si на различных подложках. Получены многослойные наноструктуры системы (Fe/Si) N, где варьировались такие параметры, как N = 1, 2, … 10; толщина кремния 1 нм dSi 350 нм, а также толщина железа 1 нм dFe 20 нм. 3. С помощью методов электронной спектроскопии, лазерной эллипсометрии in situ контролировались элементный и химический состав, толщины получаемых слоев. Структурные характеристики были определены ex situ методом малоуглового рентгеновского рассеяния. 4. Исследованы трехслойные магнитные пленки Fe/Si/Fe методом магнитного резонанса. Обнаружен эффект влияния толщины ферромагнитного слоя на величину межслоевого взаимодействия. 5. Определены основные магнитные параметры для пленочных структур, получаемых с помощью модернизированной установки «Ангара». Определены пределы существования намагниченности насыщения М 0 и толщины химического интерфейса между слоями Fe и Si.