Влияние атмосферы термической обработки на формирование структуры и фазового состава пленочных композиций FePt/Cu/FePt

Проблематика. Перспективним матеріалом для використання як носіїв надщільного магнітного запису є нанорозмірні плівки на основі FePt з упорядкованою магнітотвердою фазою L10-FePt. Упорядкована фаза L10-FePt формується з невпорядкованої фази А1-FePt при високотемпературному відпалі або при осадженні плівки на нагріту підкладку. Проте для практичного використання цих матеріалів необхідно досягти зниження температури утворення фази L10-FePt, а також отримання структури з переважною орієнтацією зерен. Мета дослідження. Дослідження впливу атмосфери відпалу на формування структурно-фазових станів у плівкових композиціях на основі FePt з проміжним шаром Cu. Методика реалізації. Плівкові композиції отримано магнетронним методом, їх структуру до і після термічної обробки досліджено методами рентгеноструктурного фазового аналізу. Результати дослідження. За допомогою рентгеноструктурного фазового аналізу встановлено, що в нанорозмірній плівковій композиції FePt(15 нм)/Сu(15 нм)/FePt(15 нм) незалежно від складу атмосфери відпалу фазове перетворення A1-FePt→L10-FePtСu починається при термічній обробці за температури773 К. При підвищенні температури відпалу до973 К збільшується ступінь упорядкування потрійної фази L10-FePtСu. Висновки. Виявлено, що відпали в інтервалі температур973–1073 К в атмосферах Ar таN2 плівкових композицій FePt(15 нм)/Сu(15 нм)/FePt(15 нм) приводять до формування текстури потрійної фази L10-FePtСu з переважною орієнтацією її зерен у напрямку[001]. Високотемпературна термічна обробка плівкової композиції FePt(15 нм)/Cu(15 нм)/FePt(15 нм) в атмосферах N2 та Ar призводить до різкого росту зерен.Background. FePt based nanoscale films compositions with an ordered hard magnetic L10-FePt phase provide a perspective material for ultrahigh-density magnetic recording. An ordered L10-FePt phase is formed from a disordered A1-FePt phase during high-temperature annealing or films deposition on a heated substrate. However for practical application of these materials it is necessary to reduce the formation temperature of L10-FePt phase, and also to get preferred grain orientation structure. Objective. The investigation of the annealing atmosphere influence on the formation of structural and phase compositions in FePt films with Cu intermediate layer. Methods. Film compositions were obtained by magnetron sputtering, structure before and after heat treatment was investigated by X-ray diffraction methods. Results. Using X-ray phase analysis it was found that regardless of the annealing atmosphere composition of in FePt(15 nm)/Cu(15 nm)/FePt(15 nm) nanoscale film composition the phase transformation A1-FePt→L10-FePtСu starts during heat treatment at temperature of 773 K. With a rise of annealing temperature up to 973 K the ordering degree of the ternary L10-FePtCu phase increases. Conclusions. It is established that annealing of FePt(15 nm)/Cu(15 nm)/FePt(15 nm) film compositions at 973—1073 K temperature range in Ar and N2 atmospheres leads to preferred texture formation of L10-FePtCu phase with preferred grain orientation in 001 direction. High temperature thermal treatment of FePt(15 nm)/Cu(15 nm)/FePt(15 nm) film compositions in Ar and N2 atmospheres leads to a sharp growth of grains.Проблематика. Перспективным материалом для использования в качестве носителей сверхплотной магнитной записи являются наноразмерные пленки на основе FePt с упорядоченной магнитотвердой фазой L10-FePt. Упорядоченная фаза L10-FePt формируется из неупорядоченной фазы А1-FePt при высокотемпературном отжиге или при осаждении пленки на нагретую подложку. Однако для практического использования данных материалов необходимо добиться снижения температуры образования фазыL10-FePt, а также получить структуру с преимущественной ориентацией зерен. Цель исследования. Определение влияния атмосферы отжига на формирование структурно-фазовых состояний в пленочных композициях на основе FePt с промежуточным слоем Cu. Методика реализации. Пленочные композиции получены магнетронным методом, их структура до и после термической обработки исследована методами рентгеноструктурного фазового анализа. Результаты исследования. С помощью рентгеноструктурного фазового анализа установлено, что в наноразмерной пленочной композиции FePt(15 нм)/Cu(15 нм)/FePt(15 нм) независимо от состава атмосферы отжига фазовое преобразование A1-FePt→L10-FePtСu начинается при термической обработке при температуре773 К. При повышении температуры отжига до 973 К увеличивается степень упорядочения тройной фазы L10-FePtСu. Выводы. Обнаружено, что отжиги в температурном интервале973–1073 К в атмосферах Ar иN2 пленочных композиций FePt(15 нм)/Cu(15 нм)/FePt(15 нм) приводят к формированию текстуры тройной фазы L10-FePtСu с преимущественной ориентацией ее зерен в направлении[001]. Высокотемпературная термическая обработка пленочной композиции FePt(15 нм)/Cu(15 нм)/FePt(15 нм) в атмосферах N2 и Ar приводит к резкому росту зерен