У даній роботі представлено результати вимірювань указаних вище параметрів у тришаровій плівковій системі Co(5)/Gd(x)/Co(20)/П (П - підкладка) в залежності від товщини прошарку (x) на основі Gd та
впливу на них термообробки

Vorobiov, Serhii Ihorovych

Воробйов, Сергій Ігорович

Воробьев, Сергей Игоревич

Сліпченко, Є.А.

Сірадзе, Г.М.

SocioEconomic Challenges Journal (Sumy State University)

СЕКЦІЯ 4:Матеріалознавство ФЕЕ :: 2014 
мікро- і нанонелектроніки 
129 
Магнітні властивості тришарових плівок на основі Co та Gd  
 
Воробйов С.І., мол. наук. співроб.; Сліпченко Є.А., студ.;  
Сірадзе Г.М., студ. 
Сумський державний університет, м. Суми 
 
При виборі матеріалів для створення елементів пам’яті велику ува-
гу приділяють таким основним характеристикам як коерцитивна сила 
(Нс), залишкова намагніченість (Mr) та намагніченість насичення (Ms). 
Також важливе значення має сама форма петлі гістерезису,  а саме та-
кий параметр як коефіцієнт прямокутності (Кп), який визначається за 
співвідношенням Mr/Ms. Для магнітних матеріалів носіїв інформації, 
потрібно, щоб Кп ® 1 при відносно малій коерцитивній силі (до 30 Е), 
що дає можливість швидко перемагнічувати такий матеріал при відно-
сно малих значеннях магнітного поля. 
У даній роботі представлено результати вимірювань указаних вище 
параметрів у тришаровій плівковій системі Co(5)/Gd(x)/Co(20)/П (П - 
підкладка)  в залежності від товщини прошарку (x)  на основі Gd  та 
впливу на них термообробки. 
Тришарові плівки були отримані методом електронно-променевого 
осадження на підігріту ситалову підкладку до Тп = 450 К. Вивчення 
магнітних властивостей проводилось методом вібраційної магніто-
метрії при кімнатній температурі (прилад VSM Lake Shore 7400) в па-
ралельній геометрії вимірювання (лінії індукції магнітного поля 
направлені паралельно поверхні зразка). Дослідження структурно-
фазового складу проводилось за допомогою методу просвічуючої 
електронної мікроскопії (прилад ПЕМ-125К). Термовідпалювання 
зразків проводилась до температури Тв = 800 К.  
Аналіз результатів електронографічних досліджень показує, що у 
свіжосконденсованому стані тришарові плівки Co/Gd/Co мають різний 
фазовий склад: ГЩП-Со + ГЦК-Со + квазіаморфний Gd (при ефек-
тивній товщині Gd приблизно до 10 нм) або ГЩП-Со + ГЦК-
Со + ГЦК-GdН2 + ОЦК-Gd2О3 (сліди) (при товщині плівки Gd більше 
10 нм). Термообробка зразків не призводить до суттєвої зміни фазово-
го складу, однак прослідковується збільшення вмісту фаз  
ГЦК-Со та ОЦК-Gd2О3. 
ФЕЕ :: 2014 СЕКЦІЯ 4: Матеріалознавство 
мікро- і наноелектроніки 
 
130 
Дослідження магнітних властивостей тришарових плівок у свіжо-
сконденсованому стані показали, що збільшення ефективної товщини 
прошарку на основі Gd на залежностях намагніченості від прикладе-
ного зовнішнього магнітного поля спостерігаються характерні пере-
гини, що свідчить про пошарове перемагнічування шарів.  
Залежності величини коерцитивної сили та залишкової намагніче-
ності від ефективної товщини прошарку на основі Gd носить осцилюю-
чий характер. Мінімальне значення Нс становить 14 Е для системи 
Co(5)/Gd(5)/Co(20)/П, а максимальне 32 Е для Co(5)/Gd(15)/Co(20)/П. 
Величина намагніченості насичення, то з ростом ефективної товщини 
прошарку на основі Gd вона зменшується.  
Розрахунки коефіцієнту прямокутності для даних плівкових систем 
показали, що максимальне значення Кп становить 0,915 для плівкової 
системи Co(5)/Gd(1)/Co(20)/П, а мінімальне 0,756 для 
Co(5)/Gd(10)/Co(20)/П. Якщо порівняти величину коефіцієнту прямо-
кутності цих систем із сумарною товщиною шарів Со такою ж,  як 
товщина одношарової плівки (яка була отримана і досліджена при од-
накових технологічних умовах), то можна відмітити наступне. Для 
одношарової плівки кобальту товщиною dCo = 25 нм, величина 
Кп = 0,567. Отже можна зробити висновок про те, що наявність про-
шарку на основі Gd призводить до збільшення величини Кп. 
Після термовідпалювання плівок до Тв = 800 К величина коерци-
тивної сили збільшується приблизно на 10-20 % у порівнянні зі свіжо-
сконденсованими, що можна пов’язати зі змінами у структурно-
фазовому стані.  
Що стосується величини коефіцієнту прямокутності, то після тер-
мообробки він збільшується, наприклад для системи 
Co(5)/Gd(1)/Co(20)/П Кп = 0,947, а для системи Co(5)/Gd(10)/Co(20)/П 
Кп = 0,802. 
Робота виконана у рамках НДР № 0112U004688. 
 
Керівник: Чорноус А.М., проф. 
  


Магнітні властивості тришарових плівок на основі Co та Gd

Electronic Sumy State University Institutional Repository

СЕКЦІЯ 4:Матеріалознавство ФЕЕ :: 2014 мікро- і нанонелектроніки 129 Магнітні властивості тришарових плівок на основі Co та Gd   Воробйов С.І., мол. наук. співроб.; Сліпченко Є.А., студ.;  Сірадзе Г.М., студ. Сумський державний університет, м. Суми  При виборі матеріалів для створення елементів пам’яті велику ува-гу приділяють таким основним характеристикам як коерцитивна сила (Нс), залишкова намагніченість (Mr) та намагніченість насичення (Ms). Також важливе значення має сама форма петлі гістерезису,  а саме та-кий параметр як коефіцієнт прямокутності (Кп), який визначається за співвідношенням Mr/Ms. Для магнітних матеріалів носіїв інформації, потрібно, щоб Кп ® 1 при відносно малій коерцитивній силі (до 30 Е), що дає можливість швидко перемагнічувати такий матеріал при відно-сно малих значеннях магнітного поля. У даній роботі представлено результати вимірювань указаних вище параметрів у тришаровій плівковій системі Co(5)/Gd(x)/Co(20)/П (П - підкладка)  в залежності від товщини прошарку (x)  на основі Gd  та впливу на них термообробки. Тришарові плівки були отримані методом електронно-променевого осадження на підігріту ситалову підкладку до Тп = 450 К. Вивчення магнітних властивостей проводилось методом вібраційної магніто-метрії при кімнатній температурі (прилад VSM Lake Shore 7400) в па-ралельній геометрії вимірювання (лінії індукції магнітного поля направлені паралельно поверхні зразка). Дослідження структурно-фазового складу проводилось за допомогою методу просвічуючої електронної мікроскопії (прилад ПЕМ-125К). Термовідпалювання зразків проводилась до температури Тв = 800 К.  Аналіз результатів електронографічних досліджень показує, що у свіжосконденсованому стані тришарові плівки Co/Gd/Co мають різний фазовий склад: ГЩП-Со + ГЦК-Со + квазіаморфний Gd (при ефек-тивній товщині Gd приблизно до 10 нм) або ГЩП-Со + ГЦК-Со + ГЦК-GdН2 + ОЦК-Gd2О3 (сліди) (при товщині плівки Gd більше 10 нм). Термообробка зразків не призводить до суттєвої зміни фазово-го складу, однак прослідковується збільшення вмісту фаз  ГЦК-Со та ОЦК-Gd2О3. ФЕЕ :: 2014 СЕКЦІЯ 4: Матеріалознавство мікро- і наноелектроніки  130 Дослідження магнітних властивостей тришарових плівок у свіжо-сконденсованому стані показали, що збільшення ефективної товщини прошарку на основі Gd на залежностях намагніченості від прикладе-ного зовнішнього магнітного поля спостерігаються характерні пере-гини, що свідчить про пошарове перемагнічування шарів.  Залежності величини коерцитивної сили та залишкової намагніче-ності від ефективної товщини прошарку на основі Gd носить осцилюю-чий характер. Мінімальне значення Нс становить 14 Е для системи Co(5)/Gd(5)/Co(20)/П, а максимальне 32 Е для Co(5)/Gd(15)/Co(20)/П. Величина намагніченості насичення, то з ростом ефективної товщини прошарку на основі Gd вона зменшується.  Розрахунки коефіцієнту прямокутності для даних плівкових систем показали, що максимальне значення Кп становить 0,915 для плівкової системи Co(5)/Gd(1)/Co(20)/П, а мінімальне 0,756 для Co(5)/Gd(10)/Co(20)/П. Якщо порівняти величину коефіцієнту прямо-кутності цих систем із сумарною товщиною шарів Со такою ж,  як товщина одношарової плівки (яка була отримана і досліджена при од-накових технологічних умовах), то можна відмітити наступне. Для одношарової плівки кобальту товщиною dCo = 25 нм, величина Кп = 0,567. Отже можна зробити висновок про те, що наявність про-шарку на основі Gd призводить до збільшення величини Кп. Після термовідпалювання плівок до Тв = 800 К величина коерци-тивної сили збільшується приблизно на 10-20 % у порівнянні зі свіжо-сконденсованими, що можна пов’язати зі змінами у структурно-фазовому стані.  Що стосується величини коефіцієнту прямокутності, то після тер-мообробки він збільшується, наприклад для системи Co(5)/Gd(1)/Co(20)/П Кп = 0,947, а для системи Co(5)/Gd(10)/Co(20)/П Кп = 0,802. Робота виконана у рамках НДР № 0112U004688.  Керівник: Чорноус А.М., проф.   

https://essuir.sumdu.edu.ua/bitstream/123456789/39806/1/slipchenko_magnetic_properties.pdf

Магнітні властивості тришарових плівок на основі Co та Gd

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

SocioEconomic Challenges Journal (Sumy State University)

Electronic Sumy State University Institutional Repository