Структура и магнитные свойства эпитаксиальных пленок и нанодисков Co на Si

• Автор: Ермаков, Константин Сергеевич
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Владивосток
• Количество страниц: 134 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

Глава I. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Способы получения и структура эпитаксиальных

пленок Со(Си)

1.1.1. Эпитаксиальный рост пленок Си на 81(111) и 81(001) .

1.1.2. Ультратонкие эпитаксиальные пленки Со

на монокристаллических подложках Си

1.2. Магнитные свойства эпитаксиальных пленок Со

1.2.1. Магнитные свойства ультратонких пленок Со

на монокристаллах Си

1.2.2. Магнитные свойства эпитаксиальных пленок Со
на монокристаллах
1.3. Магнитные свойства эпитаксиальных наноструктур
Глава II. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА
2.1. Молекулярно-лучевая эпитаксия как метод получения пленок
2.2. Методы исследования структуры пленок
2.2.1 Дифракция быстрых электронов
2.2.2 Сканирующая туннельная микроскопия
2.3. Магнитометрические методы
2.3.1. Индукционный метод
2.3.2. Метод ферромагнитного резонанса
2.3.3. Магнитооптический эффект Керра

2.3.4. Магнитно-силовая микроскопия
2.4. Рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия
2.5. Изготовление массивов нанодисков сфокусированным
ионным пучком
Глава Ш. СТРУКТУРА ЭПИТАКСИАЛЬНЫХ ПЛЕНОК Со, ОСАЖДЕННЫХ НА МОНОКРИСТАЛЛЫ ві
3.1. Поликристаллические пленки Со на 8Ю2/8і(111)
3.2. Формирование буферного слоя Си на монокристаллах Б і
3.2.1. Эпитаксиальные пленки Си, осажденные на атомарно-гладкие подложки 8і(111)
3.2.2. Эпитаксиальные пленки Си, осажденные на вицинальные подложки 8і(111)
3.2.3. Эпитаксиальные пленки Си, осажденные на атомарно-гладкие подложки 81(001)
3.3. Эпитаксиальные пленки Со на Си/Бі
3.3.1. Эпитаксиальные пленки Со, осажденные на атомарно-гладкие подложки 81(111) с Си буфером
3.3.2. Эпитаксиальные пленки Со, осажденные на вицинальные подложки Бі(111) с Си буфером
3.3.3. Эпитаксиальные пленки Со, осажденные на атомарно-гладкие подложки 8і(001) с Си буфером

3.4. Выводы
Глава IV. МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА ЭПИТАКСИАЛЬНЫХ ПЛЕНОК Со, ОСАЖДЕННЫХ НА МОНОКРИСТАЛЛЫ
4.1. Магнитные свойства поликристаллических
пленок Со на 8Ю2/81(111)
4.2. Магнитные свойства эпитаксиальных пленок Со,
осажденных на атомарно-гладкие подложки Си/БКЧ 11)
4.2.1. Образцы квадратной формы
4.2.2. Образцы прямоугольной формы
4.3. Магнитные свойства эпитаксиальных пленок Со,
осажденных на вицинальные подложки 81(111) с Си буфером
4.3.1. Магнитные свойства эпитаксиальных
пленок 81(111)/Си(111)Ю0°/Со(111)
4.3.2. Магнитные свойства эпитаксиальных
пленок 81(111 )/Си( 110)/Со( 110)
4.4. Магнитные свойства эпитаксиальных пленок Со, осажденных
на атомарно-гладкие подложки 81(001) с Си буфером
4.4.1. Образцы квадратной формы
4.4.2. Образцы прямоугольной формы
4.5. Поведение магнитных свойств при старении
эпитаксиальных пленок Со

-300-200*100 0 100 200 300*300*200-100 0 100 200 300 appl. field H (OeJ appl. field H (Oe]
Рис. 1.17. Петли магнитного гистерезиса для пленки 8]/Си(10нм)/Со(Знм)/Си(Знм), измеренные методом МОКЕ. Внешнее магнитное поле относительно направления БфОСН] (о.л.н.) составляет угол Ф: (а) Ф = 0°, (Ь) Ф = 30°, (с) Ф = 60°, (6) Ф = 90°, (е) Ф = 120°, ($
Ф = 150°, при Ф = 90° наблюдается необычная форма петли гистерезиса [82].
В пленках Со, осажденных на монокристаллические Си(111) подложки обнаружены похожие петли гистерезиса, однако в этом случае одноосная анизотропия уже не вызвана несоответствиями параметров решеток [82]. Авторы в этом случае связывают одноосную анизотропию с наличием ступенек подложки. О.л.н., наведенная ступенями подложки, может быть как параллельна [83], так и перпендикулярна краю ступеней [84]. Осаждаемые атомы Со на поверхности монокристалла Си(111) мигрируют к ступеням подложки и встраиваются в них, при этом островки Со могут быть деформированы как параллельно, так и перпендикулярно краям ступеней, поэтому авторы считают, что одноосная анизотропия в данных пленках наводится напряжениями. Для подтверждения экспериментальных результатов авторы смоделировали петли гистерезиса в направлении трудной оси по механизму 81:опег-Уо^аг1:Ь, описывающему когерентное вращение векторов намагниченности [85-87]. Изменяя отношение констант одноосной
анизотропии к трехосной д = получили результаты, похожие на