Структура, магнитные и магниторезистивные свойства тонких плёнок 3d-металлов

• Автор: Воробьёв, Юрий Дмитриевич
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Владивосток
• Количество страниц: 267 с. : ил.

Глава 1.Технология получения поликристаллических, аморфных и многослойных плёнок

1.1. Вводные замечания. Обоснование методов получения плёнок

1.2. Техника и технология получения тонких плёнок

1.2.1. Электронно-лучевое испарение

1.2.2. Магнетронное распыление

1.2.3. Реактивное магнетронное распыление

1.3. Методы экспериментальных исследований

1.3.1. Исследование химического состава

1.3.2. Методы исследования морфологии поверхности

1.3.3. Определение толщины, плотности и шероховатостей плёнок

1.3.4. Методы Лоренцевой микроскопии 3

1.4. Методы магнитных и гальваномагнитных измерений
1.4.1. Магнитометрический метод
1.4.2. Измерение эффективной намагниченности
1.4.3. Методы измерение магнитосопротивления
1.4.4. Определение поля насыщения и энергии косвенной обменной связи
1.4.5. Измерение поля анизотропии и угловой дисперсии оси
лёгкого намагничивания
1.5. Выводы
Глава 2. Структура и магнитные свойства поликристаллических плёнок
2.1. Введение
2.2. Закрепление доменной границы локализованными дефектами
2.3. Некоторые механизмы непрерывного закрепления доменных границ
2.3.1. Упорядоченное расположение дефектов. Модель плоской доменной границы
2.3.2. Хаотическое расположение дефектов. Модель плоской доменной границы
2.3.3. Хаотическое расположение дефектов. Струнная модель доменной границы
2.3.4. Расчёт коэрцитивной силы
2.3.5. Разориентация осей лёгкого намагничивания
2.3.6. Межкристаллитные границы
2.3.7. Поры. Неровности тонких магнитных плёнок
2.4. Экспериментальное определение поверхностных и объёмных

компонентов коэрцитивной силы
2.4.1. Межкристаллитные границы и коэрцитивная сила
2.5 Выводы
Глава 3.3. Влияние технологии и структурных изменений на магнитные свойства плёнок
3.1. Введение
3.2. Морфология поверхности подложек и плёнок
3.3. Влияние химического травления на магнитные параметры плёнок
3.4. Расчёт закрепления доменной границы поверхностными неоднородностями
3.5. Параметры структуры наклонноосаждённых пленок №СоРе
3.6. Магнитная анизотропия и коэрцитивная сила наклонноосаждённых
пленок №бзС025ре12
3.6.1. Зависимость магнитных свойств от угла осаждения
3.6.2. Расчёт поля наведённой анизотропии
3.7. Влияние отжига на структурные и магнитные параметры плёнок
3.7.1. Структура, рельеф поверхности и коэрцитивная сила отожжённых плёнок
3.7.2. Отжиг травленных плёнок
3.8. Выводы
Глава 4 Структура и магнитные свойства аморфных пленок Со-Л
4.1. Введение
4.2. Определение источников магнитной анизотропии в аморфных
плёнках СоП
4.2.1. Химический состав и магнитные свойства пленок Со1-хТ1х
4.2.2. Анизотропия подвижных атомных пар
4.2.3. Магнитная анизотропия, обусловленная локальной анизотропией кластеров
4.3. Влияние технологических условий препарирования на структуру и магнитные параметры аморфных плёнок
4.3.1. Влияние угла распыления на величину магнитной анизотропии
4.3.2. Оценка компонент магнитной анизотропии
4.3.3, Влияние парциального давления Аг и напряжения смещения на величину магнитной анизотропии
4.3.4, Влияние низкотемпературного изохронного отжига на релаксацию структуры аморфных плёнок СоП
4.4. Влияние термомагнитного отжига на магнитную анизотропию аморфных

плёнок
4.4.1. Изотермический отжиг аморфных плёнок
4.4.2. Влияние температуры термомагнитного отжига на
* наведённую анизотропию
14.5. Выводы
Глава 5. Магнитные и гальваномагнитные свойства плёнок Со/Си/Со
5.1. Введение
5.2. Магниторезистивный эффект и межслоевое взаимодействие
в пленках Co/Cu/Co
5.2.1. Межслоевое взаимодействие и магниторезистивный эффект в плёнках Co/Cu/Co
5.2.2. Оценки величины связи
5.2.3. Зависимость магниторезистивного отношения от толщины прослойки
5.2.4. Билинейная и биквадратичная связь в Co/Cu/Co
5.2.5. Изотермический отжиг
5.3. Корреляция магниторезистивного эффекта, поля анизотропии и коэрцитивной силы
5.3.1. Влияние отжига на кристаллическую и магнитную структуру
плёнок Co/Cu/Co
5.3.2. Зависимость коэрцитивной силы плёнок Co/Cu/Co от толщины немагнитной прослойки
5.3.3. Оценки поля коэрцитивной силы обменносвязанных плёнок
^ 5.4. Влияние связи между ферромагнитными слоями на магнитную
анизотропию
5.5. Влияние анизотропных эффектов на гигантское магнитосопротивление
5.5.1. Влияние толщины слоёв на магнитосопротивление
5.5.2. Анизотропный магниторезистивный эффект в Co/Cu/Co плёнках
5.6. Влияние шероховатостей на магнитосопротивление
5.7. Выводы
Заключение и благодарности
Список литературы

Энергия межслоевого обменного взаимодействия Еех = + Еа2 также содержит два
члена
Еа1 =-2Лсов(в,-в,+1)~ 0-16)
77 а,
- энергию билинейного взаимодействия и
£И2=-Е^,соз2(0,-0,+1)4 (1.17)
- энергию биквадратичного взаимодействия,
где Jl - константа билинейной связи; - константа биквадратичной связи.
На рис 1.21 показана модель многослойной плёнки, состоящей из трёх ферромагнитных слоёв - буферного слоя толщиной с!ь с намагниченностью Л* и двух ферромагнитных слоев с толщиной и 7? и намагниченностями Л; и Предполагается, что энергия анизотропии буферного слоя много меньше энергии анизотропии двух верхних слоёв, и ею можно при-небречь.
Рис. 1.21. Модель многослойной структуры.
Поверхностная плотность свободной энергии для этого случая будет иметь вид:
£ = -d,Id ffcosG,-d2ls2H COS0J +£/,<',’cos2 (е, - б',1,')+ d7 K{'l cos2 (б2 -0'’’)+
(1.18)
+ dyK cos2 2(0,-Q) + d2K cos2 2(02 -0®)-J, cos(0, -62)-72 cos2(0, -02),
4 где 9i к 9}- углы между направлением поля Я и намагниченностями 7/ и ЯРавновесное состояние системы с минимумом свободной энергии будет наблюдаться при условии