بررسی ویژگی های ساختاری و مغناطیسی نانوساختار سه لایه ای Fe/Al/Fe بر روی سیلیسیوم

نوع مقاله: علمی-پژوهشی

نویسنده

جهاد دانشگاهی استان مرکزی، اراک، ایران

چکیده

در این پژوهش، نتیجه­ های مربوط به تغییرهای ساختاری و ویژگی­ های مغناطیسی چند لایه ­ای Fe/Al/Fe رشد یافته بر روی زیرلایه ی Si(100) مورد مطالعه قرار گرفت. نانو لایه های نازک به روش کندوپاش مگنترونی RF لایه نشانی شدند به طوری که ضخامت هر لایه  nm30 می‌باشد. نتیجه­ های تحلیل XRD  نشان داد جهت ترجیهی  سه لایه ای Fe/Al/Fe در راستای (200)  می باشد. در ادامه به­ منظور بررسی رفتار گرمایی در دماهای بالا در خلا دستگاه HT – XRD  بین دماهای 26 تا °C 800 به مدت 180 دقیقه مورد استفاده قرار گرفت. در پایان برای بررسی ویژگی ­های ریخت‌شناسی سطح و اندازه ذره­ ها از تحلیل AFM و برای بررسی ویژگی­ های مغناطیسی از تحلیل MFM و  AGFM استفاده شد

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Wang Y., Gao H., Han Y., Dai Y., Wang J., Sun B., First-Principles Study on the Solubility of Iron in Dlute Cu-Fe-X Alloys, Journal of Alloys and Compounds, 992-996 (2017).

[2] Callori S.J., Chao K.H., Causer G.L., Nagy B., Fe/FeO/Fe/FeV Multilayers Characterized by Magnetometry and Polarized Neutron Reflectometry, IEEE Magnetics (2017).

[4] Kozioł-Rachwał A., Skowroński W., Frankowski M., Interlayer Exchange Coupling, Dipolar Coupling and Magnetoresistance in Fe/MgO/Fe Trilayers with a Subnanometer MgO Barrier, Journal of Magnetism, 912-916 (2017).

[5] Hotta Y., Yamada M., Suzuki A., Structure of Sm–Co/Fe–Co Multilayer Films with in-Plane Magnetic Anisotropies Prepared on MgO (110) Single-Crystal Substrates, Journal of Magnetism, 400(15): 253-261 (2016).

[6] Zhang L., Liu L., Ishio S., Investigation of Magnetic Anisotropy and Magnetization Process of Tetragonal Distorted FeCo Multilayer Films, Materials Letters, 126(1): 105-108 (2015).

[7] Rodmacq B., Auffret S., Dieny B., Nistor L.E., Commissariat A L'Energie Atomique Et Aux Energie Alternatives and Centre National De La Recherche, Three-Layer Magnetic Element, Magnetic Field Sensor, Magnetic Memory and Magnetic Logic Gate Using Such an Element, U.S. Patent 8,913-924 (2013).

[8] Filipkowski M.E., Gutierrez C.J., Krebs J.J., Prinz G.A., Temperature Dependence of the 90° Coupling in Fe/Al/Fe (001) Magnetic Trilayers, Journal of Applied Physics, 73(10): 5963-5965 (1993).

[9] Fallarino L., Sluka V., Kardasz B., Pinarbasi M., Berger A., Kent A.D., Interlayer Exchange Coupling between Layers with Perpendicular and Easy-Plane Magnetic Anisotropies, Applied Physics Letters, 109(8): 082401 (2016).

[11] Ludwig K., Hauch J., Mattheis R., Barholz K.U., Rieger G., Adapting GMR Sensors for Integrated Devices, Sensors and Actuators A: Physical, 106(1): 15-18 (2003).

[12] Quach D.T., Tran Q.H., Møhave K., Perpendicular Magnetic Anisotropy and the Magnetization Process in CoFeB/Pd Multilayer Films, Journal of Physics D , 116(1): 115-118  (2014).

[13] Giannopoulos G., Salikhov R., Reichel L., Inducing High Coercivity and Anisotropy into Strained Fe-Co Thin Films, Towards Rare Earth Free Permanent Magnets Applications, Magnetics - ieeexplore.ieee.org (2015).

[14] Larysa Tryputen, Feng Guo, Frank Liu, T. N. Anh Nguyen, Majid S. Mohseni, Sunjae Chung, Yeyu Fang, Johan Åkerman, R. D. McMichael, and Caroline A. Ross, Magnetic Structure and Anisotropy of [Co/Pd] 5/NiFe MultilayersPhysical Review B, 145(4): 711-720  (2015).

[15] Razeghizadeh A., Zalaghi L., Kazemnejad I., Rafee V., Growth and Optical Properties Investigation of Pure and Al-doped SnO2 Nanostructures by Sol-Gel Method, Iranian Journal of Chemistry and Chemical Engineering (IJCCE), 36(5): 1-8 (2017).

[16] A Dehbi, B Youssef, C Chappey, AHI Mourad, Multilayers Polyethylene Film for Crop Protection in Harsh Climatic Conditions. Advances in Materials, 50(11): 591-60  (2017).

[17] Nabiyouni G., Schwarzacher W., Growth, Characterization and Magnetoresistive Study of Electrodeposited Ni/Cu and Co–Ni/Cu Multilayers, Journal of Crystal Growth, 275(1): e1259-e1262 (2005).

[19] Zhang L., Li M., Wang X., Zheng H., Wang N.,Magnetic Properties of Ferromagnetic Microstructured Multilayer Films. IEEE Magnetics … - ieeexplore.ieee.org, 551(1): 246-253  (2016).

[20] Fan J.P., Zhang X.Y., Jiang Y.N., Liang R.Y., Optimization of Energy Product and Reversal Process for Nd 2 Fe 14 B/α ″-(FeCo) 16 N 2/Nd 2 Fe 14 B Exchange-Spring Trilayer Films, Journal of Magnetism, 80(14): 781-789   (2017).

[22] Kim M.J., Lee J.J., Lee S.H., Sohn S.H., Study of CdTe/CdS Heterostructure by CdCl2 Heat Treatment via in Situhigh Temperature XRD, Solar Energy Materials and Solar Cells, 109: 209-214 (2013).

[23] Bhagat R.K., Krishnan K., Kutty T.R.G., Kumar A., Kamath H.S., Banerjee S., Thermal Expansion of Simulated Thoria–Urania Fuel by High Temperature XRD, Journal of Nuclear Materials, 422(1-3): 152- 159  (2012).

[24] Lakshmanan S., Rao S.K., Muthuvel M.R., Variable Substrate Temperature Deposition of CoFeB Film on Ta for Manipulating the Perpendicular Coercive Forces, Journal of Magnetism  and Magnetice Material, 435(1): 81-86 (2017).

[25] Wei Y., Shao W., Ma Z., Chen Z., Lu W., Preparation and Thermal Stability of an Atomically Sharp Fe/Al Interface. Materials Letters, 185(15) 537-540 (2016).

[26] Chen Y., Liu Y., Sun C., Yu K.Y., Song M., Wang H., Zhang X., Microstructure and Strengthening Mechanisms in Cu/Fe Multilayers,Acta Materialia, 60(18): 6312-6321 (2012).

[27] Almasi-Kashi M., Ramazani A., Kheyri F., Jafari-Khamse E.,  The Effect of Magnetic Layer Thickness on Magnetic Properties of Fe/Cu Multilayer Nanowires, Materials Chemistry and Physics, 144(3): 230-234 (2015).

[28] Egelhoff Jr, W.F. and Kief, M.T., Antiferromagnetic Coupling in Fe/Cu/Fe and Co/Cu/Co multilayers on Cu (111). Physical Review B, 45(14): 7791-7799 (1992).

[30]. YJ Eum, SO Hwang, CY Koo, JY Lee, HY Lee…, Effect of Annealing Temperature on the Magnetoelectric Properties of CoFe2O4/Pt/Pb  (Zr0. 52Ti0. 48) O3 Multilayer Films, Journal of the Korean, 87(14): 191-200  (2014).