نشریه علوم و مهندسی سطح

نشریه علوم و مهندسی سطح

بررسی ویژگی‌های ساختاری و مغناطیسی لایه نازک Fe[Fe/Cr]n تولید شده به روش کندوپاش DC/RF

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
دانشکده مهندسی مواد- دانشگاه صنعتی مالک اشتر
چکیده
ساختار چندتایی از لایه نازک‌ فرومغناطیسی و غیر مغناطیسی به دلیل دارا بودن اثر مغناطومقاومت بسیار بزرگ در میدان‌های مغناطیسی کوچک، بسیار اهمیت دارند. لایه‌های متناوب فرومغناطیس و غیر فرومغناطیس در این تحقیق لایه نازک چندتایی آهن/ کروم به‌صورتFe[Fe/Cr]n با n=15,30,45 به روش کندوپاش DC/RF تهیه شدند. همچنین Fe[Fe/Cr]n با دمای زیرلایه oC450 لایه‌نشانی شدند. الگوهای پراش پرتو ایکس، لایه نازک با ساختار بلوری آهن با صفحه (110) و (200) را تایید کردند. سطح نانوساختار لایه‌ها در تصاویر میکروسکوپی الکترونی روبشی، مشخص شدند. تصاویر میکروسکوپی نیروی اتمی دوبعدی و سه بعدی، ضمن نمایش مورفولوژی سطح، زبری آن را نشان داد. با استفاده از منحنی‌های پسماند مغناطیسی ارتباط بین ضخامت، تعداد لایه و زبری ساختار چند لایه Fe/Cr و لایه نازک آهن بررسی شد. بیشترین نیروی پسماندزدای مغناطیسی Oe 101 متعلق به لایه نازک Fe[Fe/Cr]45-450 است، که برای Fe[Fe/Cr]45 لایه‌نشانی‌شده در دمای محیط، Oe 38 می‌باشد. رفتار دیواره نیل حوزه o180در لایه Fe[Fe/Cr]45-450 با میکروسکوپ نیروی مغناطیسی مشخص شد.
کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1]        Hishiyama Y, Kaburagi Y, Inagaki M. Magnetoresistance.  Materials Science and Engineering of Carbon: Elsevier; 2016. p. 173-204.
[2]        Pomar TD, Erlandsen R, Zhou B, Iliushyn L, Bjørk R, Christensen DV. Extraordinary magnetometry: A review on extraordinary magnetoresistance. Applied Materials Today. 2024;38:102219.
[3]        Sato H. Giant Magnetoresistance: Metamagnetic Transitions in Metallic Antiferromagnets. Encyclopedia of Materials: Science and Technology. 2001:3532-5.
[4]        Bass J. CPP magnetoresistance of magnetic multilayers: A critical review. Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 2016;408:244-320.
[5]        Babanov YA, Devyaterikov D, Ustinov V. Modelless approach in X-ray reflectivity of multilayer nanoheterostructure Fe/Cr. Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 2017;440:207-9.
[6]        Babanov YA, Ponomarev D, Devyaterikov D, Mukhamedzhanov EK, Borisov M, Ryabukhina M, et al. Depth-resolved local atomic structure of Fe/Cr multilayer film with GMR effect: Experimental results. Materials Science and Engineering: B. 2020;253:114247.
[7]        Kac M, Dobrowolska A, Polit A, Żukrowski J, Marszalek M. The influence of the atomic scale interface roughness on the GMR effect in Fe/Cr multilayers. Journal of Alloys and Compounds. 2020;824:153877.
[8]        Schad R, Belien P, Verbanck G, Temst K, Fischer H, Lefebvre S, et al. Giant magnetoresistance in Fe/Cr superlattices with and without bulk scattering. Journal of magnetism and magnetic materials. 1999;198:104-6.
[9]        Duc N, Tuan N, Nam N, Sinh N, Teillet J, Fnidiki A. Low-field magnetoresistance of Fe/Cr multilayers. Physica B: Condensed Matter. 2003;327(2-4):334-6.
[10]      Vitayaya O, Nehan PZZ, Munazat DR, Manawan MT, Kurniawan B. Magnetoresistance (MR) properties of magnetic materials. RSC advances. 2024;14(26):18617-45.
[11]      Chaoumead A, Sung Y-m, Kwak D-J. The effects of RF sputtering power and gas pressure on structural and electrical properties of ITiO thin film. Advances in Condensed Matter Physics. 2012;2012(1):651587.
[12]      Grumezescu V, Negut I. Nanocoatings and thin films.  Materials for Biomedical Engineering: Elsevier; 2019. p. 463-77.
[13]      Al-Qawasmeh A, Badarneh MH, Obeidat A, Abedrabbo S. Surface roughness effects on magnetic properties of thin films: A computational Monte Carlo study. Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 2022;562:169734.
[14]      Hopster H. Temperature dependent magnetic domain structure in ultrathin Fe films on Cr (100). Journal of Applied Physics. 2000;87(9):5475-7.
[15]      Bruno P, Renard J-P. Magnetic surface anisotropy of transition metal ultrathin films. Applied Physics A. 1989;49:499-506.
[16]      Zhao Y-P, Gamache R, Wang G-C, Lu T-M, Palasantzas G, De Hosson JTM. Effect of surface roughness on magnetic domain wall thickness, domain size, and coercivity. Journal of Applied Physics. 2001;89(2):1325-30.