Изменение состояния межслойных границ сверхрешеток [Co/Cu]10 в процессе термообработки

Станислав Александрович Чупраков

Аннотация


Цель работы состоит в  исследовании структурных особенностей сверхрешеток [Co/Cu]10 и определении влияния состояния межслойных границ Co/Cu на их магнитные и магниторезистивные характеристики. Сверхрешетки стекло//Fe(5нм)/[Co(1.5нм)/Cu(0.9нм)]10/Cr(2нм) были приготовлены магнетронным напылением на высоковакуумной  напылительной системе Ulvac MPS-4000-C6. Структурные свойства образцов исследовались при помощи электронной микроскопии и рентгенографических исследований. Магнитосопротивление было измерено при комнатной температуре по стандартной методике четырёхконтактным методом на постоянном токе при протекании тока в плоскости слоёв. Состояние межслойных границ изменялось путем отжига при температурах 150, 200, 300 °C в течение 1 ч. Методом ядерного магнитного резонанса на ядрах 59Co были получены спектры исследуемых образцов в диапазоне частот 80-240 МГц. Съёмки спектров были выполнены на импульсном спектрометре ЯМР при температуре жидкого гелия в локальном поле. Поправки ΔQ, Δη и T2 были использованы при расчёте интенсивности линий спектра. Проведенные исследования показали, что в  исследуемых сверхрешетках после напыления максимальная величина магнитосопротивления составляет 34%. При увеличении температуры отжига до 300 °C магнитосопротивление уменьшается до 15 %. Показано, что уменьшение магнитосопротивления с увеличением температуры отжига обусловлено изменением состояния интерфейсов, а именно, уменьшением доли высокосовершенных интерфейсов и возрастанием числа атомов кобальта, участвующих в формировании межслойных границ.


Ключевые слова


гигантское магнитосопротивление; сверхрешётки; интерфейсы; ядерный магнитный резонанс

Полный текст:

PDF

Литература


Wetzig K., Schneider C.M. Metal based thin films for electronics. New-York: Wiley, 2003. 388 p.

Mallinson J.C. Magnetoresistive and spin valve heads. Fundamentals and applications. San- Diego: Academic Press, 2002. 184 p.

Goto A., Yasuoka H., Takanashi K., Saito K., Fujimori H. NMR study of copper in [Ni/Cu], [Co/Cu] magnetic superlattices synthesized by the ion beam sputtering method. Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 1993, vol. 126, pp. 358-360. DOI: 10.1016/0304-8853(93)90626-D

Parkin S.S.P., Li Z.G., Smith D.J. Giant magnetoresistance in antiferromagnetic Co/Cu multilayers. Applied Physics Letters. 1991, vol. 58, no. 23, pp. 2710-2712. DOI: 10.1063/1.104765

Mosca D.H., Petroff F., Fert A., Schroeder P., Pratt W.P., Loloee R. Oscillatory interlayer coupling and giant magnetoresistance in Co/Cu multilayers. Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 1991, vol. 94, no. 1–2, pp. L1–L5. DOI: 10.1016/0304-8853(91)90102-G

E.E. Fullerton, I.K. Schuller, H. Vanderstraeten, Y. Bruynseraede. Structural refinement of superlattices from x-ray diffraction. Physical Review B. 1992, vol. 45, no. 16, pp. 9292–9309. DOI: 10.1103/PhysRevB.45.9292

Kourtina N.V., Kravtsov E.A., Ustinov V.V. Method of the reflections function in the X-ray reflectometry study of multilayers. Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 2002, vol. 240, pp. 494–497. DOI: 10.1016/S0304-8853(01)00911-8

Meny C., Panissod P., Loloee R. Structural study of cobalt-copper multilayers by NMR. Physical Review B, 1992, vol. 45, no. 21, pp. 12269–12277. DOI: 10.1103/PhysRevB.45.12269

Thomson T., Riedi P.C. NMR studies of interfaces, strain and anisotropy in Co/Cu multilayers. Hyperfine interactions, 1999, vol. 120/121, pp. 20–30. DOI: 10.1023/A:1017061509311

Khalyapin D. L., Maltsev V. K., Kim P. D., Turpanov I. A., Betenkova A. Y. Study of Co-Cu heterogeneous alloy thin films by NMR method. Journal of Siberian Federal University. Mathematics & Physics, 2010, vol. 3, no. 1, pp.1057–1063. DOI: 10.1023/A:1017061509311

Chuprakov S. A., Bannikova N. S., Blinov I. V., Krinitsina T. P., Milyaev M. A., Popov V. V. Ustinov V. V. Interface structure and magnetoresistance studies of [Co/C]n superlattices by means of NMR and TEM. Solid State Phenomena, 2014, vol. 215, pp. 358–364. DOI: 10.4028/www.scientific.net/SSP.215.358

Chuprakov S. A., Bannikova N. S., Blinov I. V., Krinitsina T. P., Milyaev M. A., Popov V. V. Ustinov V. V. Investigation of interfaces of multilayer Co/Cu structures using the method of nuclear magnetic resonance. Physics of Metals and Metallography, 2015, vol. 116, pp. 136–140. DOI: 10.1134/S0031918X15020040

Gronckel H. A. M., Kopinga K., Jonge W. J. M., Panissod P., Schille J. P., Broeder F. J. A. Nanostructure of Co/Cu multilayers. Physical Review B, 1991, vol.44, no. 16, pp. 9100–9103.

Chuprakov S. A., Bannikova N. S., Blinov I. V., Krinitsina T. P., Milyaev M. A., Popov V. V. Ustinov V. V. Study of the structure of interlayer boundaries in [Co/Cu]10 superlattices by methods of NMR and X-ray reflectometry. Physics of Metals and Metallography, 2016, vol. 117, pp. 1192–1197. DOI: 10.1134/s0031918x16120048

Nasu T., Yasuoka H., Nakamura Y., Murakami Y. Hyperfine field distribution in Co-Cu alloy: 59Co nuclear magnetic resonance. Acta Metallurgica, 1974, vol. 22, pp. 1057–1063. DOI: 10.1016/0001-6160(74)90060-1




DOI: http://dx.doi.org/10.17072/1994-3598-2018-2-45-51

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.





ISSN: 1994-3598

Адрес издателя и учредителя: ПГНИУ, ул. Букирева, д. 15, г. Пермь, 614990

Журнал зарегистрирован Федеральной службой по надзору за соблюдением законодательства в сфере массовых коммуникаций и охраны культурного наследия. Свидетельство о регистрации средства массовой информации ПИ № ФС77-66788 от 08 августа 2016 г.

Научное издание

© ФГБОУ ВО «Пермский государственный национальный исследовательский университет», 2018

Лицензия Creative Commons
Материалы журнала публикуются по лицензии Creative Commons - Attribution 4.0 International (CC BY 4.0).