Изменение состояния межслойных границ сверхрешеток [Co/Cu]10 в процессе термообработки
DOI:
https://doi.org/10.17072/1994-3598-2018-2-45-51Keywords:
гигантское магнитосопротивление, сверхрешётки, интерфейсы, ядерный магнитный резонансAbstract
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.References
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
Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
License
Автор предоставляет Издателю журнала (Пермский государственный национальный исследовательский университет) право на использование его статьи в составе журнала, а также на включение текста аннотации, полного текста статьи и информации об авторах в систему «Российский индекс научного цитирования» (РИНЦ).
Автор даёт своё согласие на обработку персональных данных.
Право использования журнала в целом в соответствии с п. 7 ст. 1260 ГК РФ принадлежит Издателю журнала и действует бессрочно на территории Российской Федерации и за её пределами.
Авторское вознаграждение за предоставление автором Издателю указанных выше прав не выплачивается.
Автор включённой в журнал статьи сохраняет исключительное право на неё независимо от права Издателя на использование журнала в целом.
Направление автором статьи в журнал означает его согласие на использование статьи Издателем на указанных выше условиях, на включение статьи в систему РИНЦ, и свидетельствует, что он осведомлён об условиях её использования. В качестве такого согласия рассматривается также направляемая в редакцию справка об авторе, в том числе по электронной почте.
Редакция размещает полный текст статьи на сайте Пермского государственного национального исследовательского университета: http://www.psu.ru и в системе OJS на сайте http://press.psu.ru
Плата за публикацию рукописей не взимается. Гонорар за публикации не выплачивается. Авторский экземпляр высылается автору по указанному им адресу.
