Введение к работе
Актуальность темы.
В последнее время уделяется большое внимание изучению физических свойств ультратонких магнитных пленок Зё-переходных металлов и полученных на их основе многослойных тонкопленочных структур, представляющих собой чередование магнитных и немагнитных слоев субмикронной толщины. Обусловлено это обнаружением в этих образцах в конце 80-х - начале 90-х годов ряда новых явлений, таких как гигантское магнитосопротивление [1], осциллирующее обменное взаимодействие между ферромагнитными слоями (Fe, Со) через немагнитную прослойку (Cr, Си, Ag, Аи, Мо, Та и т.д.) [2], квантовые размерные эффекты [3]. Результаты уже проведенных исследований ультратонких пленок и многослойных систем позволили решить ряд проблем физики магнитных явлений. В частности, существенно расширились представления о влиянии границы раздела между магнитной пленкой и подложкой, а также между магнитными и немагнитными слоями на формирование кинетических, магнитных и магнитооптических свойств тонкопленочных магнитных структур (ТПМС). Широко исследовано влияние микроструктуры подложки (морфологии ее поверхности и ориентации кристаллографических осей зерен) на магнитные свойства гонких пленок [4]. Однако, по-прежнему заслуживающей внимания проблемой является изучение влияние толщины и состава магнитных и немагнитных слоев (МС и ІГМС) па магнитные и магнитооптические свойства ТПМС. Очевидно, что первый шаг при корректном решении этого вопроса состоит в изучении двух - (МС/НМС) и трехслойных (МС /НМС/ МС) образцов.
Помимо чисто научного интереса ТПМС привлекают к себе внимание и перспективами их практического использования. Это также в немалой степени стимулирует изучение указанных образцов. Так ТПМС используются при создании сред для высокоплотной магнитной записи, в том
числе и магнитооптической. На их основе создаются датчики магнитных полей, превосходящие по целому ряду характеристик (особенно в области малых полей) другие датчики. Одной из разновидностей таких датчиков являются миниатюрные, тонкопленочные магнитные головки для записи-считывания высокоплотной магнитной записи.
Цель работы состояла в исследовании магнитных и магнитооптических свойств тонкопленочных магнитных структур типа Fe/HMC и Fe/HMC/Fe, НМС - немагнитный слой (Ті, Zr, Pt).
Для достижения поставленной цели было намечено "решение следующих
задач: ,;
исследование влияния толщины и состава магнитного и немагнитного слоя на магнитные и магнитооптические свойства изучаемых магнитных структур;
изучение влияния обменного взаимодействия между магнитными слоями через немагнитный разделительный слой на магнитные свойства изучаемых трехслойных систем;
анализ влияния границ раздела (интерфейсов) между магнитным и немагнитным слоями на магнитные и магнитооптические свойства исследуемых тонкопленочных образцов.
Научная новизна состоит
в установлении особенностей поведения магнитных характеристик двухслойных Fe/HMC и трехслойных Fe/HMC/Fe (НМС - Ті, Zr, Pt) тонкопленочных магнитных структур с изменением толщины и состава магнитного и немагнитного слоев;
в исследовании особенностей дисперсионного поведения экваториального эффекта Керра (ЭЭК) в изучаемых тонкопленочных магнитных структурах;
"в изучении зависимости ЭЭК от толщины и состава магнитного и
немагнитного слоев. Практическая ценность: результаты проведенных исследований позволяют дать научно-обоснованные рекомендации получения многослойных структур с оптимальными значениями коэрцитивной силы, поля насыщения и магнитооптических эффектов, что чрезвычайно важно при конструировании различных устройств современной спиновой микроэлектронике.
Основные результаты диссертации, выносимые на защиту:
-
Обнаружено сильное влияние толщины и состава магнитных и' немагнитных слоев на магнитные свойства (поле насыщения Hs, коэрцитивную силу Не) двухслойных образцов Fe / Ті, Zr, Pt. Найдено, что значения Hs и Не в образцах с Ті- слоем больше, чем в образцах с Zr- и Pt-слоями.
-
Обнаружено осцилляционпое поведение поля насыщения Hs и коэрцитивной силы Не в трехслойных образцах Fe/ Ті, Zr, Pt /Fe с изменением толщины немагнитного слоя.
-
Установлено, что период осцилляции поля насыщения и коэрцитивной силы увеличивается, а их амплитуда уменьшается с ростом толщины магнитного слоя. . , ' -:"
-
Показано, что в двухслойных структурах с толщиной магнитного слоя tMc больше глубины формирования магнитооптического сигнала (информационная толщина t;nf. магнитооптического сигнала) величина экваториального эффекта Керра (ЭЭК) пе зависит от tMC, а при tMC < tirf ЭЭК линейно увеличивается с ростом tvtc- Для изучаемых образцов экспериментально определена глубина формирования' магнитооптического сигнала. .. . ...-.,.
5. Обнаружено сильное влияние Pt и Pd на магнитооптические свойства исследуемых образцов. Показано, что в трехслойных тонкопленочных структурах влияние Pt слоя больше (практически в два раза), чем в двухслойных образцах.
Апробация работы.
Основные результаты диссертации докладывались и обсуждались на международных и всероссийских конференциях: SF2M, Societe Francaise de Metallurgie et de Materiaux, Paris, France,October, 1997; 3rd International Symposium on Metallic Multilayers, MML'98, Department of Physics Simon Fraser University, Burnaby, Canada, May, 1998; Magnetism of Nanostructured Phases, MNP-conference, San-Sebastian, Spain, September;'1998; XVI Международной школе-семинаре "Новые магнитные1 ': материалы микроэлектроники", Москва, 23-26 июня 1998г; ISEM'99, 9th International Symposium on Non-linear Electromagnetic Systems, Pavia, Italy, May 10-12, 1999; MISM'99, Московском международном симпозиуме по магнетизму, Москва, 20-24 июня 1999 г; EMMA 2000, 8 th European Magnetic Materials and Applications conference, Kiev, June 7-10 2000; XVII Международной школе-семинаре "Новые магнитные материалы микроэлектроники", Москва, 20-23 июня 2000 г. Публикации.
Основное содержание диссертации изложено в 12 печатных работах, список которых приведен в конце автореферата.
Структура и объем диссертации.
Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы: Общий объем работы составляет ПО страниц машинописного текста, включая 20 рисунков, 2 таблицы и список цитируемой литературы из 90 наименований.
