Cấu trúc và tính chất từ trong các màng đa lớp nano antidots [Co/Pd] với dị hướng từ vuông góc
99 lượt xemDOI:
https://doi.org/10.54939/1859-1043.j.mst.84.2022.119-126Từ khóa:
Trao đổi dịch; Màng đa lớp nano antidots; Dị hướng từ vuông góc; Tương tác trao đổi sắt từ; Tương tác trao đổi sắt từ/phản sắt từ.Tóm tắt
Các màng mỏng đa lớp [Co/Pd] có cấu trúc antidots phún xạ trên các đế xốp nano Al2O3 và TiO2 với kích thước lỗ xốp 30 nm và 50 nm được chế tạo bằng phương pháp phún xạ DC magnetron. Ảnh hưởng của hình thái bề mặt lên đặc trưng cấu trúc và tính chất từ trong các màng đa lớp đã chế tạo được khảo sát một cách kỹ lưỡng. Kết quả nghiên cứu chỉ ra rằng, tương tự như trong các màng phẳng [Co/Pd], các màng xốp cũng có dị hướng từ vuông góc lớn ở nhiệt độ phòng. Tuy nhiên, lực kháng từ HC trong các màng xốp có sự tăng cường đáng kể so với các màng phẳng, HC lớn nhất đạt được là 2220 Oe với mẫu màng xốp TiO2-[Co/Pd], lần lượt cao gấp 1,28 và 3,15 lần so với màng Al2O3-[Co/Pd] và màng phẳng SiO2-[Co/Pd], là do sự hình thành pha từ mềm tại gờ các lỗ xốp. Có thể nói tính chất từ trong các màng xốp hoàn toàn có thể được điều biến thông qua việc điều chỉnh các thông số cấu trúc của đế xốp như kích thước lỗ xốp và độ nhám bề mặt.
Tài liệu tham khảo
[1]. Futamoto, M. and M. Ohtake, “Development of Media Nanostructure for Perpendicular Magnetic Recording”, Journal of the Magnetics Society of Japan. 41(6): pp. 108-126, 2017. DOI: https://doi.org/10.3379/msjmag.1711R001
[2]. S. Iwasaki, “Perpendicular magnetic recording”, IEEE Transactions on Magnetics. Volume: 16, Issue: 1, (1980). DOI: https://doi.org/10.1109/TMAG.1980.1060546
[3]. Z. L. Zhao, “Fabrication and microstructure of high coercivity FePt thin films at 400 °C”, Appl. Phys. Lett. 88, 052503 (2006). DOI: https://doi.org/10.1063/1.2168256
[4]. Jung H. Kim, Jeon Kim, Nuri Oh, Young-Ho Kim, Chang Kyung Kim, and Chong Seung Yoona, “Monolayer CoPt magnetic nanoparticle array using multiple thin film depositions”, Appl. Phys. Lett. 90, 023117 (2007). DOI: https://doi.org/10.1063/1.2428409
[5]. T. Thomson, G. Hu, and B. D. Terris, “Intrinsic Distribution of Magnetic Anisotropy in Thin Films Probed by Patterned Nanostructures”, Phys. Rev. Lett. 96, 257204, (2006). DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.96.257204
[6]. Hao Su, Anusha Natarajarathinam and Subhadra Gupta, “Nanorods of Co/Pd multilayers fabricated by glancing angle deposition for advanced media”, Journal of Applied Physics 113, 203901 (2013). DOI: https://doi.org/10.1063/1.4807168
[7]. Thân Đức Hiền, Lưu Tuấn Tài, “Từ học và vật liệu từ”, Nhà xuất bản Bách khoa Hà Nội, (2008).
[8]. Nguyễn Hữu Định, “Vật liệu từ cấu trúc Nanô và điện tử Spin”, Nhà xuất bản Đại học Quốc gia Hà Nội, (2008).
[9]. S. Hashimoto, Y. Ochiai, and K. Aso, “Perpendicular magnetic anisotropy and magnetostriction of sputtered Co/Pd and Co/Pt multilayered films”, Journal of Applied Physics 66, 4909 (1989). DOI: https://doi.org/10.1063/1.343760
[10]. Marcin Perzanowski, Marta Marszalek, Arkadiusz Zarzycki, Michal Krupinski, Andrzej Dziedzic and Yevhen Zabila, “Influence of Superparamagnetism on Exchange Anisotropy at CoO/[Co/Pd] Interfaces”, ACS Appl. Mater. Interfaces, 8, 41, pp. 28159–28165, (2016). DOI: https://doi.org/10.1021/acsami.6b08532
[11]. S. Pal, J. W. Klos, K. Das, O. Hellwig, P. Gruszecki, M. Krawczyk and A. Barman, “Optically induced spin wave dynamics in [Co/Pd]8 antidot lattices with perpendicular magnetic anisotropy”, Appl. Phys. Lett. 105, 162408 (2014). DOI: https://doi.org/10.1063/1.4898774
[12]. Paola Tibertoa, Luca Boarinoa, Federica Celegatoa, Gabriele Barreraa, Natascia De Leoa, Marco Coissona, Franco Vinaia and Paolo Alliaab, “Arrays of nanostructured antidot in Ni80Fe20 magnetic thin films by photolithography of polystyrene nanospheres”, Applied Surface Science Volume 259 , pp. 44-48, (2012). DOI: https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2012.06.071
[13]. Paola Tiberto, Luca Boarino, Federica Celegato, Gabriele Barrera, Marco Coisson, Natascia De Leo and Franco Vinai, “Large-area patterned magnetic nanostructures by self-assembling of polystyrene nanospheres”, Mater. Res. Soc. Symp. Proc. Vol. 1411, Materials Research Society, (2012). DOI: https://doi.org/10.1557/opl.2012.731
[14]. Ghafar Ali, Chong Chen, Seung Hwa Yoo, Jong Min Kum and Sung Oh Cho, “Fabrication of complete titania nanoporous structures via electrochemical anodization of Ti”, Nanoscale Research Letters, 6:332, (2011). DOI: https://doi.org/10.1186/1556-276X-6-332
[15]. Ajab Khan Kasi, Jafar Khan Kasi, Nitin Afzulpurkar, Erik Bohez, Adisom Tuantranont and Banchong Mahaisavariya “Fabrication of Anodic Aluminum Oxide (AAO) Nano-Porous Membrane on Both Sides of Aluminum Sheet”, 2nd International Conference on Mechanical and Electronics Engineering (ICMEE 2010). DOI: https://doi.org/10.1109/ICMEE.2010.5558475
[16]. Thi Ngoc Anh Nguyen, Julia Kasiuk, Wen Bin Wu, Julia Fedotova, Janusz Przewoźnik, Czesław Kapusta, Olga Kupreeva, Serguei Lazarouk, Thi Thanh Hai Cao, Thi Thanh Thuy Nguyen, Hung Manh Dinh, Khanh Tung Do, Thanh Huong Nguyen, Hong Ky Vu, Dinh LamVu & Johan Åkerman, “Correlation of magnetic and magnetoresistive properties of nanoporous Co/Pd thin multilayers fabricated on anodized TiO2 templates”, Sci. Reports 10, 108381 (2020). DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-020-67677-0
[17]. T.N. Anh Nguyen, J. Fedotova, J. Kasiuk, V. Bayev, O. Kupreeva, S. Lasarouk, H.M. Do, D.L. Vu, S. Chung, J. Åkerman, V. Altynov and A.Maximenko, “Effect of flattened surface morphology of anodized aluminum oxide templates on the magnetic properties of nanoporous Co/Pt and Co/Pd thin multilayered films”, Appl. Surf. Sci. 427, Part B, 649-655 (2018). DOI: https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2017.08.238
[18]. C.T.T. Hai, V.H. Ky, N.T.T. Thuy, N.T. Hue, D.H. Manh, D.K. Tung, N.T. Huong, N.T.N. Anh, “Khả năng điều biến dị hướng từ theo phương vuông góc trong màng mỏng đa lớp [Co/Pd]”, Tạp chí Nghiên cứu Khoa học và Công nghệ quân sự, S 66(4), 173-177 (2020).
[19]. Qiling Peng, Huijin Liu and Shen Ye*, “Adsorption of Organic Carbonate Solvents on a Carbon Surface Probed by Sum Frequency Generation (SFG) Vibrational Spectroscopy”, Journal of Electroanalytical Chemistry, (2016). doi: 10.1016/j.jelechem. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jelechem.2016.09.006
[20]. Wen-Bin Wu, Julia Kasiuk, Thi Ngoc Anh Nguyen, Janusz Przewoźnik, Julia Fedotova, Czesław Kapusta, Olga Kupreeva, Serguei Lazarouk, Khanh Tung Do, Thanh Huong Nguyen, Hong Ky Vu, Hoai Linh Pham, Dinh Lam Vu, and Johan Åkerman, “Influence of interfacial magnetic ordering and field-cooling effect on perpendicular exchange bias and magnetoresistance in nanoporous IrMn/[Co/Pd] films”, Journal of Applied Physics 127, 223904 (2020). DOI: https://doi.org/10.1063/5.0006194
[21]. Castro, I.L., et al., “The role of the (111) texture on the exchange bias and interlayer coupling effects observed in sputtered NiFe/IrMn/Co trilayers”, Journal of Applied Physics. 113(20): p. 203903, (2013). DOI: https://doi.org/10.1063/1.4804671
[22]. B.R.Tzanevaa, A.I.Naydenovb, S.Zh.Todorovac, V.H.Videkova, V.S.Milushevaa and P.K.Stefanovb, “Cobalt electrodeposition in nanoporous anodic aluminium oxide for application as catalyst for methane combustion”, Electrochimica Acta Volume 191, pp. 192-199, (2016). DOI: https://doi.org/10.1016/j.electacta.2016.01.063
[23]. Yuan, W., et al., “Crystal Structure Manipulation of the Exchange Bias in an Antiferromagnetic Film”, Scientific Reports, 6, (2016). DOI: https://doi.org/10.1038/srep28397
