Магнітооптичні властивості гранульованих плівкових систем на основі Со та Cu, Ag і Au

Магнітооптичні властивості гранульованих плівкових систем на основі Со та Cu, Ag і Au

Проведено дослідження магнітооптичних влаcтивостей плівкових систем Со/Cu(Ag, Au), в яких зберігається індивідуальність окремих шарів або формуються тверді розчини (т. р.). У свіжесконденсованих зразках Со/Cu та Со/Au, на відміну від Со/Ag, має місце прямокутна форма петлі гістерезису, що пояснюєтьс...

Повний опис

Збережено в:
Бібліографічні деталі
Дата:2014
Автори: Кондрахова, Д.М., Макуха, З.М., Ткач, О.П., Проценко, І.Ю., Кузовлєв, О.В.
Формат: Стаття
Мова:Ukrainian
Опубліковано: Науковий фізико-технологічний центр МОН та НАН України 2014
Назва видання:Физическая инженерия поверхности
Онлайн доступ:http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/108500
Теги: Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:Магнітооптичні властивості гранульованих плівкових систем на основі Со та Cu, Ag і Au / Д.М. Кондрахова, З.М. Макуха, О.П. Ткач, І.Ю. Проценко, О.В. Кузовлєв // Физическая инженерия поверхности. — 2014. — Т. 12, № 4. — С. 542-549. — Бібліогр.: 20 назв. — укр.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
id irk-123456789-108500
record_format dspace
spelling irk-123456789-1085002016-11-06T03:02:30Z Магнітооптичні властивості гранульованих плівкових систем на основі Со та Cu, Ag і Au Кондрахова, Д.М. Макуха, З.М. Ткач, О.П. Проценко, І.Ю. Кузовлєв, О.В. Проведено дослідження магнітооптичних влаcтивостей плівкових систем Со/Cu(Ag, Au), в яких зберігається індивідуальність окремих шарів або формуються тверді розчини (т. р.). У свіжесконденсованих зразках Со/Cu та Со/Au, на відміну від Со/Ag, має місце прямокутна форма петлі гістерезису, що пояснюється формуванням т. р. вже в процесі конденсації тонких плівок. Введено до розгляду нове поняття деформаційного коефіцієнту коерцитивної сили МОКЕ і отримана його деформаційна залежність. Проведены исследования магнитооптических свойств пленочных систем Со/Cu(Ag, Au), в которых сохраняется индивидуальность отдельных слоев или формируются твердые растворы (т. р.). В свежесконденсированных образцах Со/Cu и Со/Au, в отличие от Со/Ag, имеет место прямоугольная форма петли гистерезиса, что объясняется формированием т. р. уже в процессе конденсации тонких пленок. Введено в рассмотрение новое понятие деформационного коэффициента коэрцитивной силы МОКЕ и получена его деформационная зависимость. A study of magnetooptical properties of film systems Co/Cu (Ag, Au), which contain the preserved individuality separate layers or formed solid solutions (s. s.). In as-deposited samples Co/Cu and Co/Au, in unlike the Co/Ag, is a rectangular shape of the hysteresis loop, due to the formation of s. s. already in the process of condensation thin films. Introduce a new notion of the strain coefficient of coercive force MOKE and received its strain dependence. 2014 Article Магнітооптичні властивості гранульованих плівкових систем на основі Со та Cu, Ag і Au / Д.М. Кондрахова, З.М. Макуха, О.П. Ткач, І.Ю. Проценко, О.В. Кузовлєв // Физическая инженерия поверхности. — 2014. — Т. 12, № 4. — С. 542-549. — Бібліогр.: 20 назв. — укр. 1999-8074 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/108500 538.955/.958: 539.975 uk Физическая инженерия поверхности Науковий фізико-технологічний центр МОН та НАН України
institution Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection DSpace DC
language Ukrainian
description Проведено дослідження магнітооптичних влаcтивостей плівкових систем Со/Cu(Ag, Au), в яких зберігається індивідуальність окремих шарів або формуються тверді розчини (т. р.). У свіжесконденсованих зразках Со/Cu та Со/Au, на відміну від Со/Ag, має місце прямокутна форма петлі гістерезису, що пояснюється формуванням т. р. вже в процесі конденсації тонких плівок. Введено до розгляду нове поняття деформаційного коефіцієнту коерцитивної сили МОКЕ і отримана його деформаційна залежність.
format Article
author Кондрахова, Д.М.
Макуха, З.М.
Ткач, О.П.
Проценко, І.Ю.
Кузовлєв, О.В.
spellingShingle Кондрахова, Д.М.
Макуха, З.М.
Ткач, О.П.
Проценко, І.Ю.
Кузовлєв, О.В.
Магнітооптичні властивості гранульованих плівкових систем на основі Со та Cu, Ag і Au
Физическая инженерия поверхности
author_facet Кондрахова, Д.М.
Макуха, З.М.
Ткач, О.П.
Проценко, І.Ю.
Кузовлєв, О.В.
author_sort Кондрахова, Д.М.
title Магнітооптичні властивості гранульованих плівкових систем на основі Со та Cu, Ag і Au
title_short Магнітооптичні властивості гранульованих плівкових систем на основі Со та Cu, Ag і Au
title_full Магнітооптичні властивості гранульованих плівкових систем на основі Со та Cu, Ag і Au
title_fullStr Магнітооптичні властивості гранульованих плівкових систем на основі Со та Cu, Ag і Au
title_full_unstemmed Магнітооптичні властивості гранульованих плівкових систем на основі Со та Cu, Ag і Au
title_sort магнітооптичні властивості гранульованих плівкових систем на основі со та cu, ag і au
publisher Науковий фізико-технологічний центр МОН та НАН України
publishDate 2014
url http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/108500
citation_txt Магнітооптичні властивості гранульованих плівкових систем на основі Со та Cu, Ag і Au / Д.М. Кондрахова, З.М. Макуха, О.П. Ткач, І.Ю. Проценко, О.В. Кузовлєв // Физическая инженерия поверхности. — 2014. — Т. 12, № 4. — С. 542-549. — Бібліогр.: 20 назв. — укр.
series Физическая инженерия поверхности
work_keys_str_mv AT kondrahovadm magnítooptičnívlastivostígranulʹovanihplívkovihsistemnaosnovísotacuagíau
AT makuhazm magnítooptičnívlastivostígranulʹovanihplívkovihsistemnaosnovísotacuagíau
AT tkačop magnítooptičnívlastivostígranulʹovanihplívkovihsistemnaosnovísotacuagíau
AT procenkoíû magnítooptičnívlastivostígranulʹovanihplívkovihsistemnaosnovísotacuagíau
AT kuzovlêvov magnítooptičnívlastivostígranulʹovanihplívkovihsistemnaosnovísotacuagíau
first_indexed 2025-07-07T21:35:32Z
last_indexed 2025-07-07T21:35:32Z
_version_ 1837025599610159104
fulltext МАГНІТООПТИЧНІ ВЛАСТИВОСТІ ГРАНУЛЬОВАНИХ ПЛІВКОВИХ СИСТЕМ НА ОСНОВІ Co ТА Cu, Ag І Au ФІП ФИП PSE, 2014, т. 12, № 4, vol. 12, No. 4542 © Кондрахова Д. М., Макуха З. М., Ткач О. П., Проценко І. Ю., Кузовлєв О. В., 2014 542 УДК: 538.955/.958: 539.975 МАГНІТООПТИЧНІ ВЛАСТИВОСТІ ГРАНУЛЬОВАНИХ ПЛІВКОВИХ СИСТЕМ НА ОСНОВІ Со ТА Cu, Ag І Au Д. М. Кондрахова, З. М. Макуха, О. П. Ткач, І. Ю. Проценко, О. В. Кузовлєв1 Сумський державний університет, Україна 1Харківський національний університет імені В. Н. Каразіна Надійшла до редакції 15.12.2014 Проведено дослідження магнітооптичних влаcтивостей плівкових систем Со/Cu(Ag, Au), в яких зберігається індивідуальність окремих шарів або формуються тверді розчини (т. р.). У свіжесконденсованих зразках Со/Cu та Со/Au, на відміну від Со/Ag, має місце прямокутна форма петлі гістерезису, що пояснюється формуванням т. р. вже в процесі конденсації тон- ких плівок. Введено до розгляду нове поняття деформаційного коефіцієнту коерцитивної сили МОКЕ і отримана його деформаційна залежність. Ключові слова: тверді розчини, МОКЕ, коерцитивна сила, деформаційний коефіцієнт ко ер­ цитивної сили. МАГНИТООПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ГРАНУЛИРОВАННЫХ ПЛЕНОЧНЫХ СИСТЕМ НА ОСНОВЕ Со И Cu, Ag И Au Д. Н. Кондрахова, З. Н. Макуха, Е. П. Ткач, И. Е. Проценко, О. В. Кузовлев Проведены исследования магнитооптических свойств пленочных систем Со/Cu(Ag, Au), в ко- торых сохраняется индивидуальность отдельных слоев или формируются твердые растворы (т. р.). В свежесконденсированных образцах Со/Cu и Со/Au, в отличие от Со/Ag, имеет место прямоугольная форма петли гистерезиса, что объясняется формированием т. р. уже в процессе конденсации тонких пленок. Введено в рассмотрение новое понятие деформационного коэф- фициента коэрцитивной силы МОКЕ и получена его деформационная зависимость. Ключевые слова: твердые растворы, МОКЕ, коэрцитивная сила, деформационный коэффи- циент коерцитивной силы. MAGNETOOPTICAL PROPERTIES OF GRANULAR FILM SYSTEMS BASED ON Сo AND Cu, Ag AND Au D. M. Коndrakhova, Z. M. Маkukha, O. P. Ткаch, I. Yu. Protsenko, O. V. Kuzovlev A study of magnetooptical properties of film systems Co/Cu (Ag, Au), which contain the preserved individuality separate layers or formed solid solutions (s. s.). In as­deposited samples Co/Cu and Co/ Au, in unlike the Co/Ag, is a rectangular shape of the hysteresis loop, due to the formation of s. s. already in the process of condensation thin films. Introduce a new notion of the strain coefficient of coercive force MOKE and received its strain dependence. Keywords: solid solutions, MOKE, coercive force, strain coefficient of coercive force. ВСТУП З розвитком спінтроніки велику увагу при­ вер нуло до себе вивчення магнітних та маг нітооптичних процесів в метале вих та напівпровідникових структурах [1]. Постійно ведуться пошуки нових ма те ріалів із не об­ хідними магнітними влас ти востями для ство­ рення різноманітних чут ливих елементів. У за лежності від ти пу вибраного матеріалу або товщини та кіль кості його прошарків мож- на отримати плівкові системи навіть із напе- ред зада ною орієнтацією магнітних моментів. З цієї точки зору найбільш перспективними можна вважати матеріали із можливим спін­залежним розсіюванням електронів, на приклад, плівкові системи на основі Co/ Cu, (Ag або Au), які широко використову­ ються як елементна база для створення за­ собів мікроелектроніки та спінтроніки, че рез відкриття в них явища гігантського маг нітоопору та стабільності їх вихідних ха рактеристик [2—4]. Системи на основі даних матеріалів утворюють гранульова- ний сплав із розміщенням феромагнітних гранул в немагнітній матриці, вони широко знаходять застосування в приладобудуванні Д. М. КОНДРАХОВА, З. М. МАКУХА, О. П. ТКАЧ, І. Ю. ПРОЦЕНКО, О. В. КУЗОВЛЄВ ФІП ФИП PSE, 2014, т. 12, № 4, vol. 12, No. 4 543 завдяки низькому рівню шуму, через від­ сут ність доменних стінок, використовую­ ться для формування чутливих елементів дат чиків магнітного поля, магнітооптичних пристроїв запису інформації та ін. [5—7]. У гра нульованих сплавах магнітними влас­ тивостями можна керувати змінюючи роз­ міри феромагнітних частинок або їх кон­ центрацію [8]. МЕТОДИКА ЕКСПЕРИМЕНТУ Отримання плівкових зразків на основі Co з розділяючим шаром Cu, Ag або Au проводи­Cu, Ag або Au проводи­, Ag або Au проводи­Ag або Au проводи­ або Au проводи­Au проводи­ проводи- лося пошаровою конденсацією методом тер­ мічного випарування на підкладку з амор­ ф ного ситалу та полістиролу (установка ВУП­5М, тиск залишкових газів Р = 10–4 Па). Установка для дослідження магніто оп­ тичних властивостей складалася з генерато­ ра світла (лазера), поляризатора, оптичної лін зи, за допомогою якої формувався пучок світла з довжиною хвилі λ = 670 нм та на- правлявся на зразок, що знаходився в маг­ нітному полі 150 мТл. Після відбиття від зразка світло з плоскополяризованого перет­ ворювалось в еліптично поляризоване, від­ бувався поворот площини поляризації. Да­ лі сигнал прямував на ще одну збираючу лінзу та модулятор Фарадея, що представ- ляв собою соленоїд зі скляним осердям, де відбувалась компенсація зміни кута площи- ни поляризації за допомогою струму, при- кладеного до модулятора Фарадея. Після чо го сигнал потрапляв на перетворювач, фо то детектор, підсилювач та виводився на комп’ютер, де будувалася в автоматизовано- му режимі петля гістерезису, з якої визнача- лись кут повороту Керра (Θ), індукція наси- чення та коерцитивна сила (ВС). У залежності від напряму поширення сві т ла k  відносно орієнтації вектора на­ маг ніченості M  виділяють три геометрії ви мі рювання ефекту Керра (МОКЕ) — поляр ний, меридіальний та екваторіальний, пер ші два відносяться до поздовжньої, а ос танній до поперечної (рис. 1). У нашо му ви падку, у зв’язку з особливістю установ ки, досліджувалися лише полярний та ме ри­ діальний ефекти Керра. Слід за значи ти, суть полярного та меридіального ефек ту Кер ра полягає у повороті площини по ля ризації та появі еліптичності у від битого світла при намагнічуванні зразка (кри стала). В свою чергу екваторіальний ефект полягає у зміні інтенсивності та змі щенні фази р­компоненти світла, яке відбите від фе­ ромагнітного матеріалу при його на маг­ нічуванні. Деформація зразків на розтяг проводила­ ся в магнітному полі з використанням спе­ ціального пристрою, який дозволяв отриму- вати видовження плівок до 10 % (для цього як підкладки використовувався полістирол). ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНІ РЕЗУЛЬТАТИ Матеріали із можливим спін­залежним роз­ сі юванням електронів розглядаються як ос­ новні при створенні чутливих елементів дат­ чиків магнітного поля, сенсорів та пристроїв М k  k  а б в Рис. 1. Схематичне зображення взаємної орієнтації хвильового вектора ( k  ) та намагніченості ( M  ) при спостереженні полярного (а), меридіального (б) та екваторіального (в) ефектів Керра М k  k  М k  k  МАГНІТООПТИЧНІ ВЛАСТИВОСТІ ГРАНУЛЬОВАНИХ ПЛІВКОВИХ СИСТЕМ НА ОСНОВІ Co ТА Cu, Ag І Au ФІП ФИП PSE, 2014, т. 12, № 4, vol. 12, No. 4544 магнітного або магнітооптичного запису­ зчи тування інформації. У залежності від об ласті застосування до них висувається ряд вимог: висока чутливість до магнітного поля, стабільні магнітні та структурні харак­ теристики тощо. Гранульовані сплави та твер ді розчини мають унікальний структур- но­фазовий стан та магнітні властивості, але для повного розуміння процесів, що від буваються в системах під впливом тем- ператури та дією зовнішнього магнітного по ля необхідно також досліджувати їх маг­ нітооптичні властивості. Для того, щоб оцінити внесок немагнітних шарів дво­ чи тришарових систем на основі Со у величину МОКЕ, нами були проведені дослідження магнітооптичних властивос­ тей одношарових плівок Со (рис. 2). У спін­вентильних структурах не рідко вико- ристовують поєднання шарів Со різної тов- щини, оскільки тонкий шар (вільний) легко переорієнтовується по магнітному полю, а більш товстий (d > 40 нм) виступає у ролі закріплюючого або основного. Дослідження кристалічної структури та фа зового складу одношарових плівок Co та Cu було детально описано в робо тах різних авторів (див., наприклад, [9—10]), що до­ з волило нам визначити не об хідні умо ви кон денсації для отримання плі вок з кри­ ста лічною структурою та майже пов ною відсутністю оксидної фази. Од но ша ро ві плівки, як і ма сивний Co, мають дві по лі­ морфні модифікації — низькотемпературну ГЩП­фазу та високотемпературну ГЦК­ фазу, з параметром ґратки а0 = 0,2505 нм, с0 = 0,4089 нм та а0 = 0,3548 нм, відповідно. Поліморфний ГЩП → ГЦК пе рехід у ма­у ма­ ма- сивних зразках відбувається при температу- рах Т = 700 К, а в тонких плівках, вна слідок фазового розмірного ефекту, при Т < 700 К [9]. Слід зазначити, що вихідні одношарові плівки Со дрібнодисперсні. Одношарові плівки Cu, Ag та Au вико­ ристовувалися як розділяючий шар в три­ шаровій системі феромагнетик / немагнітний матеріал / феромагнетик. Для них характер­ ний середній розмір кристалітів (L) знахо- диться в межах 10—15 нм, проте в процесі тер мо відпалювання значення L збільшується у де кілька разів, що свідчить про інтенсивне проходження процесів рекристалізації у да- них плівках. Для коректного аналізу фазового складу плів кової системи на основі Со та Сu бу ли про ведені дослідження дво­ та тришаро вих зразків, з різною концентрацією Со компо­ нен ти, з послідуючим порівнянням їх струк­ турно­фазових властивостей. Як свід чать да ні електронографічних досліджень, дво­ шарові плівкові системи Сu/Со/П втрача­u/Со/П втрача­/Со/П втрача- ють індивідуальність шарів ще в процесі пошарової конденсації компонент. При роз­ шифруванні електронограм від таких сис­ тем встановлено, що при Т = 300 К фазовий склад відповідає т. р. (Сu, Co) + ГЩП­Со. У про цесі відпалювання до 700 К та подальшо- му охолодженні до 300 К не спостерігається істотних змін у фазовому стані плівкових систем. Середній параметр ґратки (т. р.(Cu, Co) становить 0,3590 ± 0,0005 нм. Отримані дані узгоджуються з рядом робіт інших ав­ торів [11—15]. Для свіжесконденсованих плівок Со ха­ рак терна прямокутної форми петля гіс­ те резису з малою величиною магнітного по ля, яке необхідно прикласти для пе ре о­ рієнтації магнітних моментів (рис. 3). Осад­ ження шару Сu на Со дає свій внесок у вихідний сигнал МОКЕ плівкових зразків, що проявляється у зменшенні значення залишкової намагніченості та коерцитивної сили (від 8,2 до 4,9 мТл). Така поведінка обу- мовлена наявністю діамагнітного ма те ріалу, Θ, мрад 2 1 0 –1 –2 –80 –40 0 40 В, мТл Рис. 2. Залежності МОКЕ в одношарових плівках Co(9)/П (●), Co(25)/П (▼) та Co(36)/П (■). У дужках вказана товщина в нм, П — підкладка Д. М. КОНДРАХОВА, З. М. МАКУХА, О. П. ТКАЧ, І. Ю. ПРОЦЕНКО, О. В. КУЗОВЛЄВ ФІП ФИП PSE, 2014, т. 12, № 4, vol. 12, No. 4 545 формуванням т. р. (Cu, Co) за рахунок кондесаційно­сти муль о ва ної дифузії в про­ цесі осадження плівки, а також чутливістю установки МОКЕ. Додавання верхнього шару Со, при отриманні тришарової систе- ми Со(6)/Сu(10)/Со(36)/П, приводить до збільшення ВС за рахунок маг ні то­жорстких властивостей Со та йо го фазового стану, що відповідає ГЩП­Со, оскільки осадження усіх плівок Со від бу валося при температурах ТП ≅ 300 К. Ефект МОКЕ у плівкових ма­ теріалах на основі Со і Сu (рис. 3.) проявляє збереження форми вихідного сигналу, що до зволяє використовувати дану систему як чутливий еле мент датчика перемикача маг­ нітного по ля при кімнатних температурах. Згідно ро боти [16] величина коерцитивної сили залежить від концентрації Со у т. р., так при її зменшенні від 50 до 30 % ВС зростає вдвічі, подібна тен денція спостерігається і у наших зразках Со(5)/Cu(х)/Со(20)/П, де х = 5, 10, 15 нм (рис. 3 б). В результаті термовідпалювання систе- ми Сu/Со/П до 700 К внаслідок формування т. р. (Сu, Co) та поліморфного перетворення ГЩП → ГЦК петля гістерезису звужується і стає більш пологою (рис. 4). В тришарових системах Со/Cu/Со/П, які були відпалені до 500, 700 та 900 К, на за- лежностях МОКЕ спостерігається зміна пет лі гістерезису (рис. 4 г). При температу­ рах вищих 300 К у системі Со/Cu/Co вна слі­ док темровідпалювання відбувається залі­ ковування дефектів кристалічної решітки та повне перемішування компонент з форму- ванням т. р. (Cu, Co). Підвищення темпера­Cu, Co). Підвищення темпера­, Co). Підвищення темпера­Co). Підвищення темпера­). Підвищення темпера- тури відпалення до 900 К приводить до роз- шарування т. р. (Cu, Co) і появи гранул Со, що співпадає з результатами авторів роботи [17]. Система Ag/Со характеризується не змі­ шу ваністю компонент при низьких темпе­ ра турах. Відмічаємо зміну форми петлі МОКЕ у зразках Ag(8)/Со(36)/П та Со(6) Ag(8)/Со(36)/П у порівнянні з одношарови­(8)/Со(36)/П у порівнянні з одношарови- ми плівками Со(36)/П (рис. 5). У даному ви­ 5). У даному ви­5). У даному ви- падку форма петлі гістерезису майже не ви­ дозмінюється, коливаються лише значення залишкової намагніченості, на що впливає наявність немагнітного матеріалу (Ag). При відпалюванні плівкових зразків Ag/ Со/П до 700 К відбувається перехід до т. р. (Ag, Со). На розмір кристалітів суттєво впли ває концентрація Со. Так при сСо = 40—70 ат.% L змінюється від 20 до 9 нм [18], внаслідок чого змінюються і вихідні ха рак теристики МОКЕ, зокрема, величи­ на коерцитивної сили. Форма петлі МОКЕ у двошаровій системі Ag(4)/Со(25)/П у не­ відпаленому стані має форму подібну до одношарової плівки Со, а тонкий шар Аg вносить свій внесок лише після тер мо від­ палювання, внаслідок чого формується т. р. (Аg, Со). Подібною до Ag/Со є система Au/Co, в якій зберігається індивідуальність шарів під час конденсації та утворення т. р. з виділенням гранул Со при термообробці Т = 700 К. Рис. 6 ілюструє форму петлі МОКЕ у плівках Со та дво­ і тришарових плівках на основі Co і Au. Додавання шару Au зменшує вели­ і Au. Додавання шару Au зменшує вели­Au. Додавання шару Au зменшує вели­. Додавання шару Au зменшує вели­Au зменшує вели­ зменшує вели- чину залишкової намагніченості. Θ, мрад 2 1 1 2 3 0 –1 –2 –20 –10 0 10 В, мТл а б Рис. 3. Залежності МОКЕ в плівкових системах: а — Со(36)/П (1), Сu(10)/Со(36)/П (2), Со(6)/Сu(10)/ Со(36)/П (3) та б — Со(5)/Cu(x)/Co(20)/П, де х = 5 (крива 1), 10 (2) і 15 (3) нм Θ, мрад 2 2 3 1 1 0 –1 –2 –100 –50 0 50 В, мТл МАГНІТООПТИЧНІ ВЛАСТИВОСТІ ГРАНУЛЬОВАНИХ ПЛІВКОВИХ СИСТЕМ НА ОСНОВІ Co ТА Cu, Ag І Au ФІП ФИП PSE, 2014, т. 12, № 4, vol. 12, No. 4546 Θ, мрад 4 2 0 –2 –4 –100 –50 0 50 100 В, мТл 300 K 500 K 700 K 900 K а а б б в в Рис. 5. Залежності МОКЕ від магнітного поля у сві жесконденсованих плівкових зразків (а, б, в) та відпалених до 700 К (б, в): а — Со(36)/П (●), Ag(8)/ Со(36)/П (▼) та Со(6)Ag(8)/Со(36)/П (■); б — Ag(4)/ Со(25)/П; в — Ag(3)/Co(7)/Ag(4)/Со(25)/П г Рис. 4. Залежності величини МОКЕ від магнітного поля у свіжосконденсованих та відпалених до 500, 700, 900 К зразків: Сu(10)/Co(15)/П (а — поздовжня геометрія, б — перпендикулярна геометрія), Сu(4)/ Со(25)/П (в) та Со(10)/Cu(6)/Со(10)/П (г) Θ, мрад 4 2 0 –2 –4 –100 –50 0 50 100 В, мТл Θ, мрад 3 2 1 0 –1 –2 –3 –30 –20 –10 10 200 В, мТл 300 K 700 K Θ, мрад 3 2 1 0 –1 –2 –3 –100 –50 0 50 100 В, мТл МАГНІТООПТИЧНИЙ ДЕФОРМАЦІЙНИЙ КОЕФІЦІЄНТ Дослідження впливу деформації на МОКЕ — цікаві з точки зору можливості ви го тов­ лення чутливого елементу датчику, який би реєстрував відразу декілька величин одно­ часно, зокрема деформацію та зміну маг­ нітного поля. В роботі [19] розглядається вплив повз­ довжньої деформації на МОКЕ для дво ша­ рової плівкової системи Fe(32 нм)/Pt(3 нм) /П та мультишару [Fe(3 нм)/Pt(3 нм)]8/П. Ав- тори спостерігали збільшення кута поворо- ту площини поляризації при деформації (φεl) у порівнянні з φ0 (кут повороту при εl). Θ, мрад 2 1 0 –1 –2 –60 –30 0 30 В, мТл Θ, мрад 3 2 1 0 –1 –2 –3 –40 –20 0 20 В, мТл 300 K 700 K Θ, мрад 1,5 1,0 0,5 0,0 –0,5 –1,0 –1,5 –40 –20 0 20 В, мТл 300 K 700 K Д. М. КОНДРАХОВА, З. М. МАКУХА, О. П. ТКАЧ, І. Ю. ПРОЦЕНКО, О. В. КУЗОВЛЄВ ФІП ФИП PSE, 2014, т. 12, № 4, vol. 12, No. 4 547 Кількісною характеристикою магніто оп­ тичного деформаційного ефекту, на наш по- гляд, може бути деформаційний коефіцієнт ко ерцитивної сили МОКЕ (ДККСМ), який за писаний по аналогії для коефіцієнту тен­ зочутливості або магнітодеформаційного ефек ту [19, 20]: MOKE 1 C C B Co l B B ∆ γ = ⋅ ∆ε , де ВС, ВС0 — величина коерцитивної сили при поздовжній деформації (εl) та за її відсутності. Отримані результати розрахунків пред­ став лені на рис. 7. Для одношарових плі­ вок Со та зразків, в яких зберігається інди ­ відуальність шарів, (Ag(8)/Со(36)/П, та Au(5)/Со(36)/П) величина ДККСМ є додат­u(5)/Со(36)/П) величина ДККСМ є додат­(5)/Со(36)/П) величина ДККСМ є додат- ною величиною і від’ємною для плівкової си стеми Cu(10)/Со(36)/П, в якій відбувається формування т. р. вже у процесі осадження плівок. Така поведінка обумовлена появою великої кількості дефектів кристалічної бу- дови, пластичною деформацією зразків, що в цілому приводить до збільшення коер­ цитивної сили. Вимірювання ВС використовується у ко­ ер цитометрії — неруйнівний контроль ме та­ левих конструкцій. Внаслідок накопичення структурних мікро­ та макродефектів і зміни фазового складу значення ВС також буде змінюватися в сторону збільшення. Рис. 6. МОКЕ у плівках Co(36)/П (●), Au(6)/Co(36)/П (▼) та Co(6)/Au(6)/Co(36)/П (■) Рис. 7. Залежність ДККСМ від деформації плівкових систем: 1 — Co(36)/П, 2 — Ag(8)/Со(36)/П, 3 — Au(5)/Со(36)/П, 4 — Cu(10)/Со(36)/П Θ, мрад 2 1 0 –1 –2 –20 –10 0 10 В, мТл ВИСНОВКИ Розглядаючи системи на основі Со та Cu, Ag або Au із урахуванням особливостей фор му вання т. р. та гранульованих сплавів в них, можна зробити наступні виснов ки. При кім натних температурах у свіжескон ден­ сованому стані плівкові зразки Со та Со/Аu/ Со можуть використовуватися як чутливі еле­ менти магнітних датчиків або перемикачів, системи Со/Ag/Со через пологість кривої пет лі гістерезису краще використовувати в датчиках вимірювання магнітного по ля. Згідно розрахунків ДККСМ, при де фор­ маціях більших за 4,2 % в плівці Со процеси дефектоутворення перестають давати вне- сок у величину коерцитивної сили. Робота виконана в рамках держбюджетної теми № 112U001381 за фінансової підтримки Міністерства освіти і науки України (2012 — 2014 рр.). ЛІТЕРАТУРА 1. Куницький Ю. А., Курилюк В. В., Однодво­ рець Л. В., Проценко І. Ю. Основи спін тро­ ніки: матеріали, прилади та пристрої: навч. посіб. / — Суми: СумДУ, 2013. — 127 с. 2. Barheleny A., Gros V., Duvail J. L., Fert A., Mo­ rel R., Parent F., Petroff F., Steren L. B. Giant magnetoresistance in magnetic nanostructures // Nanostruct. Mat. — 1995. — Vol. 6. — P. 217—226. 3. Alphen A. M., Heijden P. A. A., Jonge W. J. M. Influence of annealing on structural and mag­ netic properties of Co/Ag multilayers with thin Co layers // J. Magn. Magn. Mater. — 1995. — Vol. 140—144. — P. 609—610. γ MOKE Bc 9 6 3 0 –3 –6 –9 0 2 4 6 8 10 ε, % 1 2 3 МАГНІТООПТИЧНІ ВЛАСТИВОСТІ ГРАНУЛЬОВАНИХ ПЛІВКОВИХ СИСТЕМ НА ОСНОВІ Co ТА Cu, Ag І Au ФІП ФИП PSE, 2014, т. 12, № 4, vol. 12, No. 4548 4. Vavra W., Lee C. H., Lamelas F. J., He Hui, Clar ke Roy, Uher C. Magnetoresistance and Hall effect in epitaxial Co/Au superlattices // Phys. Rev. B. — 1990. — Vol. 42, No. 7. — P. 4889—4892. 5. Djamal M., Ramli. Development of sensors ba sed on giant magnetoresistance material // Proc. Eng. — 2012. — Vol. 32. — P. 60—68. 6. Freitas P. P., Silva F., Oliveira N. J., Melo L. V., Costa L., Almeida N. Spin valve sensors // Sens. Actuat. — 2000. — Vol. 81. — P. 2—8. 7. Vorobiov S. I., Shutylieva O. V., Pazukha I. M., Chornous A. M. Sensitive element of the mag­ netic field sensor based on three­layer film sys­ tem Co/X/Co (X = Dy, Gd) // Technical Physics. — 2014. — Vol. 59, No. 11, Р. 1644—1649. 8. Исхаков Р. С., Фролов Г. И, Жигалов В. С. и др. Эффекты магнитного взаимодействия между суперпарамагнитными частицами в наногранулированных пленках Со // Письма в ЖТФ. — 2004. — Т. 30, № 16. — С. 51—57. 9. Фролов Г. И., Жигалов В. С., Мальцев В. К. Влияние температуры на структурные пре­ вра щения в нанокристаллических пленках кобальта // ФТТ. — 2000. — Т. 42, № 2. — С. 326—328. 10. Мирзаев Д. А., Счасливцев В. М., Улья- нов В. Г. и др. Закономерности β→α­поли­ мор фного превращения в кобальте при воз- ростании скорости охлаждения // ФММ. — 2002. — Т. 93, № 6. — С. 58—64. 11. Чешко И. В., Проценко С. И., Однодво- рец Л. В. и др. Магнитооптические и маг- ниторезистивные свойства спин­клапанных структур на основе Co, Cu и Au // Письма в ЖТФ. — 2009. — Т. 35, № 19. — С. 53—60. 12. Чеботкевич Л. А., Огнев А. В., Грудин Б. Н. Структура и магнитная анизотропия пленок Co/Cu/Co // ФТТ. — 2004. — Т. 46, вып. 8. — С. 1449—1554. 13. Yang G. H., Geng K. W., Zeng F. et al. For­ mation of metastable phases and their effect on the magnetic properties of Co­Cu multilayers // Thin Solid Films. — 2005. — Vol. 484. — P. 283—288. 14. Касютич О. И., Федосюк В. М., Точиц- кий Т. А. Структура наноразмерных систем Co/Cu и механизм его формирования // По- верхность. — 2000, № 3. — С. 34—41. 15. Маршалек М., Приходько І., Проценко С. Особ ливості фазового складу двошарових плі вок Co/Cu // Фізика і технологія тон- ких плі вок. — Івано­Франківськ: ПрНУ ім. В. Сте фаника, 2003. — Т. 1. — С. 94 — 96. 16. Вдовичев С. Н., Грибков Б. А., Климов А. Ю., Рогов В. В. Коэрцитивность гранулирован- ных ферромагнитных пленок и многослой- ных структур на их основе // Письма в ЖТФ. — 2008. — Т. 34, вып. 15. — С. 81—88. 17. Kondrakhova D. M., Pazukha I. M., Pro t sen­ ko I. Yu. Thin film system based on Co and Cr or Cu: magnetoresistive properties and ap pli­ cation // Universal J. Phys. Appl. — 2014. — Vol. 2, No. 2. — Р. 85—89. 18. Чешко І. В., Проценко С. І. , Шифалович П. Магнітооптичні та магніторезистивні влас­ тивості плівкових функціональних еле мен­ тів на основі Со і Cu та Au // Вісник Сум- ДУ. Серія: Фізика, математика, механіка. — 2008. — № 2 — С. 3—7. 19. Cheshko I. V., Makukha Z. M., Odnod vo­ rets L. V., Shumakova M. O., Velykodnyi D. V., Prot senko I. Yu. Strain effect on magneto­op­ tical and magnetic properties of film system based on Fe and Pt // Universal J. Mater. Sci. — 2013. — № 1(2). — Р. 13—17. 20. Макуха З. M., Проценко I. Ю. Магніто де­ фор маційний ефект у двошарових плівках Co/Cu // ФІП. — 2014. — Т. 12, № 2. — С. 279—284. LІTERATURA 1. Kunickij Yu. A., Kurilyuk V. V., Odno dvo­ rec L. V., Procenko І. Yu. Osnovi spіntronіki: materіali, priladi ta pristroї : navch. posіb. / — Sumi : SumDU, 2013. — 127 p. 2. Barheleny A., Gros V., Duvail J. L., Fert A., Morel R., Parent F., Petroff F., Steren L. B. Giant magnetoresistance in magnetic nanostructures // Nanostruct. Mat. — 1995. — Vol. 6. — P. 217—226. 3. Alphen A. M., Heijden P. A. A., Jonge W. J. M. Influence of annealing on structural and magnetic properties of Co/Ag multilayers with thin Co layers // J. Magn. Magn. Mater. — 1995. — Vol. 140—144. — P. 609—610. 4. Vavra W., Lee C. H., Lamelas F. J., He Hui, Clarke Roy,. Uher C. Magnetoresistance and Hall effect in epitaxial Co/Au superlattices // Phys. Rev. B. — 1990. — Vol. 42, No. 7. — P. 4889—4892. 5. Djamal M., Ramli. Development of sensors based on giant magnetoresistance material // Proc. Eng. — 2012. — Vol. 32. — P. 60—68. 6. Freitas P. P., Silva F., Oliveira N. J., Melo L. V., Costa L., Almeida N. Spin valve sensors // Sens. Actuat. — 2000. — Vol. 81. — P. 2—8. 7. Vorobiov S. I., Shutylieva O. V., Pazukha I. M., Chornous A. M. Sensitive element of the magnetic field sensor based on three­layer film Д. М. КОНДРАХОВА, З. М. МАКУХА, О. П. ТКАЧ, І. Ю. ПРОЦЕНКО, О. В. КУЗОВЛЄВ ФІП ФИП PSE, 2014, т. 12, № 4, vol. 12, No. 4 549 system Co/X/Co (X = Dy, Gd) // Technical Physics. — 2014. — Vol. 59, No. 11, P. 1644— 1649. 8. Ishakov R. S., Frolov G. I, Zhigalov V. S. i dr. Ef fekty magnitnogo vzaimodejstviya mezh­ du superparamagnitnymi chasticami v nano­ granulirovannyh plenkah So // Pisma v ZhTF. — 2004. — Vol. 30, No. 16. — P. 51—57. 9. Frolov G. I., Zhigalov V. S., Malcev V. K. Vliya­ nie temperatury na strukturnye prevrascheniya v nanokristallicheskih plenkah kobalta // FTT. — 2000. — Vol. 42, No. 2. — P. 326—328. 10. Mirzaev D. A., Schaslivcev V. M., Ulya­ nov V. G. i dr. Zakonomernosti β→α­poli mor­ fnogo prevrascheniya v kobalte pri vozrostanii skorosti ohlazhdeniya // FMM. — 2002. — Vol. 93, No. 6. — P. 58—64. 11. Cheshko I. V., Procenko S. I., Odnodvorec L. V. i dr. Magnitoopticheskie i magnitorezistivnye svojstva spin­klapannyh struktur na os no ve Co, Cu i Au // Pisma v ZhTF. — 2009. — Vol. 35, No. 19. — P. 53—60. 12. Chebotkevich L. A., Ognev A. V., Grudin B. N. Struktura i magnitnaya anizotropiya plenok Co/Cu/Co // FTT. — 2004. — Vol. 46, vyp. 8. — P. 1449—1554. 13. Yang G. H., Geng K. W., Zeng F. et al. For­ mation of metastable phases and their effect on the magnetic properties of Co­Cu multilayers // Thin Solid Films. — 2005. — Vol. 484. — P. 283—288. 14. Kasyutich O. I., Fedosyuk V. M., Tochickij T. A. Struktura nanorazmernyh sistem Co/Cu i me­ hanizm ego formirovaniya // Poverhnost. — 2000, No. 3. — P. 34 — 41. 15. Marshalek M., Prihodko І., Procenko S. Osob­ li vostі fazovogo skladu dvosharovih plіvok Co/Cu // Fіzika і tehnologіya tonkih plіvok. — Іvano­Frankіvsk: PrNU іm. V. Stefanika, 2003. — Vol. 1. — P. 94 — 96. 16. Vdovichev S. N., Gribkov B. A., Klimov A. Yu., Rogov V. V. Koercitivnost granulirovannyh fer­ romagnitnyh plenok i mnogoslojnyh struktur na ih osnove // Pisma v ZhTF. — 2008. — Vol. 34, vyp. 15. — P. 81—88. 17. Kondrakhova D. M., Pazukha I. M., Prot­ senko I. Yu. Thin film system based on Co and Cr or Cu: magnetoresistive properties and application // Universal J. Phys. Appl. — 2014. — Vol. 2, No. 2. — P. 85—89. 18. Cheshko І. V., Procenko S. І., Shifalovich P. Magnіtooptichnі ta magnіtorezistivnі vlas ti­ vostі plіvkovih funkcіonalnih elementіv na osnovі So і Cu ta Au // Vіsnik SumDU. Serіya: Fіzika, matematika, mehanіka. — 2008. — No. 2 — P. 3—7. 19. Cheshko I. V., Makukha Z. M., Odno dvo­ rets L. V., Shumakova M. O., Velykodnyi D. V., Protsenko I. Yu. Strain effect on magneto­op­ ti cal and magnetic properties of film system ba sed on Fe and Pt // Universal J. Mater. Sci. — 2013. — No. 1(2). — P. 13—17. 20. Makuha Z. M., Procenko I. Yu. Magnіto defor­ macіjnij efekt u dvosharovih plіvkah Co/Cu // FІP. — 2014. — Vol. 12, No. 2. — P. 279—284.

Схожі ресурси