用于三维磁结构的钇铁石榴石薄膜的原子层沉积
材料科学
2024-02-20 v2 介观与纳米尺度物理
摘要
人们预测在三维磁性纳米结构中会出现诸如新颖磁化构型等多种新现象。然而，由于所需特定形状（如磁管与螺旋结构），此类结构的制备通常具有挑战性。此外，当前用于组装这些结构的材料主要是磁性金属，无法将系统的磁响应与电子响应分开研究。在自旋电子学领域，用于此类实验的典型材料是亚铁磁绝缘体钇铁石榴石（YFeO，YIG）。由于其低吉尔伯特阻尼，YIG 尤其适用于磁子学研究，是最佳材料之一。在此，我们报道了首次通过原子层沉积成功制备 YIG 薄膜。为此，我们采用了一种基于 FeO 与 YO 二元体系亚纳米薄层以正确原子比在 YAlO 衬底上组合的超循环方法，并辅以后续退火步骤。我们的工艺对典型的生长相关偏差具有鲁棒性，确保了良好的可重复性。ALD-YIG 薄膜表现出良好的晶体质量以及与其它沉积技术相当的磁性能。原子层沉积的突出特点之一是其对任意形状衬底保形涂覆的能力。因此，ALD 是赋予磁性系统形状选择极大自由度的理想沉积技术。YIG 的原子层沉积使得制备新型三维磁性纳米结构成为可能，进而可用于实验研究在这些结构中预测的现象。
引用
@article{arxiv.2104.10293,
title = {Atomic Layer Deposition of Yttrium Iron Garnet Thin Films for 3D Magnetic Structures},
author = {M. Lammel and D. Scheffler and D. Pohl and P. Swekis and S. Reitzig and H. Reichlova and R. Schlitz and K. Geishendorf and L. Siegl and B. Rellinghaus and L. M. Eng and K. Nielsch and S. T. B. Goennenwein and A. Thomas},
journal= {arXiv preprint arXiv:2104.10293},
year = {2024}
}