稀镍钴铁合金薄膜磁阻尼的组成依赖性

Co25Fe75 铁磁薄膜表现出超低磁阻尼。本文报告了含稀镍钴铁合金薄膜中磁阻尼随镍含量(23至36%)的变化规律。薄膜结构在室温下溅射沉积，并利用平面内和平面外几何构型的 FMR 测量来测量磁阻尼参数，包括固有阻尼和自旋泵浦贡献。测得的阻尼参数随镍含量的增加而减小，除了 Co31Fe69。阻尼最小值对应的合金表现出界面垂直磁各向异性。Co36Fe64 的阻尼值为0.00091，而 Co31Fe69 的阻尼值为0.002，该组成表现出最大的平面各向异性。HAADF-STEM 交叉截面分析揭示，Co36Fe64 薄膜堆层中存在铜的扩散。扩散程度在晶界处比多晶体晶粒内部高达 7 倍。铜掺入铁磁层会 adversely 影响磁阻尼。通过改善生长腔室基压，降低磁层杂质可使磁阻尼降低 18%。衍射分析显示，Co36Fe64 的主要生长方向为 [101]，铜缓冲层的生长方向为 [111]，这些平面与各自的 [101] 平面垂直，对于该组成，晶格错配值为 0.9325%。随镍含量的增加，晶格错配度减小，从而减小晶体应力。铜向铁磁体的扩散创建出 magnon 散射中心以及局部磁性特性的改变。这两个因素均对磁阻尼产生负面影响。