纳米晶Fe-Ti-N薄膜的基本磁性能及其结构意义
其他凝聚态物理
2015-06-25 v1
摘要
对一系列通过平面磁场磁控溅射制备的软磁纳米晶50 nm厚Fe-Ti-N薄膜，测量了温度从2到300 K、面内磁场高达1 kOe下的磁化强度(M)随温度(T)的变化，室温下-100至+100 Oe磁场范围内的面内易轴和难轴磁滞回线，以及10 GHz铁磁共振(FMR)谱。标称钛浓度为3 at.%，氮浓度(xN)从零到12.7 at.%不等。饱和磁化强度(Ms)随T的变化数据以及提取的交换参数随xN的变化，与由于体心立方(bcc)晶格中填隙氮的加入引起的晶格膨胀以及氮浓度在6-8 at.%范围内向体心四方(bct)结构的结构转变相一致。磁滞回线和FMR数据一致地显示了单轴和立方各向异性随xN的变化。xN > 1.9 at.%的薄膜表现出整体单轴各向异性，各向异性场参数Hu随xN增加而增加。相应的色散平均单轴各向异性能密度参数<Ku> = HuMs/2是xN的线性函数，增加速率为每at.%氮950 erg/cm³。每个氮原子的单轴各向异性能估计为30 J/mol，该值与其他体系一致。对于xN低于6 at.%的情况，矫顽力Hc数据随晶粒尺寸D的六次方的标度关系表明，晶粒平均有效立方各向异性能密度参数<K1>比铁的名义K1值小约一个数量级，并给出了定量的<K1>随D的变化关系，该关系与具有立方各向异性的交换耦合随机晶粒的预测相匹配。
引用
@article{arxiv.cond-mat/0610160,
title = {Fundamental Magnetic Properties and Structural Implications for Nanocrystalline Fe-Ti-N Thin Films},
author = {Jaydip Das and Sangita S. Kalarickal and Kyoung-Suk Kim and Carl E. Patton},
journal= {arXiv preprint arXiv:cond-mat/0610160},
year = {2015}
}
备注
13 pages, 7 figures