面向高频应用的 Bi0.1Y2.9Fe5O12 薄膜的生长参数
材料科学
2022-09-02 v1 介观与纳米尺度物理
强关联电子
摘要
本文报道了铋(Bi)替代钇铁石榴石(Bi-YIG, Bi0.1Y2.9Fe5O12)薄膜的生长与表征。采用脉冲激光沉积(PLD)在钆镓石榴石衬底上生长了厚度范围为 20 至 150 nm 的薄膜，考虑了(100)和(111)两种衬底取向。观察到沿(111)方向十二面体位点 Bi3+ 离子的增强分布导致晶格常数从(100)取向薄膜的 12.379 埃增大至(111)取向薄膜的 12.415 埃。原子力显微镜图像显示粗糙度随膜厚增加而降低。与(100)生长薄膜相比，(111)取向薄膜的铁磁共振线宽增大，并导致吉尔伯特阻尼增加。150 nm 厚度薄膜的最低吉尔伯特阻尼值分别为(100)取向的 (1.06)×10E-4 和(111)取向的 (2.30)×10E-4。观测到的外在线宽、有效磁化强度和各向异性场数值与薄膜厚度及衬底取向相关。此外，面内角度变化表明(100)沉积薄膜具有四重对称性，而(111)沉积薄膜则不同。本研究为 PLD 生长的单晶 Bi-YIG 薄膜在所需高频与磁光器件应用方面提供了生长条件。
引用
@article{arxiv.2209.00558,
title = {Growth parameters of Bi0.1Y2.9Fe5O12 thin films for high frequency applications},
author = {Ganesh Gurjar and Vinay Sharma and Satyabrata Patnaik and Bijoy K. Kuanr},
journal= {arXiv preprint arXiv:2209.00558},
year = {2022}
}