由缓冲层粗糙度调控的钴超薄膜结构磁性质
材料科学
2023-08-21 v1
摘要
多层膜的生长优化因其独特的物理性质而备受关注。含铂-钴等磁性材料的体系因其在自旋电子学、磁存储与磁传感器等方面的技术应用潜力而被研究。由于薄层的磁性质与生长参数密切相关，精细调控这些参数对于制备具有特定应用所需性质的多层膜十分必要。本文展示了一种通过改变底层厚度来调控多层膜中 Co 超薄膜矫顽场的高效方法。利用磁控溅射，我们制备了具有不同 Au 底层厚度的 Au(x)/Pt(5nm)/Co(0.7nm)/Au(5nm) 多层体系。通过原子力显微镜研究了沉积 Co 层的 Au(x)/Pt(5nm) 叠层的表面形貌。我们展示了因其岛状生长机制（Volmer-Weber 模式）而通过更改 Au 底层厚度来控制界面粗糙度的可能性。随着 Au 名义厚度增加，岛的横向尺寸增大，导致层表面整体粗糙度升高。磁化测量表明，底层粗糙度通过诱导额外磁各向异性对多层膜矫顽力产生直接影响。当 Au 层厚度增至 20 nm 时，我们可将矫顽场在约 200 Oe 至约 1100 Oe 范围内调节，而饱和磁化强度近乎恒定。还研究了在同一多层膜中以 Cu 替代 Au 底层，展示了利用不同材料调节矫顽力的可能性。该结果对于可通过缓冲层粗糙度工程调控基于 Co 薄膜的多层膜结构磁性质的应用具有重要意义。
引用
@article{arxiv.2303.15141,
title = {Magnetic properties of cobalt ultrathin film structures controlled by buffer layer roughness},
author = {Carlos H. Verbeno and Jakub Zázvorka and Lukáš Nowak and Martin Veis},
journal= {arXiv preprint arXiv:2303.15141},
year = {2023}
}
备注
15 pages, 8 figures