钴铁氧体薄膜的磁化与各向异性
材料科学
2018-01-03 v1
摘要
钴铁氧体薄膜的磁化强度通常远低于 455 kAm-1 的体块值，该体块值对应于尖晶石结构中的反位阳离子分布，并具有约 0.6 muB 的显著轨道磁矩，该轨道磁矩与八面体配位的 Co2+ 离子相关。该轨道磁矩是磁致伸缩和磁晶各向异性及其对施加应变敏感性的原因。我们系统研究了在不同基板（TiO2、MgO、MgAl2O4、SrTiO3、LSAT、LaAlO3）上通过脉冲激光沉积制备的薄膜的结构与磁性，并将其作为温度（500-700 C）和氧压（10-4 - 10 Pa）的函数。室温磁化强度范围为 60 至 440 kAm-1，单轴基板诱导各向异性范围为沉积于 MgO (100) 上的薄膜的 +220 kJm-3 至沉积于 MgAl2O4 (100) 上的薄膜的 -2100 kJm-3，其中室温各向异性场达到 14 T。四面体和八面体位置上的高自旋 Fe3+ 和 Co2+ 阳离子的任何重排都无法使磁化强度降至体块值以下，但八面体位置上从 Fe3+ 和 Co2+ 到 Fe2+ 和低自旋 Co3+ 的转变将使低温磁化强度降至 120 kAm-1，随之而来的居里温度降低可使室温值接近于零。我们讨论了薄膜中出现低自旋钴的可能原因。关键词：钴铁氧体，薄膜，脉冲激光沉积，低自旋 Co3+，磁化强度的应变工程。
引用
@article{arxiv.1709.09965,
title = {Magnetization and Anisotropy of Cobalt Ferrite Thin Films},
author = {F. Eskandari and S. B. Porter and M. Venkatesan and P. Kameli and K. Rode and J. M. D. Coey},
journal= {arXiv preprint arXiv:1709.09965},
year = {2018}
}