通过独特的顺序斜向-法向沉积方法在 Co 纳米柱状多层结构中显著提升磁各向异性
材料科学
2023-02-20 v1
摘要
采用斜向/法向顺序沉积技术制备了基于 Co 的独特多层结构 [Co-oblique(4.4nm)/Co-normal (4.2 nm)]x10，其中每个 Co-oblique 层以 75deg 的斜角沉积，以诱导大的面内单轴磁各向异性（UMA）。与文献中先前关于钴的涟漪、应力及斜角沉积（OAD）相关研究相比，观察到易磁化轴沿多层平面内倾斜纳米柱投影方向、高出一个量级的 UMA。该多层结构即使在 450C 退火后仍保留磁各向异性。通过温度依赖的掠入射小角 X 射线散射（GISAXS）、原位反射高能电子衍射（RHEED）与掠入射 X 射线衍射（GIXRD）测量确认，该多层中的面内 UMA 是形状与磁晶各向异性（MCA）的共同作用。多层中 hcp Co 的晶体织构使沿柱方向的自旋轨道耦合能量最小化，其与形状各向异性能量耦合，导致易磁轴优先沿多层平面内柱的投影取向。退火后 UMA 的降低归因于柱的扩散/合并以及晶体织构的消失。所获得的高出一个量级的 UMA 展示了该独特结构工程技术的潜在应用价值，其在磁性薄膜/多层与自旋电子器件中可能具有深远优势。
引用
@article{arxiv.2302.08739,
title = {Significantly increased magnetic anisotropy in Co nano-columnar multilayer structure via a unique sequential oblique-normal deposition approach},
author = {Arun Singh Dev and Sharanjeet Singh and Anup Kumar Bera and Pooja Gupta and Velaga Srihari and Pallavi Pandit and Matthias Schwartzkopf and Stephan V. Roth and Dileep Kumar},
journal= {arXiv preprint arXiv:2302.08739},
year = {2023}
}
备注
22 pages, 10 figures