WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 ||

В самом деле, в пленках толщиной t = 50... 100, В пленке толщиной t10 30 вторая линия поглополученных на подложках типа I, в спектре ФМР нащения (треугольники) наблюдалась во всем диапазоне блюдаются как изотропная, так и анизотропная линии изменения углов. Однако и в этом случае с помощью поглощения, тогда как для пленок, полученных на подуравнений (1) и (2) нам не удалось добиться удовлеложках типа II, начиная с толщин t 40, наблюдается творительного соответствия рассчитанных зависимостей только анизотропная линия поглощения.

Hr() с экспериментальными (рис. 5, c). Прежде всеОтметим, что наблюдающуюся в пленках 2 и 3, а го обращает на себя внимание то обстоятельство, что также 9 и 10 дополнительную линию поглощения недобиться наилучшего совпадения экспериментальных и льзя связать с возбуждением неоднородных колебаний рассчитанных значений резонансных полей для второй намагниченности, характеризуемых целым числом полулинии поглощения удается в предположении, что ось волн по толщине (n 1) и в плоскости (k, m 1) [110] становится ”трудной” осью намагничивания. Этопленки. Действительно, в пленках Fe намагниченностью му приближению отвечает смена знака поля одноосной 4M0 = 12 kGs, обменной жесткостью A = 2·10-6 erg/cm анизотропии в таблице. Но даже в этом случае несколько и толщиной t 100 резонансные поля основной экспериментальных точек вблизи углов 0, 90 и (n = 0) и первой (n = 1) мод спин-волнового резонанса ”выпадают” из рассчитанной зависимости Hr().

различаются на величину.

Ширина линии ФМР как функция для линий по22A глощения, демонстрирующих анизотропную зависимость (0.1) H0 = 40 kOe, (4) Hr(), принимала наибольшие значения при углах, соt2Mответствующих максимальным значениям |Hr/|. На что существенно превышает не только наблюдающиеся рис. 6 для примера показаны ориентационные завизначения H0, но и доступный в эксперименте интерсимости H() для анизотропной линии поглощения вал изменения поля H0. С другой стороны, различие в спектре ФМР пленки 3 и пленки 11, обладающей резонансных полей основной моды и моды, имеющей минимальными значениями H, близкими к рекордным.

неоднородное распределение намагниченности в плоскости пленки, можно оценить с помощью дисперсионного соотношения для магнитостатических волн в касательно Обсуждение результатов намагниченной ферромагнитной пленке [30] Прежде всего отметим, что величины параметров 2ktM(0.1) H0 < 0.1 Oe, (5) 4Meff, Hc и H в исследованных пленках и их зависиL(1 + H0/4M0) мость от толщины в целом соответствуют приводимым в работах [14–18] для эпитаксиальных пленок Fe на под- где L — длина одной из сторон пленки, вдоль которой ложках GaAs (100) и (110). Напомним, что зависимость укладывается k полуволн.

параметров пленки от толщины связывают с влиянием Появление двух линий поглощения в спектре ФМР неелевской поверхностной анизотропии, возникающей пленок 2, 3, 9, 10 можно объяснить тем, что при за счет нарушения симметрии внутрикристаллических выбранных параметрах осаждения Fe и шероховатости полей на поверхности и интерфейсе пленки, и магнито- подложек в указанных пленках формируется неоднородупругих полей, вызванных рассогласованием параметров ная текстура. При этом следует считать, что рост пленки Журнал технической физики, 2000, том 70, вып. Влияние шероховатости подложек GaAs (001) на магнитные свойства эпитаксиальных пленок Fe начинается с образования островков с их последующим изменением (рис. 6). Два последних обстоятельства перекрытием при достижении определенных толщин tc. можно связать с влиянием обменного взаимодействия Причем коалесценция островков должна в нашем случае на границах кристаллитов в тех случаях, когда направсопровождаться их рекристаллизацией, поскольку ори- ления равновесных намагниченностей M0 внутри них не ентированные зависимости Hr() линий поглощения в совпадают. Если, например, изотропный и анизотропспектре ФМР пленок 2, 3, 9, 10 различны. Очевидно, ный отклики в спектре ФМР пленок 2 и 3 связать с что шероховатость наряду с другими параметрами роста наличием в пленках изотропной и анизотропной фаз, должна влиять на величину tc и размеры островков d. то разориентация намагниченностей внутри указанных Если предположить, что началу процесса сращивания фаз будет определяться углом. При параметрах, островков отвечает спектр ФМР с двумя линиями по- отвечающих анизотропному отклику в пленках 2 и 3, глощения, а формированию непрерывной пленки овечает получим || 5, || 25 соответственно, (штриспектр ФМР, характерный для пленок с ярко выра- ховая кривая на рис. 4, b, c). Видно, что для углов, женной кубической анизотропией (Kc > K ), то для при которых || принимает максимальные значения, в выбранного нами диапазона шероховатости подложек и пленках 2 и 3 наблюдается только один изотропный условий роста получим, что tc, а сплошная пленка отклик. При 0, чему отвечает намагничивание формируется при t 3.

вдоль кристаллографических направлений 100 и Понятно, что в островковых пленках сигнал ФМР ( = N/4, N —целое), наблюдаются как изотропный, является по-существу усредненным по всем остров- так и анизотропный отклики. Понятно также, что в этом кам откликом. Значение резонансного поля Hr каждо- случае вклад в величину H, обусловленный неодного из островков будет определяться не только полями родностью ориентации намагниченности, отсутствует и (Hr)unif(H0, Hc, H, H) и Hs, входящих в (3), но и ширина резонансной кривой оказывается минимальной полями размагничивания Hd. Если размеры островков (рис. 6).

взять d = 100-1000 [31], то для пленок критичеОбменным взаимодействием на границах островков ских толщин t при значениях 4M 8 kGs получим можно объяснить отмеченные выше трудности в подборе Hd 4Mt/d 0.1-2 kOe. Такие значения Hd с помощью (1), (2) параметров Hc и H для ориенсопоставимы с величинами полей H0, Hc, H и могут тационных зависимостей Hr() дополнительных линий давать наряду с Hs заметный вклад в резонансное поле поглощения пленок 9 и 10. Действительно, наличие Hr (3) отдельного островка. Если островки заметно обменной связи между островками в условиях выроразличаются по размерам, то следует ожидать заметного ждения их спектров ФМР должно приводить к снятию ослабления сигнала ФМР от пленки. Именно с этим мы вырождения. При этом спектры ФМР должны расталкисвязываем отсутствие сигнала ФМР в пленках докритиваться аналогично тому, как это имеет место в обменноческих толщин t < t. Поскольку снижение скорости связанных пленках [32]. В этом случае резонансные напыления v ведет к увеличению размеров кристаллитов зависимости Hr() не должны иметь пересечений, что d [31], то с этим можно связать изменение значений мы и наблюдаем на рис. 5, b, c.

критических толщин от t1 30 при v1 9 /min, до t2 10 в случае скорости v2 3 /min.

Заключение Увеличением размеров островков с понижением скорости напыления можно попытаться объяснить отличие в Таким образом, в работе исследовано влияние шерохарактере ориентационных зависимостей Hr() пленок ховатости подложек GaAs (001) на вид спектров ФМР 1 и 5, с одной стороны, и пленки 8, с другой. Действина частоте 9.8 GHz пленок Fe толщиной t 12... 140, тельно, в пленках 1 и 5, выращенных при более высокой полученных молекулярно-лучевой эпитаксией при комскорости напыления v1, размер островков d, видимо, натной температуре и скоростях осаждения v1 9 /min оказывается настолько мал, что вклад полей Hd и Hs в и v2 3 /min. Для подложек, характеризуемых средзначения Hr островков становится доминирующим, а изнеквадратичными значениями амплитуды шероховатости за разброса в значениях d усредненный отклик от пленок 1 30 и 2 10 и выбранных параметров роста, оказывается не зависящим от значений угла. Для показано следующее.

пленки 8, выращенной при низкой скорости напыления 1. Вид спектра ФМР существенно определяется соv2, за счет увеличения значений d влияние указанных отношением толщины пленки t и величины : при факторов на резонансное поле оказывается меньше и толщинах t и t 3 в спектре наблюдается становится заметным вклад полей Hc и H, отражающих одиночная линия поглощения, тогда как при t эпитаксиальный характер роста пленки.

С островковым характером роста пленки можно свя- две линии поглощения.

зать как изменение соотношения амплитуд изотропного 2. Спектр ФМР наблюдается в пленках толщиной и анизотропного откликов, так и расширение интервала t больше некоторой критической толщины t, которая углов, в котором наблюдается анизотропный отклик, в значительной степени определяется скоростью осас ростом толщины пленки рис. 4, b, c, а также изме- ждения и не имеет прямой связи с шероховатостью нение ширины линии ФМР анизотропного отклика с подложки.

Журнал технической физики, 2000, том 70, вып. 56 С.Л. Высоцкий, А.С. Джумалиев, Г.Т. Казаков, Ю.А. Филимонов, А.Ю. Цыплин Отмеченные особенности спектров ФМР связываются [24] Jonker B.T., Kneedler E.M., Thibado P. et al. // J. Appl. Phys.

1997. Vol. 81. N 5. P. 4362.

с островковым характером роста пленки и влиянием [25] Florczak J.M., Dan Danlberg E. // Phys. Rev. 1991. Vol. B44.

шероховатости на процесс сращивания островков.

N 17. P. 9338–9347.

Работа поддержана грантом РФФИ (№ 97-02-18614), [26] Высоцкий С.Л., Гульбух С.С., Джумалиев А.С. и др. // Письма в ЖТФ. 1999. Т. 25. Вып. 3. С. 36–40.

грантами Государственной программы ”Актуальные на[27] Endo Y., Okamoto S., Kitakami O., Shimada Y. // J. Appl.

правления физики конденсированных сред”, направлеPhys. 1997. Vol. 81. N 1. P. 344–349.

ния ”Поверхностные атомные структуры” (№ 97-3.[28] Яковлев Ю.М., Генделев С.Ш. Монокристаллы ферритов и 2.9.99) и частично грантом программы ”Интеграция” в радиоэлектронике. М.: Сов. радио, 1975. 360 с.

(№ 696.3).

[29] Poon Chin Y., Bhushan B. // JAP. 1996. Vol. 79. N 8. P. 5799– 5801.

[30] Гуревич А.Г., Мелков Г.А. Магнитные колебания и волны.

М.: Физматлит, 1994. 464 с.

Список литературы [31] Технология тонких пленок. М.: Сов. радио, 1977. Т. 2.

С. 768.

[1] Prosen R.J., Gran B.E., Kivel J. // J. Appl. Phys. 1963. Vol. 34.

[32] Filimonov Yu.A., Kazakov G.T., Vysotsky S.L. et al. // JMMM.

N 4. P. 1147–1148.

1994. Vol.131. P. 235–241.

[2] Li M., Zhao Y.-P., Wang G.-C., Min H.-G. // J. Appl. Phys.

1998. Vol. 83. N 11. P. 6287–6289.

[3] He Y.-L., Wang G.-C. // J. Appl. Phys. 1994. Vol. 76. N 10.

P. 6446–6448.

[4] Meng X., Bian X., Muir W.B. et al. // J. Appl. Phys. 1994.

Vol. 76. N 10. P. 7084–7086.

[5] Cochran J.F., Muir W.B., Rudd J.M. et al. // J. Appl. Phys.

1991. Vol. 69. N 8. P. 5206–5208.

[6] Han D.-H., Zhu J.-G., Judy J.H., Sivertsen J.M. // J. Appl.

Phys. 1997. Vol. 81. N 1. P. 340–343.

[7] Chang C.-H., Kryder M.H. // J. Appl. Phys. 1994. Vol. 75.

N 10. P. 6864–6866.

[8] Takeshita H., Hittori K., Fujiwara Y. et al. // Ibid. P. 6415– 6417.

[9] Bruno P., Bayreuther G., Beauvillain P. et al. // J. Appl.

Phys. 1990. Vol. 68. N 11. P. 5759–5766.

[10] Chappert C., Bruno P. // J. Appl. Phys. 1988. Vol. 64. N 10.

P. 5736–5741.

[11] Folkerts W., Hakkens F. // J. Appl. Phys. 1993. Vol. 73. N 10.

P. 3922–3925.

[12] Freeland J.W., Chakarian V., Bussmann K. et al. // J. Appl.

Phys. 1998. Vol. 83. N 11. P. 6290–6292.

[13] Mac Kay J.F., Teichert C., Lagally M.G. // J. Appl. Phys.

1997. Vol. 81. N 8. P. 4353.

[14] Prinz G.A., Krebs J.J. // Appl. Phys. Lett. 1981. Vol. 39. N 5.

P. 397–399.

[15] Rachford F.J., Prinz G.A., Krebs J.J., Hathaway K.B. // J.

Appl. Phys. 1982. Vol. 53. N 11. P. 7966–7968.

[16] Krebs J.J., Rachford F.J., Lubitz P., Prinz G.A. // Ibid.

P. 8058–8060.

[17] Prinz G.A., Rado G.T., Krebs J.J. // J. Appl. Phys. 1982.

Vol. 53. N 3. P. 2087–2091.

[18] Krebs J.J., Jonken B.T., Prinz G.A. // J. Appl. Phys. 1987.

Vol. 61. N 7. P. 2596–2599.

[19] Gu E., Bland J.A.C., Daboo C. et al. // J. Appl. Phys. 1994.

Vol. 76. N 10. P. 6440–6442. Phys Rev. 1995. Vol. B51. N 6.

P. 3596–3604.

[20] Daboo C., Hicken R.J., Gu E. et al. // Phys. Rev. 1995.

Vol. B51. N 22. P. 15964–15973.

[21] Flippe A., Schuhl A. // J. Appl. Phys. 1997. Vol. 81. N 8.

P. 4359–4361.

[22] Tustison R.W., Varitimos T., van Hook J., Schloemann E.F. // Appl. Phys. Lett. 1987. Vol. 51. N 4. P. 285–287.

[23] Oliver S.A., Vittoria C., Schloemann E. et al. // J. Appl. Phys.

1988. Vol. 63. N 8. P. 3802–3804.

Журнал технической физики, 2000, том 70, вып.

Pages:     | 1 ||



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.