エピタキシャル高Ku磁性合金薄膜の形成と構造解析(信号処理,一般)
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概要
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高瓦磁性合金:(1)Ll_0構造のFePd, FePt, CoPt合金,(2)LllおよびBh(+DOlg)構造のCo-Pt合金,(3)D2d(R7き型)構造のSm-Co, Sm-Ni, Sm-Fe合金の薄膜を磁化容易軸が基板面に対して垂直方向に向くように結晶配向させた状態で単結晶基板上にエピタキシャル成長させ,構造制御の検討を行った.(1)基板温度を室温から600。Cの問の一定温度とした状態で製膜する1段階法と基板温度200。Cでの製膜後に600。Cの熱処理を施す2段階法の2種類の方法を用いて, MgO(001)基板上にFePd, FePt,および, CoPt合金膜を形成した.FePd, FePt, CoPt膜は,それぞれ200,200,400。C以下の基板温度で製膜した場合,不規則構造を持ち,これらの基板温度以上では,Llo規則相が形成された,いずれの合金膜に対しても,基板温度の上昇に伴い,規則度が向上した.基板温度200。Cで製膜した不規則合金膜を600。Cで熱処理した場合においても, Llo規則相が得られた.基板温度600。Cで製膜する1段階法と製膜後に6000Cの熱処理を行う2段階法で形成した膜は同程度の規則度を持った.1段階法で形成した膜はファセットが発達した島状表面形態を持っのに対して,2段階法で形成した膜では算術平均粗さが0.3mm以下の平坦性の良い表面が実現された.2段階法を用いることにより,平坦表面を持っLlo規則合金膜を形成できることが示された.(2)基板温度を室温から600。Cの間で変化させ, MgO(ll1)基板上に最密充填面配向したCoPtおよびCo3Pt合金膜をエピタキシャル成長させた.基板温度300。C付近で製膜したCoPtおよびCo3Pt膜において,それぞれ,準安定であるLllおよび召h(+DOlg)規則相が形成された.これらの規則合金膜は強い垂直磁気異方性を示した.(3)SmCo5化学量論組成に対してSnVCo組成をCoリッチ(12 at%Sm-Co)からSmリッチ(35 at%Sm-Co)の領域まで変化させて,Cu(lll)下地層上にSm-Co合金膜を形成した.基板温度および膜組成が規則相形成に及ぼす影響について調べた.基板温度の上昇に伴い,規則相形成が促進され,基板温度500。Cでは,12〜35 at%Sm-Coのいずれの組成に対しても, D2d(R7ヨ型)規則構造を持っエピタキシャルSm-Co(0001)膜が得られた,下地層のCu原子がSm-Co膜に拡散し, Cu原子がSmCo5規則構造のCoサイトに部分置換したSm(Co,Cu)5相が形成された.また,CoサイトをNiもしくはFe元素で置換した(0001)配向エピタキシャルSmNi5およびSmFe5膜も形成された.
- 2012-12-06
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