Диплом. Научноисследовательская часть Технические требования
 Скачать 5.55 Mb.
|
|
1.4.3 Металлические аморфные пленки 1.4.3.1 Природа магнитного упорядочения и структура. Аморфные пленки сплавов редкоземельных и переходных металлов (РЗ-ПМ) обычно описывают общей формулой (R1-хMeх)1-уZy, где R— редкоземельный или немагнитный элемент, используемый для замещения; Me — один из переходных металлов (Mn, Fe, Со, Ni); Z — немагнитный элемент (Мо, Сu, Аu, Ск), вводимый для обеспечения разнообразия свойств. Для краткости эту форму часто записывают как R—Me—Z. Возникновение самопроизвольной намагниченности в сплавах РЗ-ПМ обусловлено наличием 3d-орбиталей в атомах переход ных металлов и 4f-орбиталей в атомах редкоземельных металлов, а также наличием сил обменного взаимодействия, вызывающих магнитное упорядочение элементарных магнитных моментов ато мов. В этих материалах имеют место три типа обменных взаимодействий: редкоземельных атомов между собой, атомов пе реходных металлов между собой и редкоземельных атомов с ато мами переходных металлов. Самым слабым вследствие своего косвенного характера является обменное взаимодействие между редкоземельными атомами, а самым сильным — взаимодействие между атомами переходных металлов, превосходящее первое больше чем на порядок и определяющее значение температуры Нееля Тн (часто эту температуру для аморфных пленок называют температурой Кюри Тк). Сила обменного взаимодействия редко земельных атомов с атомами переходных металлов является промежуточной, но она определяет значение температуры ком пенсации магнитного момента Tкмм. Каждое из этих обменных взаимодействий является в зависимости от расстояния между атомами положительным или отрицательным [1]. 1.4.3.2 Одноосная анизотропия. Хотя массивные образцы аморфных сплавов редкоземельных элементов с железом не имеют заметной макроскопической анизотропии, тонкие аморфные пленки определенных составов обладают одноосной анизотропией с осью легкого намагничивания, перпендикулярной поверхности пленки. Одноосная анизотропия в аморфных пленках сильно зависит от условий их получения, поэтому, применяя различные режимы роста этих пленок, можно получать необходимую анизотропию.  Рис. 1.26. Константа одноосной анизотропии аморфных пленок до (сплошные линии) и после (штриховые линии) отделения от подложки: a Gd - Со; б- Tb - Fe; в - Gd - Fe Максимум константы одноосной анизотропии Кодн в аформных пленках наблюдается для пленок Gd — Со и Tb — Fe, отделенных от подложки (рис. 1.26, а, б). Однако для пленок Gd — Fe в этих условиях /Кодн имеет минимальное значе ние (рис. 1.26, в) . Более того, для пленок одного и того же состава, полученных разными методами, концентрационная за висимость константы одноосной анизотропии может быть различ ной. Так, для пленок Tb —Fe с очень малым содержанием аргона, полученных методом магнетронного распыления, максимум Кодн наблюдается вблизи компенсационного состава. Вместе с тем в пленках Tb — Fe с содержанием арго на, полученных методом катодного распыления, вблизи компенса ционного состава значение Кодн минимально. 1.4.3.3 Магнитооптические свойства. Для считывания информации, записанной на аморфную пленку, используют как эффект Фара дея, так и эффект Керра. Магнитооптические параметры аморф ных пленок ряда составов приведены в табл. 1.4. Коэффициент оптического поглощения аморфных пленок Tb — Fe падает с длиной волны в диапазоне λ<1 мкм, в то время как при λ=1÷3мкм его значение почти не меняется и составляет (5÷6)х105 см -1 . Температурная зависимость удельного фарадеевского враще ния в пленках Tb — Fe с различным содержанием тербия имеет вид, характерный для зависимости Ms (Т), при этом θF уменьшает ся с ростом содержания Тb. Характер температурной зависимости керровского вращения в аморфных пленках такой же, как и для θF (Т) . В частности, при увеличении температуры от комнатной до 350 К значение θК в пленках Tb — Fe уменьшается от 0,18° до 0,08°. Поскольку для считывания информации с МО дисков обычно используют эффект Керра, увеличивают θК за счет введения различных добавок в аморфные пленки Tb — Fe, обла дающие относительно низким θК (рис. 1.27, табл. 1.4), но более предпочтительным по другим параметрам для практического ис пользования.  Рис. 1.27. Концентрационные зависимости керровского вращения в некоторых аморфных пленках: 1 - Tbx (Со0,11Fe0,89)1-x; 2 — (Tb0,85Gd0,15)xFe1-x; 3 - TbxFe1-x Проводя замещения в обеих подрешетках аморфных пленок Tb — Fe, можно оптимизировать параметры этих материалов. Так, замещение атомов железа кобальтом должно увеличивать Тн, Нси θК, а добавки в редкоземельную подрешетку сдерживают рост Тн, но сохраняют высокое значение θК. Для системы Tbu-xRxFeυ-yCo;, (R = Dy, Но, Еr) можно получить большое θК в интервалах u= 0,30÷0,33, υ = 0,674÷0,70 и у = 0,05÷0,25. Другой путь повышения θК состоит в нанесении диэлектри ческих покрытий и отражающих слоев [1]. Таблица 1.4. Параметры аморфных пленок РЗ-ПМ
|