Твердофазный синтез и исследование физико-химических свойств ферромагнитных нанокомпозитов

Рассмотрен новый подход к синтезу ферромагнитных пленочных нанокомпозитных материалов на основе твердофазных реакций между слоями окислов 3d-металлов и металлами In, Al, Zn, Cd, Zr, Sn, Ti, окислы которых являются широкозонными полупроводникоми или диэлектриками. Получены гранулированные пленочные нанокомпозиты Co - Al₂O₃ в слоистой системе Al/Со₃O₄. Установлена температура инициирования реакции Tin ~ 500°С. Синтезированные пленки Co - Al₂O₃ со средним размером Со 40 nm были магнитомягкие и обладали хорошей химической стабильностью. Синтезированы магнитожесткие пленочные нанокомпозиты CoPt - Al₂O₃ и FePt - AlAl₂O₃ в слоистых системах Al/Co₃O₄ + Pt и Al/Fe₃O₄ + Pt. Установлена температура инициирования реакции Tin ~ 500°С и ~ 450°С соответственно. Полученные пленки содержали ферромагнитные пространственно изотропные кластеры CoPt (НC ~ 5 кЭ) или FePt (НC ~ 10 кЭ) со средним размером 20 - 100 нм, вложенные в Al₂O₃-матрицу и обладали большой вращающейся магнитной анизотропией. В магнитных полях выше коэрцитивной силы Н > НC легкая ось анизотропии с учетом угла отставания может быть ориентирована как в плоскости, так и перпендикулярно плоскости пленки, что может быть востребовано для создания микроустройств с настраиваемой легкой осью. Для выявления природы большой вращающейся магнитной анизотропии в магнитожестких пленочных нанокомпозитах CoPt - Al₂O₃, FePt - Al₂O₃ и полученных MnBi - MnO проведены синтез, рентгеновские и магнитные исследования пленок CoPt, FePt и MnBi. Показано, что синтезированные образцы CoPt, FePt и MnBi имеют структуру, состоящую преимущественно из двух упорядоченных фаз магнитожесткой и магнитомягкой L₁₀ - CoPt + A1 - CoPt₃, L₁₀ - FePt + L₁₂ - Fe₃Pt и LT - MnBi + QHTP - Mn₁,₀₈Bi соответственно. Это предполагает, что эпитаксиальное срастание и обменное взаимодействие этих фаз лежат в природе вращающейся магнитной анизотропии.