ИССЛЕДОВАНИЕ МАГНИТНОЙ АНИЗОТРОПИИ И СВЧ ХАРАКТЕРИСТИК НАНОПЛЕНОК Fe И Fe-Si МЕТОДОМ ФЕРРОМАГНИТНОГО РЕЗОНАНСА (ЗАКЛЮЧИТЕЛЬНЫЙ ОТЧЕТ ЗА 2016-2017)

Объект исследования: пленки железа, а также пленки железа, допированные кремнием, нанометровой толщины, напыленных на подложки кремния с ориентацией поверхности (111) и (100) при различных технологический условиях. Цель: разработка и исследование новых материалов для спинтроники на основе нанопленок системы железо-кремний. Исследована магнитная анизотропия указанных ферромагнитных пленок, а также высокочастотные (СВЧ) магнитные характеристики полученных структур. Из анализа данных ФМР установлено, что на эффективную намагниченность насыщения пленок железа влияет толщина слоя. Так, при изменении толщины от 14 до 50 нм для пленок железа, полученных на Si(111)7x7 при температуре 250°С, эффективная намагниченность насыщения увеличивается от 1701,1 до 1781,5 Гс. Установлено также, что разориентация поверхности подложки кремния Si(111) оказывает влияние на поля одноосной и кубической анизотропии. При увеличении угла разориентации поверхности подложки от 0,4 до 5,7° для пленок железа, полученных на Si(111)7x7 при температуре 250°С, поле одноосной анизотропии изменяется от 3,45 до 67,5 Э, кубической – от 520,12 до 308,6 Э. Показано, что концентрация кремния в пленках Fe(1-x)Si(x) влияет на эффективную намагниченность насыщения: при увеличении кремния х от 0,15 до 0,3 намагниченность снижается от 1350,1 до 960,2 Гс. Выявлено, что на магнитную анизотропию оказывает сильное влияние угол разориентации поверхности подложки, а также направление потока железа при напылении под углом к поверхности подложки. С увеличением угла разориентации растет одноосная магнитная анизотропия структуры, а в случае с эпитаксиальными пленками - еще и кубическая. Получены данные о том, что в зависимости от условий эксперимента одноосная магнитная анизотропия может варьироваться от 0,82 до 117,26 Э для пленок Fe₃Si. Результаты показывают: изменяя параметры синтеза, можно регулировать физические свойства структур и устанавливать заданные характеристики для конкретного применения; проводя дополнительные эксперименты, можно расширить диапазон изменяемых характеристик.