Спонтанная намагниченность и особенности термоинициированного намагничивания планарных наноструктур Co/Si

Abstract

В интервале температур 4,2–300 К исследованы магнитные свойства планарных наноструктур Co/Si с различными номинальными толщинами магнитных (2–42 нм) и немагнитных (0,3–10 нм) слоистых составляющих. Установлено, что в присутствии слоев Si происходит уменьшение спонтанной намагниченности Со, изменение ее температурной зависимости и модификация магнитного гистерезиса. Межслойное влияние интерпретировано как следствие диффу- зии Si в слои Со, которая приводит к образованию магнитонеоднородных приграничных интерфейсов с пониженной средней намагниченностью. Глубина интерфейсов зависит от номинальной толщины слоев Si и по оценкам может составлять до 1,6 нм. В модели гранулированной микроструктуры интерфейсов дано качественное объяснение особенностям намагничивания исследованных объектов под действием магнитного поля и температуры. Некоторые положения предложенной модели подтверждены результатами электронно-микроскопических наблюдений.

В інтервалі температур 4,2–300 К досліджено магнітні властивості планарних наноструктур Co/Si з різними номінальними товщинами магнітних (2–42 нм) і немагнітних (0,3–10 нм) шаруватих складових. Установлено, що в присутності шарів Si відбувається зменшення спонтанної намагніченості Со, зміна її температурної залежності та модифікація магнітного гістерезису. Міжшаровий вплив інтерпретовано як наслідок дифузії Si у шари Со, що призводить до утворення магнітонеоднорідних примежових інтерфейсів зі зниженою середньою намагніченістю. Глибина інтерфейсів залежить від номінальної товщини шарів Si та по оцінках може становити до 1,6 нм. У моделі гранульованої мікроструктури інтерфейсів дане якісне пояснення особливостям намагнічування досліджених об’єктів під дією магнітного поля та температури. Деякі положення запропонованої моделі підтверджено результатами електронно-мікроскопічних спостережень.

The magnetic properties of planar Co/Si nanostructures with different nominal thicknesses of magnetic (2–42 nm) and non-magnetic (0.3–10 nm) layered components are studied in the temperature interval of 4.2–300 K. It is found that with the Si layers present, the spontaneous magnetization of Co decreases, its temperature dependence is changed, and the magnetic hysteresis is modified. The interlayer influence is explained by the Si diffusion into the Co layers, which results in the formation of magnetically non-uniform interfaces of lower average magnetization. The depth of the interfaces depends on nominal thickness of the Si layers and can be as high as 1.6 nm. The qualitative explanation of the magnetization process features of the investigated subjects influenced by magnetic field and temperature are explained qualitatively in the framework of the granular microstructure model. Some statements of the interlayer interaction model are supported by the results of electron microscopic studies.