Tek-eksenli Manyetik Anizotropiye Sahip Permalloy (Ni79Fe21) İnce Filmlerin Manyetik ve Yapısal Karakterizasyonu

Abstract

Bu çalışmada, Si(100)/SiO2(~200 nm) alttaş üzerine 4 - 20 nm arasında değişen kalınlıklarda büyütülen permalloy ince filmlerin yapısal ve manyetik özellikleri araştırılmıştır. Permalloy ince filmler eğik açılı magnetron saçtırma tekniği kullanılarak yüksek vakumlu odada hazırlandı. X-ışını foto-elektron spektroskopisi ölçüm sonuçlarından, permalloyun alaşım komposizyonu oranı %21 Fe ve %79 Ni olarak bulundu. X-ışını kırınım ve yansıma ölçümleri, permalloy filmlerinin (111) yönünde, düşük yüzey pürüzlülüğüne sahip ve nominal kalınlıklarda büyüdüğünü gösterdi. Elde edilen ince filmlerin manyetik özellikleri ferromanyetik rezonans (FMR) ve titreşimli örnek manyetometresi (VSM) teknikleri kullanılarak araştırıldı. Film hazırlamada kullanılan eğik biriktirme nedeniyle, filmlerde düzlem içi tek-eksenli manyetik anizotropi gözlemlendi. Mıknatıslanma yönüne göre serbest enerji minimizasyonu yöntemini kullanan bir bilgisayar kodu yazılarak deneysel FMR verileri simule edildi ve bu sayede filmlerin tek eksenli anizotropi sabitleri belirlendi. Ayrıca, zorlayıcı alan ve anizotropi alanı gibi manyetik özelliklerin kalınlığa bağlı olarak değişimleri tartışıldı.