ĐIỀU BIẾN DỊ HƯỚNG TỪ VÀ TRƯỜNG TRAO ĐỔI DỊCH THEO PHƯƠNG VUÔNG GÓC TRONG CÁC MÀNG ĐA LỚP [Co/Pd]-IrMn CÓ CẤU TRÚC NANO DẠNG ANTIDOT ARRAYS | Cường | TNU Journal of Science and Technology

ĐIỀU BIẾN DỊ HƯỚNG TỪ VÀ TRƯỜNG TRAO ĐỔI DỊCH THEO PHƯƠNG VUÔNG GÓC TRONG CÁC MÀNG ĐA LỚP [Co/Pd]-IrMn CÓ CẤU TRÚC NANO DẠNG ANTIDOT ARRAYS

Thông tin bài báo

Ngày nhận bài: 07/06/22                Ngày hoàn thiện: 14/07/22                Ngày đăng: 14/07/22

Các tác giả

1. Giáp Văn Cường, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên
2. Chử Văn Thành, 1) Viện Khoa học vật liệu - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, 2) Viện Đào tạo Quốc tế về Khoa học vật liệu (ITIMS)
3. Đỗ Khánh Tùng, Viện Khoa học vật liệu - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam
4. Nguyễn Thanh Hường, Viện Khoa học vật liệu - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam
5. Đỗ Hùng Mạnh, Viện Khoa học vật liệu - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam
6. Trần Đăng Thành, Viện Khoa học vật liệu - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam
7. Nguyễn Thị Ngọc Anh Email to author, 1) Viện Khoa học vật liệu - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam 2) Học viện Khoa học và Công nghệ, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam

Tóm tắt


Việc điều khiển tính dị hướng và trường trao đổi dịch (HEB) trong các màng mỏng sắt từ/phản sắt (FM/AFM) từ được coi là chìa khóa trong sự phát triển các thiết bị spintronics thế hệ mới. Trong bài báo này, chúng tôi nghiên cứu khả năng điều biến dị hướng từ và HEB dựa trên các thông số cấu trúc trong các màng nano xốp đa lớp FM/AFM. Các màngmỏng đa lớp [Co/Pd]-IrMn được phún xạ trên đế phẳng SiO2 và trên các đế xốp nano Al2O3 và TiO2có kích thước lỗ xốp và độ nhám bề mặt khác nhau. Ảnh hưởng của hình thái bề mặt, kích thước lỗ xốp lên các đặc trưng cấu trúc và tính chất từ của các màng xốp đa lớp [Co/Pd] và [Co/Pd]-IrMn được khảo sát một cách kỹ lưỡng. Tất cả các màng (phẳng và xốp) đều thể hiện dị hướng từ mạnh và HEBlớn theo phương vuông góc ở nhiệt độ phòng, đặc biệt trong màng xốp TiO2-[Co/Pd]-IrMn. Thêm nữa, sự tăng cường đáng kể lực kháng từ và sự giảm độ từ dư trong các màng xốp đã chế tạo, phụ thuộc vào kích thước lỗ xốp và hình thái bề mặt, cũng quan sát thấy.

Từ khóa


Màng mỏng đa lớp; Cấu trúc antidot arrays; Dị hướng từ vuông góc; Trao đổi dịch theo phương vuông góc; FM/AFM

Toàn văn:

PDF

Tài liệu tham khảo


[1] J. Sort, V. Baltz, F. Garcia, B. Rodmacq, and B. Dieny, “Tailoring perpendicular exchange bias in [Pt/Co]-IrMn multilayers,” Physical Review B, vol. 71, 2005, Art. no. 054411.

[2] W.-B. Wu, J. Kasiuk, T. N. A. Nguyen, J. Fedotova, J. Przewoźnik, C. Kapusta, O. Kupreeva, S. Lazarouk, K. T. Do, T. H. Nguyen, H. K. Vu, D. L. Vu, and J. Åkermane, “Complex magnetic ordering in nanoporous [Co/Pd]5-IrMn multilayers with perpendicular magnetic anisotropy and its impact on magnetization reversal and magnetoresistance,” Physical Chemistry Chemical Physics, vol. 22, 2020, Art. no. 101039.

[3] J. Feng, H. F. Liu, H. X. Wei, X. G. Zhang, Y. Ren, X. Li, Y. Wang, J. P. Wang, and X. F. Han, “Giant Perpendicular Exchange Bias in a Subnanometer Inverted (Co/Pt)n/Co/IrMn Structure,” Physical Review Applied, vol. 7, 2017, Art. no. 054005.

[4] C. Y. Tsai, J.-H. Hsu, P. Saravanan, and K. F. Lin, “Study on the occurrence of spontaneously established perpendicular exchange bias in Co49Pt51/IrMn bilayers,” Journal of Applied Physics, vol. 115, 2014, Art. no. 17D726.

[5] H. Gao and Y. Liu, “Exchange bias of [Pt/Co]/IrMn with two-directional isotropy,” AIP Advances, vol. 9, 2019, Art. no. 015132.

[6] C. H. Marrows, "Three-dimensional exchange bias in{Co/Pd}N/FeMn," Physical Review B, vol. 68, 2003, Art. no. 012405.

[7] Z. Y. Liu and S. Adenwalla, “Closely linear temperature dependence of exchange bias and coercivity in out-of-plane exchange-biased [Pt/Co]3/NiO(11Å) multilayer,” Journal of Applied Physics, vol. 94, 2003, Art. no. 1105.

[8] T. H. Nguyen, T. T. T. Nguyen, T. T. H. Cao, H. M. Dinh, H. M. Do, D. L. Vu, V. D. Nguyen, and T. N. A. Nguyen, “Turnable perpendicular exchange bias and coercivity in [Co/Pd]/IrMn multilayers,” TNU Journal of Science and Technology, vol. 200, no. 07, pp. 141-148, 2019.

[9] J. Sort, B. Dieny, M. Fraune, C. Koenig, F. Lunnebach, B. Beschoten, and G. Gu¨ntherodt, “Perpendicular exchange bias in antiferromagnetic-ferromagnetic nanostructures,” Applied Physics Letters, vol. 84, 2004, Art. no. 3696.

[10] D. Tripathy and A. O. Adeyeye, “Perpendicular anisotropy and out-of-plane exchange bias in nanoscale antidot arrays,” New Journal of Physics, vol. 13, 2011, Art. no. 023035.

[11] M. Futamoto and M. Ohtake, “Development of Media Nanostructure for Perpendicular Magnetic Recording,” Journal of the Magnetics Society of Japan, vol. 41, no. 6, pp. 108-126, 2017.

[12] D. Tripathy, A. O. Adeyeye, and N. Singh, “Exchange bias in nanoscale antidot arrays,” Applied Physics Letters, vol. 93, 2008, Art. no. 022502.

[13] G. Ali, C. Chen, S. H. Yoo, J. M. Kum, and S, O. Cho, “Fabrication of complete titania nanoporous structures via electrochemical anodization of Ti,” Nanoscale Research Letters, vol. 6, 2011, Art. no. 332.

[14] A. K. Kasi, “Fabrication of Anodic Aluminum Oxide (AAO) Nano-Porous Membrane on Both Sides of Aluminum Sheet,” 2nd International Conference on Mechanical and Electronics Engineering (ICMEE 2010), Kyoto, Japan, August 1-3, 2010.

[15] Q. Peng, H. Liu, and Shen Ye, “Adsorption of Organic Carbonate Solvents on a Carbon Surface Probed by Sum Frequency Generation (SFG) Vibrational Spectroscopy,” Journal of Electroanalytical Chemistry, vol. 800, pp. 134-143, 2016.

[16] F. Garcia, J. Sort, B. Rodmacq, S. Auffret, and B. Dieny, “Large anomalous enhancement of perpendicular exchange bias by introduction of a nonmagnetic spacer between the ferromagnetic and antiferromagnetic layers,” Applied Physics Letters, vol. 83, 2003, Art. no. 3537.

[17] S. Jenkins, R. W. Chantrell, T. J. Klemmer, and R. F. L. Evans, “Magnetic anisotropy of the noncollinear antiferromagnet IrMn3,” Physical Review B, vol. 100, no. 22, 2019, Art. no. 220405.

[18] S. Tacchi, T. N. A. Nguyen, G. Gubbiotti, M. Madami, G. Carlotti, M. G. Pini, A. Rettori, V. Fallahi, R. K. Dumas, and J. Åkerman, “[Co/Pd]-CoFeB exchange spring magnets with tunable gap of spin wave excitations,” Journal of Physics D: Applied Physics, vol. 47, no. 49, 2014, Art. no. 495004.

[19] T. N. A. Nguyen, J. Kasiuk, W.‑B. Wu, J. Fedotova, J. Przewoźnik, C. Kapusta, O. Kupreeva, S. Lazarouk, T. T. H. Cao, T. T. T. Nguyen, H. M. Dinh, K. T. Do, T. H. Nguyen, H. K. Vu, D. L. Vu, and J. Åkerman, “Correlation of magnetic and magnetoresistive properties of nanoporous Co/Pd thin multilayers fabricated on anodized TiO2 templates,” Scientific Reports, vol. 10, 2020, Art. no. 108381.

[20] W.-B. Wu, J. Kasiuk, T. N. A. Nguyen, J. Przewoźnik, J. Fedotova, C. Kapusta, O. Kupreeva, S. Lazarouk, K. T. Do, T. H. Nguyen, H. K. Vu, H. L. Pham, D. L. Vu, and J. Åkerman, “Influence of interfacial magnetic ordering and field-cooling effect on perpendicular exchange bias and magnetoresistance in nanoporous IrMn/[Co/Pd] films,” Journal of Applied Physics, vol. 127, 2020, Art. no. 223904.

[21] S. Dijken, J. Moritz, and J. M. D. Coey, “Correlation between perpendicular exchange bias and magnetic anisotropy in IrMn/[Co/Pt]n and [Pt/Co]n/IrMn multilayers,” Journal of Applied Physics, vol. 97, 2005, doi: 10.1063/1.1861964.

[22] A. P. Malozemoff, “Random-field model of exchange anisotropy at rough ferromagnetic-antiferromagnetic interfaces,” Physical Review B, vol. 35, no. 7, pp. 3679-3682, 1987.

[23] T. N. A. Nguyen, J. Fedotova, J. Kasiuk, V. Bayev, O. Kupreeva, S. Lazarouke, D. H. Manha, D. L. Vua, S. Chung, J. Åkerman, V. Altynovf, and A. Maximenko, “Effect of flattened surface morphology of anodized aluminum oxide templates on the magnetic properties of nanoporous Co/Pt and Co/Pd thin multilayered films,” Applied Surface Science, vol. 427, pp. 649-655, 2018.

[24] M. Salaheldeen, V. Vega, A. Ibabe, M. Jaafar, A. Asenjo, A. Fernandez, and V. M. Prida, “Tailoring of Perpendicular Magnetic Anisotropy in Dy 13 Fe 87 Thin Films with Hexagonal Antidot Lattice Nanostructure,” Nanomaterials, vol. 8, no. 4, 2018, Art. no. 227.




DOI: https://doi.org/10.34238/tnu-jst.6122

Các bài báo tham chiếu

  • Hiện tại không có bài báo tham chiếu
Tạp chí Khoa học và Công nghệ - Đại học Thái Nguyên
Phòng 408, 409 - Tòa nhà Điều hành - Đại học Thái Nguyên
Phường Tân Thịnh - Thành phố Thái Nguyên
Điện thoại: 0208 3840 288 - E-mail: jst@tnu.edu.vn
Phát triển trên nền tảng Open Journal Systems
©2018 All Rights Reserved