L1_0型規則構造を持つ磁性合金薄膜の構造解析(信号処理,一般) Structure Analysis of Magnetic Alloy Thin Film with L1_0 Ordered Structure

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抄録

強い垂直磁気異方性を持つL1_0型規則合金膜を形成するためには,磁化容易軸であるc軸の方位制御と高規則化が必要である.しかしながら,(001)配向の多結晶下地層,もしくは,単結晶基板上に膜形成を行うと,c軸が面直に向いたL1_0(OO1)結晶に加え,c軸が面内に存在するL1_0(1OO)結晶が混在する可能性がある.本研究では,反射高速電子回折(RHEED)およびX線回折(XRD)によるL1_0磁性合金膜の詳細な構造解析法を検討した.逆格子マップ測定(RHEED),極点図形測定(XRD),および,面直と面内格子測定(XRD)を用いたそれぞれの場合におけるc軸方位決定法を調べた.また,混在結晶を考慮した上で,規則度を算出した.面外および面内パターンにおける(001)超格子反射は,それぞれ,L1_0(OO1)およびL1_0(1OO)結晶の形成に対応しており,基本反射と強度を比較することによりそれぞれの結晶の正確な長距離規則度を求めた.そして,各結晶の体積比を考慮することにより膜全体での規則度を計算した.更に,代表的なL1_0磁性合金膜材料(FePt,CoPt,FePd,MnAl,FeNi,FeAu,FeRh)に対する規則度計算の簡略法を提案した.超格子と基本反射の強度比および格子定数cの2つのパラメータのみで算出が可能であり,正確な値との誤差は数パーセント以下であることが示された.

In order to prepare an L1_0 magnetic alloy thin film with strong perpendicular anisotropy, it is required to make the c-axis perpendicular to the film surface and to enhance the L1_0 ordering. An L1_0 film formed on (001)-oriented polycrystalline underlayer or single-crystal substrate includes a crystal of (001) orientation with the c-axis normal to the film surface and/or a crystal of (100) orientation with the c-axis lying in the film plane. In the present study, the detailed structural properties of L1_0 alloy film are investigated by reflection high-energy electron diffraction (RHEED) and X-ray diffraction (XRD). The c-axis distribution is determined by reciprocal lattice map measurement (RHEED), pole-figure measurement (XRD), or out-of-plane and in-plane lattice measurements (XRD). An appearance of (001) superlattice reflection in either out-of-plane or in-plane diffraction pattern indicates a formation of L1_0(001) or L1_0(100) crystal. The accurate long-range order degrees of L1_0(001) and L1_0(100) crystals are calculated from the respective XRD data. The order degree of film total is estimated by taking into account the volume ratios of two types of L1_0 crystal. A simplified method for estimating order degree, where there are only two kinds of parameter; intensity ratio of superlattice to fundamental reflection and lattice constant of c, is also proposed for typical L1_0 magnetic alloy film materials of FePt, CoPt, FePd, MnAl, FeNi, FeAu, and FeRh. The order degree estimated by simplified method agrees in a small error less than a few percentages with the accurate value.

収録刊行物

  • 電子情報通信学会技術研究報告. MR, 磁気記録

    電子情報通信学会技術研究報告. MR, 磁気記録 113(345), 27-32, 2013-12-05

    一般社団法人電子情報通信学会

各種コード

  • NII論文ID(NAID)
    110009902854
  • NII書誌ID(NCID)
    AN10013050
  • 本文言語コード
    JPN
  • データ提供元
    NII-ELS 
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