L1₀型規則構造を持つFePt,FePd,および,CoPt合金薄膜のc軸方位の精密制御 (磁気記録・情報ストレージ) Accurate Control of c-Axis Orientation of FePt, FePd, and CoPt Alloy Thin Films with L1_0 Ordered Structure

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抄録

(001)配向の多結晶下地層の結晶粒,もしくは,(001)単結晶基板上にL1_0構造を持つ膜を形成する場合,膜中にc軸が面直に向いた(001)結晶に加え,面内に存在する(100)結晶が混在する可能性がある.本研究では,MgO(001)単結晶基板上において,FePt,FePd,および,CoPt合金膜を形成した.そして,基板上に200℃の低基板温度で膜形成を行った不規則構造を持つ磁性膜上に薄いMgOキャップ層を設け,その試料を600℃で熱処理することにより,c軸方位を膜面垂直方向へ精密に制御した.MgO基板だけでなくMgOキャップ層に対する格子ミスマッチにより,効果的に磁性膜の面内方向に引っ張り応力を働かせた.その結果,面直一方向への相変態が生じた.また,キャップ層の導入は,規則度も向上させた.キャップ層無しおよび有りの10nm厚のFePt,FePd,CoPt膜の規則度(S_<w/o>,S_<w/>)は,それぞれ,(0.6, 0.8),(0.6, 0.7),(0.3, 0.4)であった.キャップ層有りの10nm厚のFePt膜は,L1_0(100)結晶を含まなく,高い規則度を持つため,強い垂直磁気異方性と非常に小さな面内磁化曲線の保磁力を示した.

Thin films with L1_0 structure formed on underlayers of (001)-oriented grains or (001) single-crystal substrates may involve (100) crystal with the c-axis lying in the film plane in addition to (001) crystal with the c-axis perpendicular to the film surface. In the present study, FePt, FePd, and CoPt alloy films are prepared on MgO(001) single-crystal substrates. The c-axis orientation is accurately controlled to be perpendicular to the surface by introducing a thin MgO cap layer on magnetic films with disordered structure prepared by low-temperature deposition at 200℃ and by annealing the samples at 600℃. The lattice of magnetic film is effectively expanded along the in-plane direction through accommodation of the lattice misfits with respect to not only the lower MgO substrate but also the upper MgO cap layer. As a result, the phase transformation preferentially occurs along the perpendicular direction in the MgO/(FePt, FePd, CoPt)/MgO hetero-structures. Furthermore, the introduction of cap layer promotes L1_0 ordering. The order degrees of 10-nm-thick FePt, FePd, and CoPt films without and with a cap layer, (S_<w/o>, S_<w/>), are (0.6, 0.8), (0.6, 0.7), and (0.3, 0.4), respectively. The 10-nm-thick FePt film with a cap layer shows a strong perpendicular magnetic anisotropy and a very low in-plane coercivity due to that the film dose not include L1_0(100) crystal and possesses a high order degree.

収録刊行物

  • 電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報

    電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報 114(77), 7-12, 2014-06-12

    一般社団法人電子情報通信学会

各種コード

  • NII論文ID(NAID)
    110009925221
  • NII書誌ID(NCID)
    AN10013050
  • 本文言語コード
    JPN
  • ISSN
    0913-5685
  • NDL 記事登録ID
    025588799
  • NDL 請求記号
    Z16-940
  • データ提供元
    NDL  NII-ELS 
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