Co-Pt合金薄膜の準安定規則相形成に及ぼす膜厚とPt/Co組成の影響 (磁気記録・情報ストレージ) Influences of Thickness and Pt/Co Composition on the Metastable Ordered Phase Formation in Co-Pt Alloy Film

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抄録

膜厚およびCo組成をそれぞれ2〜40nmおよび0〜100at.%の範囲で変化させることにより,基板温度300℃でMgO(111)単結晶基板上に最密充填面配向したエピタキシャルCo-Pt合金膜を形成した.規則度およびfcc(A1,L1_1)とhcp(A3,B_h,D0_<19>)結晶の体積比を考慮することにより,結晶構造を決定した.31〜86at.%のCo組成範囲において,準安定規則相(L1_1,B_h,D0_<19>)を含む膜が形成された.また,より厚いCo_<50>Pt_<50>およびCo_<75>Pt_<25>膜に対して規則相形成が促進された.Ptリッチおよびほぼ等比組成の膜はfcc結晶から構成され,Co組成が約60at.%を超えるとhcp結晶の体積比が増加した.Co組成の増加に伴い,結晶構造がA1=>A1+SFs(SFs:積層欠陥)=>L1_1+SFs=>L1_1+B_h(+D0_<19>)=>B_h(+D0_<19>)+SFs=>A3+SFsのように変化することが分かった.準安定規則相を含む膜は強い垂直磁気異方性を示し,37〜75at.%のCo組成範囲において10^7erg/cm^3以上のK_uが得られた.

Co-Pt alloy epitaxial films with the close-packed plane parallel to the substrate surface are prepared on MgO(111) single-crystal substrates heated at 300 ℃ by varying the film thickness from 2 to 40 nm and by varying the Co content from 0 to 100 at. %. The crystal structure is investigated from the viewpoints of order degree and volume ratios of fee (A1, L1_1) and hcp (A3, B_h, D0_<19>) crystals. The films with the Co contents ranging between 31 and 86 at. % involve metastable ordered phases of L1_1, B_h, or D0_<19>. The metastable ordered phase formation is enhanced for thicker Co_<50>Pt_<50> and Co_<75>Pt_<25> films. The films with Pt-rich and nearly equiatomic compositions primarily consist of fcc crystals. With increasing the Co content beyond about 60 at. %, the volume ratio of hcp crystal increases. The crystal structure is determined to vary A1 => A1+SFs (SFs: stacking faults) => L1_1+SFs => L1_1+B_h(+D0_<19>) => B_h(+D0_<19>)+SFs => A3+SFs as the Co content increases. The films including metastable ordered phases show strong perpendicular magnetic anisotropics. The uniaxial magnetocrystalline anisotropy energy is kept greater than 10^7 erg/cm^3 for the films with the Co contents ranging between 37 and 75 at. %.

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(355), 47-52, 2014-12-11

    一般社団法人電子情報通信学会

各種コード

  • NII論文ID(NAID)
    110009977363
  • NII書誌ID(NCID)
    AN10013050
  • 本文言語コード
    JPN
  • ISSN
    0913-5685
  • NDL 記事登録ID
    026031594
  • NDL 請求記号
    Z16-940
  • データ提供元
    NDL  NII-ELS 
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