Температурная зависимость кинетики преобразования доменной структуры в гетерофазных пленках Co/Pt/Co

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

С использованием Керр-микроскопии экспериментально изучено влияние температуры на смещение доменных границ в ультратонких обменно-связанных ферромагнитных слоях в гетерофазных пленках Pt/Co/Pt/Co/Pt с перпендикулярной магнитной анизотропией и немагнитной прослойкой в виде клина. Исследовано обменное взаимодействие между слоями Co при толщине прослойки от 5 до 6 нм в диапазоне температур от 200 до 300 К. Независимое смещение доменных границ в слоях Co под действием перпендикулярного поверхности образца магнитного поля происходит в диапазоне толщин d0 < d < dCR. Во всем температурном диапазоне при смещении границ доменов вдоль клина Pt достигается их стабилизация в равновесном положении, которое зависит от величины поля, толщины немагнитной прослойки и температуры и определяется балансом сил, обусловленных действующими на границу внешним полем, эффективным полем обменной связи между слоями Co и полем коэрцитивности. После снятия внешнего поля под действием обменного поля происходит релаксация доменных границ к исходному состоянию с d = d0, характеристики которой зависят от температуры. Рассмотрен механизм стабилизации доменных границ вблизи dCR. Показано, что критическая толщина немагнитной прослойки dCR и поле коэрцитивности имеют противоположно направленные зависимости от температуры.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

В. С. Горнаков

Институт физики твердого тела РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: gornakov@issp.ac.ru
Россия, 142432, Черноголовка

И. В. Шашков

Институт физики твердого тела РАН

Email: gornakov@issp.ac.ru
Россия, 142432, Черноголовка

Ю. П. Кабанов

Институт физики твердого тела РАН

Email: gornakov@issp.ac.ru
Россия, 142432, Черноголовка

Список литературы

  1. Shull R.D., Iunin Y.L., Kabanov Y.P., Nikitenko V.I., Skryabina O.V., Chien C.L. // J. Appl. Phys. 2013. V. 113. P. 17C101. https://www.doi.org/10.1063/1.4793703
  2. Шашков И.В., Кабанов Ю.П., Горнаков В.С. // Поверхность. Рентген., синхротр. и нейтрон. исслед. 2021. № 11. С. 80. https://www.doi.org/10.31857/S1028096021110182
  3. Metaxas P.J., Stamps R.L., Jamet J.-P., Ferre J., Baltz V., Rodmacq B., Politi P. // Phys. Rev. Lett. 2010. V. 104. P. 237206. https://www.doi.org/10.1103/PhysRevLett.104.237206
  4. Politi P., Metaxas P.J., Jamet J.-P., Stamps R.L., Ferre J. // Phys. Rev. B. 2011. V. 84. P. 054431. https://www.doi.org/10.1103/PhysRevB.84.054431
  5. Metaxas P.J., Stamps R.L., Jamet J.-P., Ferre J., Baltz V., Rodmacq B. // J. Phys.: Condens. Matter. 2012. V. 24. P. 024212. https://www.doi.org/10.1088/0953-8984/24/2/024212
  6. Matczak M., Schäfer R., Urbaniak M., Kuświk P., Szymański B., Schmidt M. Aleksiejew J., Stobiecki F. // J. Magn. Magn. Mater. 2017. V. 422. P. 465. https://www.doi.org/10.1016/j.jmmm.2016.09.042
  7. Metaxas P.J., Jamet J.P., Ferre J., Rodmacq B., Dieny B., Stamps R.L. // J. Magn. Magn. Mater. 2008. V. 320. P. 2571. https://www.doi.org/10.1016/j.jmmm.2008.03.041
  8. Zhang F., Liu Z., Wen F., Liu Q., Li X., Ming X. // J. Supercond. Nov. Magn. 2017. V. 30. P. 533. https://www.doi.org/10.1007/s10948-016-3820-8
  9. Liu Q., Jiang S., Teng J. // Appl. Surf. Sci. 2018. V. 433. P. 556. https://www.doi.org/10.1016/j.apsusc.2017.10.098
  10. Moritz J., Rodmacq B., Auffret S., Dieny B. // J. Phys. D: Appl. Phys. 2008. V. 41. P. 135001. https://www.doi.org/10.1088/0022-3727/41/13/135001
  11. Dieny B., Chshiev M. // Rev. Modern. Phys. 2017. V. 89. P. 025008. https://www.doi.org/10.1103/RevModPhys.89.025008
  12. Wilson R.B., Yang Y., Gorchon J., Lambert C.-H., Salahuddin S., Bokor J. // Phys. Rev. B. 2017. V. 96. P. 045105. https://www.doi.org/10.1103/PhysRevB.96.045105
  13. Krusin-Elbaum L., Shibauchi T., Argyle B., Gignac L., Weller D. // Nature. 2001. V. 410. P. 444. https://www.doi.org/10.1038/35068515
  14. Hellwig O., Berger A., Fullerton E.E. // J. Magn. Magn. Mater. 2005. V. 290–291. P. 1. https://www.doi.org/10.1016/j.jmmm.2004.11.151
  15. Hellwig O., Berger A., Kortright J.B., Fullerton E.E. // J. Magn. Magn. Mater. 2007. V. 319. P. 13. https://www.doi.org/10.1016/j.jmmm.2007.04.035
  16. Kiselev N.S., Bran C., Wolff U., Schultz L., Bogdanov A.N., Hellwig O., Neu V., Rößler U.K. // Phys. Rev. B. 2010. V. 81. P. 054409. https://www.doi.org/10.1103/PhysRevB.81.054409
  17. Lim W.L., Ebrahim-Zadeh N., Owens J.C., Hent- schel H.G.E., Urazhdin S. // Appl. Phys. Lett. 2013. V. 102. P. 162404. https://www.doi.org/10.1063/1.4802954
  18. Baruth A., Yuan L., Burton J.D., Janicka K., Tsym-bal E.Y., Liou S.H., Adenwalla S. // Appl. Phys. Lett. 2006. V. 89. P. 202505. https://www.doi.org/10.1063/1.2388892
  19. Bruno P., Chappert C. // Phys. Rev. B. 1992. V. 46. № 1. P. 261. https://www.doi.org/10.1103/PhysRevB.46.261
  20. Stiles M.D. // Phys. Rev. B. 1993. V. 48. № 10. P. 7238. https://www.doi.org/10.1103/PhysRevB.48.7238
  21. Parkin S.S.P. // Phys. Rev. Lett. 1991. V. 67. № 25. P. 3598. https://www.doi.org/10.1103/PhysRevLett.67.3598
  22. Grolier V., Renard D., Bartenlian B., Beauvillain P., Chappert C., Dupas C., Ferre J., Galtier M., Kolb E., Mulloy M., Renard J.P., Veillet P. // Phys. Rev. Lett. 1993. V. 71. № 18. P. 3023. https://www.doi.org/10.1103/PhysRevLett.71.3023
  23. Shashkov I.V., Kabanov Yu.P., Tikhomirov O.A., Gornakov V.S. // Magnetism. 2022. V. 2. P. 186. https://www.doi.org/10.3390/magnetism2020014

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Схематическое (а) и магнитооптическое (б) изображения доменной структуры в образце Co/Pt/Co. MВ и MН – намагниченность верхнего и нижнего слоев Co соответственно; ДГ – положение доменной границы.

Скачать (186KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Магнитооптические изображения и зависимость перемещения доменных границ от времени вдоль клина Pt: a – в результате действия последовательности импульсов магнитного поля с амплитудой 88 Э и длительностью τ = 4 мс; б – в процессе релаксации доменных границ после прекращения действия поля.

Скачать (278KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Зависимость релаксации доменных границ после прекращения действия поля при температуре 270 (1) и 260 К (2).

Скачать (61KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Зависимость установившегося равновесного положения доменных границ при ее смещении вдоль клина Pt после приложения отдельных серий импульсов магнитного поля с фиксированной амплитудой в каждой серии.

Скачать (53KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Зависимости смещения доменной границы от величины магнитного поля при температуре 293 (1); 260 (2); 240 (3) и 220 К (4).

Скачать (59KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Зависимости величины максимального смещения и коэрцитивности верхнего слоя от температуры, полученные из данных семейства кривых x(H), представленных на рис. 5.

Скачать (66KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Зависимости эффективного поля межслоевого обменного взаимодействия от толщины прослойки платины при температуре 293 (1); 260 (2); 240 (3) и 220 К (4).

Скачать (59KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024