Fe掺杂的Pt%2fCo多层膜的结构和磁性研究.pdfVIP

!：!!± 箜±生全里壁兰立壁兰塑茎全兰垒圣墨 ．三兰一 Fe掺杂的Pt／Co多层膜的结构及磁性研究 何伦华“2李健2王荫君2王艾玲‘郑鹉1陈金昌1 (1首都师范大学物理系磁光实验室北京100。B7) (2中国科学院物理研究所磁学国家重点实验室北京100080) 用射频磁控溅射制备rFe掺杂的Pt／co多层膜，通过X劓线衍射和交变梯度磁强计 研究r它们的结构和磁性。发现样品的饱和磁化强度M。随Fe的掺杂含量而振荡变化。 1引言 近年来，对磁性／非磁性／磁性金属多层膜叶1层问相互作用的研究，引起了人 们广泛的兴趣。此现象鹾早是在稀}：元素和过渡金属多层膜巾发现的㈣．目前，这 度M。随着Ni的掺杂含最而振荡变化目。在我们的实验中，Fe原子作为磁性杂质掺入到 的掺杂含量呈振荡变化的趋势。 2实验 Pa。Fe含量的控制足通过调节复合靶中Pt和 的，本底真空优r丁jxlO-5Pa，溅射气压为O．5 厚度由溅射时间和溅射速率控制，制备过程由计算机监控的。对于co层，所有样品 电感耦合等离子体光谱仪分析巩^层中P【、Fe元素所rLI的百分比．多层膜的结构由 Demax-RBX射线衍射仪确定，磁性由交变梯度磁姓计测黾。 3结果和讨论 3。1结构测晶 对所有样品都做了x射线衍射分 析，如图1所示，Pt／Co多层膜有两个小角 峰，分别在20a6。，12。，由此可以推断出调 制周期D与设计的148A十分接近。说明 此多层膜具有较好的原子层状生长特性 和化学成分调制岗期结构。从大角衍射 一j 可以看到Pt(111)峰和PtCo(111)峰，两峰强 度基本相同。这些说明该多层膜具有良 e)寺∞c∞芒 好的(111)织构。对于掺杂的Pt．．xFe／Cofx= 0-0078)多层膜可以看到：随着Fe掺杂量的 增加，第．个小角峰逐渐消火。由]Pl (r,d)／co多层膜的垂直箨向异性’¨界面符 向异性密剀相关8，第．个小角峰的消失 表明．Fe原子掺八界向将影响样品的磁 5 10 40 50 2e(degl 千}向异性。所有样品的小角峰基本在同一 陶1凡I畸曲㈣07宕)多J』膜材-诮的x射线^、小角fi亍射圈 526 会议论文集 1999年 个位置，这表明掺杂后膜腻厚度及周期调制结构基本不变。并且．所有样品都具有很强 的Pt(111)和PcCo(111)峰，表明所有掺杂样品均具有良好的(111)织构。 3。2磁性分析 化曲线，可以明显看到其饱和磁化强度M随Fe掺杂含最2振荡变化的趋势。当X。； 32％和＆7％时．掺杂多层膜的饱和磁化强度M明显大于纯PI／Co多层膜样品：当x。=1．8％ 和3．6％时，掺杂多层膜的饱和磁化强度M小于纯Pt／Co多层膜样品。我们认为这一现象 是由丁P【Fe层极化效应的改变而引起的。 沃所J剞知，在稀释台金巾的磁性杂质之间的『BJ接交换作用可以用RKKY相互作 用来表示。由于所讨论的多层膜样品中Fe的掺杂含量小于8％．Fe杂质原子在Pt层中 的分布很类似于稀释合金。为此，Fe．Fe原子之间的间接交换作用可用RKKY作用来表 极化为正，对磁矩的贡献为正，因此饱和磁化强度M大r未掺杂的纯Pt／Co多层膜。而 负，因此饱和磁化强度M小r未掺杂的纯PfCo多层膜日。也就足说：由于Fe的掺杂引起 了PtFe层极化效应的振荡，从而导致了饱和磁化强度№的振荡。 9 8 j7 6 5 c-J。j一击b泛一．三 j4