Chương 3 KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM VÀ THẢO LUẬN
3.2 Ảnh hưởng của nhiệt độ đế đến tính chất của màng FePt
3.2.3 Ảnh hưởng của nhiệt độ đế đến tính chất từ
Tính chất từ cứng của các mẫu màng mỏng FePt được nghiên cứu sâu hơn bằng phép đo đường cong từ trễ sử dụng từ kế mẫu rung. Phép đo được thực hiện theo hai phương: từ trường ngoài song song với mặt phẳng mẫu (kí hiệu ss) và từ trường ngoài vuông góc với mặt phẳng mẫu (kí hiệu vg). Các kết quảđo đường cong từ trễđược thể hiện trên hình 3.6 và các thông số từđặc trưng được trình bày trong bảng 3.1.
(a) (b)
(c) (d)
Hình 3.6. Đường cong từ trễ màng mỏng FePt trên đế Si với tS = 15 phút a) TS
Bảng 3.1:Một sốđặc trưng từ của màng mỏng FePt khi nhiệt độ đế thay đổi MS là mômen từ bão hòa
Theo phương song song Theo phương vuông góc Nhiệt độđế (TS) MS (memu) Mr (memu) HC (kOe) MS (memu) Mr (memu) HC (kOe) TS = Tr 0.96 0.20 0.02 0.71 0.10 0.45 TS = 2500C 1.22 0.80 1.82 0.72 0.09 0.48 TS = 3500C 0.59 0.30 3.39 0.32 0.07 1.08 TS = 4500C 1.20 0.80 2.75 0.71 0.20 0.96 Từ các kết quả trên chúng ta có thể nhận xét như sau:
- Mômen từ của các mẫu đo theo phương song song với mặt phẳng mẫu có giá trị lớn hơn so với đo theo phương vuông góc, cho thấy các mẫu có dị hướng từ trong mặt phẳng.
- Từ trường dị hướng HA có thể tính gần đúng bằng cách ngoại suy đến điểm giao nhau của các đường cong từ hóa M(H) đo theo hai phương song song và vuông góc. Đối với mẫu chế tạo ở nhiệt độ phòng thì giá trị HA vào khoảng 13 kOe, còn đối với những mẫu có sử dụng nhiệt độđế khi chế tạo thì HA có giá trị trên 18 kOe.
- Mẫu chế tạo tại nhiệt độ phòng có tính từ mềm với lực kháng từ HC nhỏ do mẫu này có cấu trúc tinh thể chủ yếu là fcc. Trong màng mỏng, cấu trúc này có dị hướng từ bị cạnh tranh mạnh bởi dị hướng hình dạng của màng, dẫn đến sự ưu tiên định hướng của các màng mỏng từ song song mặt phẳng màng.
Nhìn chung tính từ cứng của các mẫu tăng mạnh khi sử dụng nhiệt độ đế cao trong quá trình phún xạ, thể hiện qua giá trị lực kháng từ HC. Lực kháng từ có giá trị lớn nhất với mẫu có TS = 3500C đo theo cả hai phương: HC// ≈ 3.4 kOe và HC┴≈1.1
kOe. Lực kháng từ HC tăng do có sự xuất hiện của pha từ cứng fct, nhưđã chỉ ra trong các phép đo khác.
Giá trị HC của mẫu có TS = 2500C là do ở nhiệt độ này các pha fct mới bắt đầu hình thành, tỉ phần pha này còn ít so với pha từ mềm fcc ban đầu. Trong khi đó, với nhiệt đế TS = 4500C, bên cạnh việc phát triển của các hạt pha fct còn có sự tương tác trao đổi giữa hai pha từ cứng fct và từ mềm fcc, thể hiện qua sự xuất hiện của điểm uốn trên đường cong từ trễ M(H) [13]. Chúng ta sẽ đề cập thêm về vấn đề này trong phần sau của luận văn.
Mẫu màng mỏng FePt chế tạo ở nhiệt độđế TS = 3500C có tính chất từ cứng tốt (giá trị lực kháng từ HC lớn nhất) nên chúng tôi chọn để khảo sát ở phần tiếp theo.