Cấu trúc tinh thể của các mẫu sau chế tạo được khảo sát bằng phương pháp nhiễu xạ tia X. Trên hình 3.3 là giản đồ nhiễu xạ tia X của các mẫu phún xạở các nhiệt độ đế khác nhau. So sánh các giản đồ XRD chúng ta thấy đối với các mẫu chế tạo ở nhiệt độ đế thấp như TS = Tr hoặc TS = 2500C thì không quan sát thấy hoặc khó phát hiện đỉnh nhiễu xạ. Khi tăng nhiệt độ đế lên 3500C và 4500C thì có sự xuất hiện của đỉnh nhiễu xạở góc 2θ≈ 330. Điều này chứng tỏ có sự chuyển pha cấu trúc tinh thểđối với mẫu có nhiệt độ đế lớn hơn hoặc bằng 3500C. So sánh với thư viện dữ liệu nhiễu xạ tia X của hợp kim FePt chúng ta thấy đỉnh nhiễu xạ nêu trên tương ứng với (110) của pha cấu trúc fct. Trên giản đồ nhiễu xạ tia X chúng ta không thấy các đỉnh nhiễu xạ tương ứng với pha fcc, nguyên nhân có thể do cường độ của chúng nhỏ.
c d
Hình 3.3. Giản đồ nhiễu xạ tia X của màng mỏng FePt ứng với nhiệt độđế khác nhau a)TS = Tr , b)TS = 2500C, c)TS = 3500C, d)TS = 4500C
Do pha fct được hình thành từ pha nền fcc nên trong các màng mỏng nghiên cứu nói chung có thể tồn tại cả hai pha: pha từ cứng fct và pha từ mềm fcc. Đây là một điều kiện quan trọng để đảm bảo sự tồn tại của tương tác trao đổi đàn hồi trong hệ vật liệu này [11]. Hiện tượng này sẽ được nghiên cứu kỹ hơn ở trong các phần sau của luận văn. Sự xuất hiện của đỉnh nhiễu xạ (110) cho thấy trục c của tinh thể nằm giữa hướng vuông góc với mặt phẳng màng và mặt phẳng màng.
Hình thái học bề mặt của các mẫu được khảo sát bằng kính hiển vi lực nguyên tử AFM. Từ hình 3.4 ta có thể thấy mẫu chế tạo ở nhiệt độ đế TS = Tr có bề mặt khá mịn do kích thước (theo một chiều) của hạt tinh thể nhỏ (cỡ dưới 10 nm) thể hiện đây là pha fcc. Còn mẫu chế tạo ở điều kiện TS = 2500C, 3500C và 4500C có sự xuất hiện và phát triển của pha fct do ảnh hưởng của nhiệt độ đế cao nên có các hạt tinh thể lớn hơn với kích thước cỡ 10 nm.
(a) (b)
(c) (d)
Hình 3.4. Ảnh AFM của màng FePt chế tạo ở nhiệt độđế khác nhau a)TS = Tr , b)TS = 2500C, c)TS = 3500C, d)TS = 4500C