Выпуски УФМ »  Том 19, выпуск 3

Материаловедческие аспекты формирования тонких плёнок на основе FePt

О. В. Шамис, И. А. Владимирский, Ю. Н. Макогон, С. И. Сидоренко

Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт имени Игоря Сикорского», просп. Победы, 37, 03056 Киев, Украина

Получена: 13.03.2018; окончательный вариант - 30.07.2018. Скачать: PDF

Целью данного обзора является рассмотрение основных физико-материаловедческих методов обеспечения наперёд заданных свойств наноразмерных плёночных материалов на основе FePt. Достижение таких свойств необходимо для промышленного использования данных материалов в качестве среды магнитной записи и хранения информации со сверхвысокой плотностью. Приведены результаты исследований, в которых рассмотрены различные подходы к решению таких задач как снижение температуры упорядочения, формирование необходимой кристаллографической ориентации зёрен упорядоченной фазы, повышение коэрцитивной силы и обеспечение возможности контролируемого изменения намагниченности данных материалов.

Ключевые слова: упорядоченная фаза $L1_{0}$-FePt, фазовые превращения, тонкие плёнки, магнитная запись.

PACS: 68.35.Fx, 68.37.Lp, 68.55.J-, 68.55.Nq, 75.20.En, 75.30.Gw, 75.50.Bb, 75.50.Ss, 75.50.Vv, 75.70.Ak, 81.15.-z, 81.40.Rs, 85.70.Kh

Citation: O. V. Shamis, I. A. Vladymyrskyi, Yu. M. Makogon, and S. I. Sidorenko, Materials Science Aspects of FePt-Based Thin Films’ Formation, Usp. Fiz. Met., 19, No. 3: 337—363 (2018), doi: 10.15407/ufm.19.03.337

Цитированная литература (86)  
  1. D. Weller and A. Moser, IEEE Trans. Magn., 35, No. 6: 4423 (1999). Crossref
  2. Y. Jiao and R. H. Victora, IEEE Magn. Lett., 8: 7956162 (2017). Crossref
  3. M. R. Visokay and R. Sinclair, Appl. Phys. Lett., 66, No. 13: 1692 (1995). Crossref
  4. K. Barmak, B. Wang, A. T. Jesanis, D. C. Berry, and J. M. Rickman, IEEE Trans. Magn., 49, No. 7: 3284 (2013). Crossref
  5. B. Wang and K. Barmak, J. Appl. Phys., 109, No. 12: 123916 (2011). Crossref
  6. V. A. Tatarenko, S. M. Bokoch, V. M. Nadutov, T. M. Radchenko, and Y. B. Park, Defect and Diffusion Forum, 280–281: 29 (2008). Crossref
  7. T. M. Radchenko and V. A. Tatarenko, Defect and Diffusion Forum, 273: 525 (2008). Crossref
  8. V. A. Tatarenko and T. M. Radchenko, Intermetallics, 11, Nos. 11–12: 1319 (2003). Crossref
  9. B. Wang and K. Barmak, J. Appl. Phys., 111, No. 7: 07B718 (2012). Crossref
  10. K. Barmak, J. Kim, and L. Lewis, J. Appl. Phys., 95, No. 11: 7501 (2004). Crossref
  11. Y. K. Takahashi, T. Ohkubo, M. Ohnuma, and K. Hono, J. Appl. Phys., 93, No. 10: 7166 (2003). Crossref
  12. Y. K. Takahashi, T. Koyama, M. Ohnuma, T. Ohkubo, and K. Hono, J. Appl. Phys., 95, No. 5: 2690 (2004). Crossref
  13. L. Han, U. Wiedwald, B. Kuerbanjiang, and P. Ziemann, Nanotechnology, 20, No. 28: 285706 (2009). Crossref
  14. H. Sepehri-Amin, H. Iwama, G. Hrkac, K. T. Butler, T. Shima, and K. Hono, Scr. Mater., 135: 88 (2017). Crossref
  15. R. M. Wang, O. Dmitrieva, M. Farle, G. Dumpich, H. Q. Ye, H. Poppa, R. Kilaas, and C. Kisielowski, Phys. Rev. Lett., 100, No. 1: 017205 (2008). Crossref
  16. K. Dong, X. Yang, J. Yan, W. Cheng, and X. Cheng, Acta Metall. Sin., 22, No. 1: 22 (2009). Crossref
  17. B. Yao and K. R. Coffey, J. Appl. Phys., 103, No. 7: 07E107 (2008). Crossref
  18. Iu. M. Makogon, O. P. Pavlova, S. I. Sidorenko, T. I. Verbytska, I. A. Vladymyrskyi, O. V. Figurna, and I. O. Kruglov, Metallofiz. Noveishie Tekhnol., 36, No. 10: 1359 (2014) (in Ukrainian). Crossref
  19. K. F. Dong, H. H. Li, and J. S. Chen, J. Appl. Phys., 113, No. 23: 233904 (2013). Crossref
  20. W. Liu, F. Wang, and X. Xu, Acta Metall. Sin., 22, No. 5: 392 (2009). Crossref
  21. S. Kang, J. W. Harrell, and D. E. Nikles, Nano Letters, 2, No. 10: 1033 (2002). Crossref
  22. Y. M. Sung, M. K. Lee, K. E. Kim, and T. G. Kim, Chem. Phys. Lett., 443, Nos. 4–6: 319 (2007). Crossref
  23. J. S. Chen, Y. Z. Zhou, C. J. Sun, S. W. Han, and G. M. Chow, Appl. Phys. Lett., 98, No. 13: 131914 (2011). Crossref
  24. D. Chun, S. Kim, G. Kim, W. Jeung, D. Chun, S. Kim, G. Kim, and W. Jeung, J. Appl. Phys., 105: 07B731 (2009). Crossref
  25. C. Brombacher, H. Schletter, M. Daniel, P. Matthes, N. Jöhrmann, M. Maret, D. Makarov, M. Hietschold, and M. Albrecht, J. Appl. Phys., 112, No. 13: 073912 (2012). Crossref
  26. Y. K. Takahashi, M. Ohnuma, and K. Hono, J. Magn. Magn. Mater., 246, Nos. 1–2: 259 (2002). Crossref
  27. T. Maeda, T. Kai, A. Kikitsu, T. Nagase, and J. Akiyama, Appl. Phys. Lett., 80, No. 12: 2147 (2002). Crossref
  28. S. Laureti, C. Brombacher, D. Makarov, M. Albrecht, D. Peddis, G. Varvaro, and F. D’Acapito, J. Appl. Crystallogr., 47, No. 5: 1722 (2014). Crossref
  29. H. W. Yang, C. M. Chung, and J. Y. Ding, J. Magn. Magn. Mater., 312, No. 1: 239 (2007). Crossref
  30. H. L. Skriver and N. M. Rosengaard, Phys. Rev. B, 46, No. 11: 7157 (1992). Crossref
  31. X. H. Xu, H. S. Wu, F. Wang, and X. L. Li, Thin Solid Films, 472, Nos. 1–2: 222 (2005). Crossref
  32. G. L. Katona, I. A. Vladymyrskyi, I. M. Makogon, S. I. Sidorenko, F. Kristály, L. Daróczi, A. Csik, A. Liebig, G. Beddies, M. Albrecht, and D. L. Beke, Appl. Phys. A, 115, No. 1: 203 (2014). Crossref
  33. D. L. Beke, Yu. Kaganovskii, and G. L. Katona, Prog. Mater. Sci., 98: 625 (2018). Crossref
  34. I. A. Vladymyrskyi, A. E. Gafarov, A. P. Burmak, S. I. Sidorenko, G. L. Katona, N. Y. Safonova, F. Ganss, G. Beddies, M. Albrecht, Y. N. Makogon, and D. L. Beke, J. Phys. D: Appl. Phys. 49, No. 3: 035003 (2016). Crossref
  35. W. C. Wen, R. V. Chepulskii, L. W. Wang, S. Curtarolo, and C. H. Lai, Acta Mater., 60, No. 20: 7258 (2012). Crossref
  36. C. Feng, B. H. Li, G. Han, J. Teng, Y. Jiang, Q. L. Liu, and G. H. Yu, Appl. Phys. Lett., 88: 232109 (2006). Crossref
  37. Y. S. Yu, H. B. Li, W. L. Li, M. Liu, Y. M. Zhang, and W. D. Fei, J. Phys. D: Appl. Phys., 41, No. 24: 245003 (2008). Crossref
  38. Y. S. Yu, H. B. Li, W. L. Li, M. Liu, Y. M. Zhang, and W. D. Fei, J. Magn. Magn. Mater., 322, No. 13: 1770 (2010). Crossref
  39. Y. Yu, X. Z. Li, T. A. George, W. D. Fei, H. Li, and D. J. Sellmyer, Thin Solid Films, 531: 460 (2013). Crossref
  40. Y. S. Yu, H. B. Li, W. L. Li, M. Liu, and W. D. Fei, J. Magn. Magn. Mater., 320, No. 19: L125 (2008). Crossref
  41. W. Y. Zhang, H. Shima, F. Takano, H. Akinaga, X. Z. Yu, T. Hara, W. Z. Zhang, K. Kimoto, Y. Matsui, and S. Nimori, J. Appl. Phys., 106: 033907 (2009). Crossref
  42. X. Li, F. Wang, Z. Guo, H. Li, D. Guo, B. Liu, and X. Zhang, Appl. Surf. Sci., 256, No. 12: 3822 (2010). Crossref
  43. F. J. Yang, H. Wang, H. B. Wang, B. Y. Wang, X. L. Wang, H. S. Gu, and C. P. Yang, Appl. Surf. Sci., 257, No. 8: 3216 (2011). Crossref
  44. M. Liu, T. Jin, L. Hao, J. Cao, Y. Wang, D. Wu, J. Bai, and F. Wei, Nanoscale Res. Lett., 10: 161 (2015). Crossref
  45. G. Li, Y. Cao, Q. Wang, J. Du, Y. Zhao, and J. He, Vacuum, 10: 75 (2014). Crossref
  46. L. Feng, L. Ma, E. K. Liu, G. H. Wu, W. H. Wang, and W. X. Zhang, Appl. Phys. Lett., 100: 152401 (2012). Crossref
  47. H. Y. Wang, X. K. Ma, Y. J. He, S. Mitani, and M. Motokawa, Appl. Phys. Lett., 85: 2304 (2004). Crossref
  48. M. Liu, M. Lu, L. Wang, J. Zhao, and H. Li, J. Supercond. Nov. Magn., 28, No. 8: 2491 (2015). Crossref
  49. H. Sepehri-Amin, H. Iwama, T. Ohkubo, T. Shima, and K. Hono, Scr. Mater., 130: 247 (2017). Crossref
  50. A. Ghasemi, Thin Solid Films, 616: 183 (2016). Crossref
  51. M. Albrecht and C. Brombacher, Phys. Status Solidi, 210, No. 7: 1272 (2013). Crossref
  52. K. F. Dong, H. H. Li, J. Y. Deng, Y. G. Peng, G. Ju, G. M. Chow, and J. S. Chen, J. Appl. Phys., 117, No. 17: 17D116 (2015). Crossref
  53. E. Yang and D. E. Laughlin, J. Appl. Phys., 104, No. 2: 023904 (2008). Crossref
  54. E. Yang, H. Ho, D. E. Laughlin, and J.-G. Zhu, J. Appl. Phys., 111, No. 7: 07B720 (2012). Crossref
  55. Y. F. Ding, J. S. Chen, B. C. Lim, J. F. Hu, B. Liu, and G. Ju, Appl. Phys. Lett., 93, No. 3: 032506 (2008). Crossref
  56. T.-J. Zhou, B. C. Lim, and B. Liu, Appl. Phys. Lett., 94, No. 15: 152505 (2009). Crossref
  57. J. S. Chen, B. C. Lim, Y. F. Ding, J. F. Hu, G. M. Chow, and G. Ju, J. Appl. Phys., 105, No. 7: 07B702 (2009). Crossref
  58. K. F. Dong, H. H. Li, Y. G. Peng, G. Ju, G. M. Chow, and J. S. Chen, Appl. Phys. Lett., 104, No. 19: 192404 (2014). Crossref
  59. K. F. Dong, F. Jin, W. Q. Mo, J. L. Song, and W. M. Cheng, IEEE Trans. Magn., 53, No. 11: 4300304 (2017). Crossref
  60. K. F. Dong, J. Y. Deng, F. Jin, W. Q. Mo, J. L. Song, and J. S. Chen, J. Alloys Compd., 730: 234 (2018). Crossref
  61. L. Liu, H. Lv, W. Sheng, Y. Lou, J. Bai, J. Cao, B. Ma, and F. Wei, Appl. Surf. Sci., 258, No. 15: 5770 (2012). Crossref
  62. H. Y. Wang, W. H. Mao, W. B. Sun, Y. J. He, S. Mitani, and M. Motokawa, J. Phys. D: Appl. Phys., 39, No. 9: 1749 (2006). Crossref
  63. Y. Cao, Q. Wang, G. Li, J. Du, X. Wang, and J. He, J. Magn. Magn. Mater., 372: 91 (2014). Crossref
  64. Y. Su, H. Su, Y. Zhu, F. Wang, J. Du, W. Xia, A. Yan, J. P. Liu, and J. Zhang, J. Alloys Compd., 647: 375 (2015). Crossref
  65. I. A. Vladymyrskyi, O. P. Pavlova, T. I. Verbitska, S. I. Sidorenko, G. L. Katona, D. L. Beke, and I. M. Makogon, Vacuum, 101: 33 (2014). Crossref
  66. F. T. Yuan, S. K. Chen, W. M. Liao, C. W. Hsu, S. N. Hsiao, and W. C. Chang, J. Magn. Magn. Mater., 304, No. 1: e109 (2006). Crossref
  67. M. H. Kryder, E. C. Gage, T. W. McDaniel, W. A. Challener, R. E. Rottmayer, G. Ju, Y.-Tee Hsia, and M. F. Erden, Proc. IEEE, 96, No. 11: 1810 (2008). Crossref
  68. D. Weller, G. Parker, O. Mosendz, A. Lyberatos, D. Mitin, N. Y. Safonova, and M. Albrecht, J. Vac. Sci. Technol. B, 34, No. 6: 60801 (2016). Crossref
  69. S. Okamoto, N. Kikuchi, M. Furuta, O. Kitakami, and T. Shimatsu, J. Phys. D: Appl. Phys., 48, No. 35: 353001 (2015). Crossref
  70. D. Mitin, M. Wachs, N. Y. Safonova, O. Lein, and M. Albrecht, Thin Solid Films, 651: 158 (2018). Crossref
  71. D. Suess, Appl. Phys. Lett., 89, No. 11: 113105 (2006). Crossref
  72. D. Suess, T. Schrefl, S. Fähler, M. Kirschner, G. Hrkac, F. Dorfbauer, and J. Fidler, Appl. Phys. Lett., 87, No. 1: 012504 (2005). Crossref
  73. J. L. Tsai, J. C. Huang, L. H. Chen, and C. S. Lin, Surf. Coatings Technol., 231: 456 (2013). Crossref
  74. A. Y. Dobin and H. J. Richter, Appl. Phys. Lett., 89, No. 6: 062512 (2006). Crossref
  75. F. Wang, X. H. Xu, Y. Liang, J. Zhang, and J. Zhang, Mater. Chem. Phys., 126, No. 3: 843 (2011). Crossref
  76. G. Barucca, T. Speliotis, G. Giannopoulos, D. Niarchos, B. Rutkowski, A. Czyrska-Filemonowicz, E. Agostinelli, S. Laureti, A. M. Testa, and G. Varvaro, Mater. Des., 123: 147 (2017). Crossref
  77. A. Di Bona, P. Luches, F. Albertini, F. Casoli, P. Lupo, L. Nasi, S. D’Addato, G. C. Gazzadi, and S. Valeri, Acta Mater., 61, No. 13: 4840 (2013). Crossref
  78. S. H. Liu, S. N. Hsiao, S. K. Chen, and H. Y. Lee, J. Alloys Compd., 631: 15 (2015). Crossref
  79. C. C. Chiang, W. C. Tsai, L. W. Wang, H. C. Hou, J. W. Liao, H. J. Lin, F. H. Chang, B. J. Kirby, and C. H. Lai, Appl. Phys. Lett., 99, No. 21: 212504 (2011). Crossref
  80. J. Lee, B. Dymerska, J. Fidler, V. Alexandrakis, T. Speliotis, D. Niarchos, P. Pongratz, and D. Suess, Phys. Status Solidi A, 210, No. 7: 1305 (2013). Crossref
  81. J. Lee, V. Alexandrakis, M. Fuger, B. Dymerska, D. Suess, D. Niarchos, and J. Fidler, Appl. Phys. Lett., 98, No. 22: 222501 (2011). Crossref
  82. G. Varvaro, S. Laureti, and D. Fiorani, J. Magn. Magn. Mater., 368: 415 (2014). Crossref
  83. F. Wang, X. Xu, Y. Liang, J. Zhang, and H. Wu, Appl. Phys. Lett., 95, No. 2: 022516 (2009). Crossref
  84. D. A. Gilbert, L.-W. Wang, T. J. Klemmer, J.-U. Thiele, C.-H. Lai, and K. Liu, Appl. Phys. Lett., 102, No. 13: 132406 (2013). Crossref
  85. Y. Ogata, Y. Imai, and S. Nakagawa, Phys. Procedia, 16: 36 (2011). Crossref
  86. D. B. Xu, J. S. Chen, T. J. Zhou, and G. M. Chow, J. Appl. Phys., 109, Iss. 7: 07B747 (2011). Crossref

Лицензия Creative Commons
Эта статья доступна по Лицензии Creative Commons “Attribution-NoDerivatives” («атрибуция — без производных статей») 4.0 Всемирная
© 2000–2020 «Институт металлофизики им. Г. В. Курдюмова НАН Украины»