Alustamateriaalin vaikutus Sr_2FeMoO_6-ohutkalvojen magneettisiin ominaisuuksiin
Lindblom, Lauri (2020-04-07)
Alustamateriaalin vaikutus Sr_2FeMoO_6-ohutkalvojen magneettisiin ominaisuuksiin
(07.04.2020)
Julkaisu on tekijänoikeussäännösten alainen. Teosta voi lukea ja tulostaa henkilökohtaista käyttöä varten. Käyttö kaupallisiin tarkoituksiin on kielletty.
avoin
Julkaisun pysyvä osoite on:
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2020041718956
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2020041718956
Tiivistelmä
Sr_2FeMoO_6:ta (SFMO) pidetään potentiaalisena materiaalina spintroniikan tarpeisiin, ja siitä valmistetut ohutkalvot ovat tärkeässä roolissa. SFMO:n ominaisuudet monikiteisillä jauhenäytteillä ovat lupaavia, mutta ohutkalvojen ominaisuudet poikkeavat selvästi monikiteisistä ja lisätutkimusta SFMO-ohutkalvoista tarvitaan edelleen.
Tässä työssä kasvatettiin laserhöyrystysmenetelmällä neljä SFMO-ohutkalvoa. Ohutkalvot kasvatettiin neljälle eri yksittäiskiteiselle alustamateriaalille: SrTiO_3, MgO, (LaAlO_3)_0,3(Sr_2TaAlO_6)_0,7 ja SrLaAlO_4. Kasvatusolosuhteet pidettiin kaikille näytteille samoina.
Näytteiden rakenteelliset ominaisuudet tutkittiin röntgendiffraktiolla (XRD) ja
magneettiset ominaisuudet SQUID-magnetometrillä. Magneettiset mittaukset tehtiin ulkoisen magneettikentän ollessa ohutkalvon pinnan suuntainen ja pinnan normaalin suuntainen.
Eri alustamateriaaleille kasvatettujen ohutkalvojen rakenteellisia ja magneettisia ominaisuuksia vertailtiin, ja samalla etsittiin rakenteellisten ominaisuuksien vaikutuksia magneettisiin ominaisuuksiin. Tutkimuksissa havaittiin alustamateriaalilla olevan selkeästi vaikutusta sekä ohutkalvojen rakenteellisiin ominaisuuksiin että magneettisen anisotropian suuntaan. Muista magneettisista ominaisuuksista Curie-lämpötilat havaittiin kaikilla näytteillä lähes saman suuruisiksi. Myös saadut saturaatiomagnetisaatiot olivat lähellä toisiaan kaikilla näytteillä, vain SrTiO_3:lle kasvatettu SFMO-ohutkalvo jäi saturoitumatta ulkoisen magneettikentän ollessa ohutkalvon pinnan normaalin suuntainen.
Alustamateriaalin valinnalla on siis tämän tutkimuksen tulosten mukaan tärkeä rooli tulevaisuuden sovelluksia ajatellen, mutta lisätutkimusta tarvitaan vielä.
Tässä työssä kasvatettiin laserhöyrystysmenetelmällä neljä SFMO-ohutkalvoa. Ohutkalvot kasvatettiin neljälle eri yksittäiskiteiselle alustamateriaalille: SrTiO_3, MgO, (LaAlO_3)_0,3(Sr_2TaAlO_6)_0,7 ja SrLaAlO_4. Kasvatusolosuhteet pidettiin kaikille näytteille samoina.
Näytteiden rakenteelliset ominaisuudet tutkittiin röntgendiffraktiolla (XRD) ja
magneettiset ominaisuudet SQUID-magnetometrillä. Magneettiset mittaukset tehtiin ulkoisen magneettikentän ollessa ohutkalvon pinnan suuntainen ja pinnan normaalin suuntainen.
Eri alustamateriaaleille kasvatettujen ohutkalvojen rakenteellisia ja magneettisia ominaisuuksia vertailtiin, ja samalla etsittiin rakenteellisten ominaisuuksien vaikutuksia magneettisiin ominaisuuksiin. Tutkimuksissa havaittiin alustamateriaalilla olevan selkeästi vaikutusta sekä ohutkalvojen rakenteellisiin ominaisuuksiin että magneettisen anisotropian suuntaan. Muista magneettisista ominaisuuksista Curie-lämpötilat havaittiin kaikilla näytteillä lähes saman suuruisiksi. Myös saadut saturaatiomagnetisaatiot olivat lähellä toisiaan kaikilla näytteillä, vain SrTiO_3:lle kasvatettu SFMO-ohutkalvo jäi saturoitumatta ulkoisen magneettikentän ollessa ohutkalvon pinnan normaalin suuntainen.
Alustamateriaalin valinnalla on siis tämän tutkimuksen tulosten mukaan tärkeä rooli tulevaisuuden sovelluksia ajatellen, mutta lisätutkimusta tarvitaan vielä.