Sr2FeMoO6-ohutkalvon lämpökäsittelyn optimointi ja magneettisen anisotropian vaikutus resistiivisiin ominaisuuksiin

Abstract

Sr2FeMoO6 (SFMO) on herättänyt paljon mielenkiintoa potentiaalisena spintroniikan materiaalina viime vuosikymmenillä. SFMO:n magneettiset ja resistiiviset ominaisuudet, 100-prosenttinen spinpolarisaatio ja korkea Curie-lämpötila tekevät siitä lupaavan kandidaatin spintroniikan komponenteiksi sekä magnetoresistiivisiin sovelluksiin. Muun muassa magneettisia ominaisuuksia, kidevirheiden ja alustamateriaalin vaikutusta on SFMO:lla tutkittu, mutta magnetoresistiivisten ominaisuuksien riippuvuutta anisotropiasta ei ole kovin laajasti tarkasteltu. Tässä työssä tutkittiin jälkikäteen tehtävän lämpökäsittelyn vaikutusta SFMO-kalvon Curie-lämpötilaan, sekä optimoitiin käsittelyn aika-, lämpötila- sekä tyhjiöparametrit. Työssä valmistettiin myös neljä identtistä SFMO-kalvoa laserhöyrystysmenetelmällä, joista kahdelle tehtiin jälkikäsittely. Näytteiden magneettisia ominaisuuksia tutkittiin SQUID-magnetometrillä ja rakenteellisia ominaisuuksia röntgendiffraktometrillä. Resistiivisten ominaisuuksien tarkastelemiseksi kaksi kalvoista kuvioitiin fotolitografialla ja mitattiin PPMS-magnetometrillä. Resistiivisistä mittauksista huomattiin SFMO-johtimen muodosta ja kiderakenteesta johtuva anisotropia. Mittauksissa huomattiin, että SFMO-johtimen resistanssin kulmariippuvuus on hyvin erilainen johtimen kidesuunnan ollessa [110] tai [010]. Tätä ilmiötä ei ole aikaisemmin havaittu SFMO:lla. Tämä AMR-ilmiö saattaa johtua orbitaalien muodonmuutoksista, jotka vaikuttavat elektronien hyppytodennäköisyydestä aiheutuvaan johtavuuteen. Työssä saatiin tietoa anisotropian vaikutuksesta magnetoresistanssiin, mutta lisätutkimusta vaaditaan, jotta SFMO:ta voidaan jatkossa käyttää laajemmin spintroniikan sovelluksissa kuten spinventtiileissä.