Проявления межгранульного взаимодействия в наногранулярных пленках (CoFeB)x–(SiO₂)₁–x в температурных и угловых зависимостях коэрцитивности

Abstract

Для физически неперколированных наногранулярных пленок (CoFeB)x–(SiO₂)₁–x с ориентированной внутриплоскостной анизотропией гранул обнаружены особенности температурных (4,5–550 К) и угловых (в плоскости пленки) зависимостей коэрцитивного поля в сравнении с обусловленными блокированием термоактивированной переориентации магнитных моментов гранул. При температурах выше температуры блокировки, Tb ≈ 350–370 К, обнаружена коэрцитивность, слабо зависящая от продолжительности времени измерения, в сравнении с зависимостью ниже Tb. Ее угловая (в плоскости пленки) зависимость качественно отличается от ожидаемой для блокированных суперпарамагнитных частиц. Эти особенности объяснены возникновением при T > Tb суперферромагнитного упорядочения магнитных моментов гранул из-за взаимодействия между ними. При понижении температуры ниже 100 К коэрцитивное поле H c для намагничивания в легком направлении нарастает заметно сильнее, чем должно быть для блокированного суперпарамагнитного ансамбля. При этом же возникает Hc ≠ 0 для намагничивания вдоль трудного направления в плоскости. Угловая (в плоскости) зависимость Hc приобретает два максимума, вдоль легкого и трудного (в плоскости) направлений. Данное явление объяснено проявлением суперспинстекольных корреляций во взаимной ориентации магнитных моментов гранул ансамбля.

Для фізично неперкольованих наногранулярних плівок (CoFeB)x–(SiO₂)₁–x з орієнтованою внутрішньоплощинною анізотропією гранул виявлено особливості температурних (4,5–550 К) і кутових (у площині плівки) залежностей коерцитивного поля в порівнянні з обумовленими блокуванням термоактивованої переорієнтації магнітних моментів гранул. При температурах вище температури блокування, Tb ≈ 350–370 К, виявлена коерцитивність, що слабко залежить від тривалості часу виміру, у порівнянні з залежністю нижче Tb. Її кутова (у площині плівки) залежність якісно відрізняється від очікуваної для блокованих суперпарамагнітних частинок. Ці особливості пояснені виникненням при T > Tb суперферомагнітного впорядкування магнітних моментів гранул через взаємодію між ними. При зниженні температури нижче 100 К коерцитивне поле Hc для намагнічування в легкому напрямку наростає помітно сильніше, ніж повинно бути для блокованого суперпарамагнітного ансамблю. При цьому ж виникає Hc ≠ 0 для намагнічування уздовж важкого напрямку в площині. Кутова (у площині) залежність Hc набуває два максимуми, уздовж легкого і важкого (у площині) напрямків. Дане явище пояснено проявом суперспінстекольних кореляцій у взаємній орієнтації магнітних моментів гранул ансамблю.

The physically nonpercolated nanogranular films of (CoFeB)x–(SiO₂)₁–x with the oriented intraplane anisotropy of granules display unusual properties of temperature (4.5–550 K) and angular (in the film plane) dependences of coercive fields as compared to those caused by blocking thermoactivated reorientation of the granule magnetic moments. At temperatures above the blocking temperature Tb ≈ 350–370 K a noticeable coercivity weakly dependent on measurement duration is observed as opposed to a similar dependence at temperatures below Tb. Its angular (in the film plane) dependence differs qualitatively from that expected for the blocked superparamagnetic particles. These features are explained by the superferromagnetic ordering of the magnetic moments of granules occurred due to the interaction between them at T > Tb. With dicreasing temperature below 100 K, the coercive field H c for magnetization in the easy direction grows substantially more, than expected for the blocked superparamagnetic ensemble. Simultaneously, there occures Hc ≠ 0 for magnetization along the hard direction in the plane. The angular (in the plane) dependence of Hc acquires two maxima, along easy and hard (in the plane) directions. The above henomenon is explained by the manifestation of superspinglass correlations in mutual orientations of the magnetic moments of granules in the ensemble.