Магнитная анизотропия сверхрешеток Co/Cu (111): расчет и эксперимент

Abstract

Приведены результаты теоретических расчетов и экспериментальные данные для эффективной магнитной анизотропии Keff (полученные из измерений ферромагнитного резонанса) сверхрешеток [Co (8 Å)/Cu (dCu)]₂₀ (dCu = 7-22 Å) c когерентным сопряжением слоев Со и Cu, изготовленных методом магнетронного распыления. Экспериментальные значения Keff являются осциллирующей функцией толщины медных прослоек dCu. Качественное поведение расчетной и экспериментальной зависимостей Keff (dCu) подобно, наблюдается устойчивый рост параметра Keff при увеличении толщины немагнитных слоев (на фоне осцилляций экспериментальной кривой), что является прямым следствием нарастания аксиальных искажений исходной кубической структуры кобальта в условиях псевдоморфизма. Также обсуждаются причины появления осцилляций Keff, основной из которых является осциллирующее поведение шероховатости границ раздела слоев с ростом dCu, приводящее к синхронным осцилляциям Keff, удельного сопротивления, магнитосопротивления и ширины линии ферромагнитного резонанса.

Наведено результати теоретичних розрахунків і експериментальні дані для ефективної магнітної анізотропії Keff (отримані з вимірів феромагнітного резонансу) надграток [Co (Å)/Cu (dCu)]₂₀ (dCu == 7–22 Å) з когерентним спряженням шарів Со і Cu, які виготовлені методом магнетронного розпилення. Експериментальні значення Keff є осцилюючою функцією товщини мідних прошарків dCu. Якісна поведінка розрахункової й експериментальної залежностей Keff (dCu) подібна, спостерігається стійке зростання параметра Keff при збільшенні товщини немагнітних шарів (на фоні осциляцій експериментальної кривої), що є прямим наслідком наростання аксіальних викривлень вихідної кубічної структури кобальту в умовах псевдоморфізму. Також обговорюються причини появи осциляцій Keff, основною з яких є осцилююча поведінка шорсткості границь поділу шарів при збільшенні dCu, що приводить до синхронних осциляцій Keff, питомого опору, магнітоопору й ширини лінії феромагнітного резонансу.

The theoretical and the experimental results on effective magnetic anisotropy Keff (obtained from the measurements of ferromagnetic resonance) of Co\Cu (111) superlattices are presented. The samples of series [Co(8Å)/Cu(dCu)]₂₀ (dCu = 7–22 Å) with coherent conjugation of Co and Cu layers were produced by magnetron sputtering. The experimental values of Keff is an oscillating function of copper layers thickness dCu. The qualitative behaviors of the calculated and measured dependences Keff (dCu) are similar. It is found that the parameter Keff increases steadily with thickness of nonmagnetic layers and the experimental curve is supplemented by oscillations. This is a direct consequence of the growth of axial distortion of the original cubic structure of cobalt in a pseudomorphic state. The causes of oscillations of Keff value are discussed. The main of these is the oscillating behavior of interlayer interface roughness with increasing dCu. The consequences of this are synchronous oscillations of Keff, resistivity, magnetoresistivity and width of ferromagnetic resonance line.