Введение к работе
Возможности использования тонких магнитных пленок в ра:\-;:;-инх технических устройствам внзьгааат повышенный интерес исследователей і', научении перспективных с точки &ренин их прпм^'зн:.:: ферромагнитных материалов. Сплагы FeNiCo составов могут ыт> использованы при создании магниточувствитэльных датчшсоя Ш, то-копленочных магнитных головок ллч считывания вксокоплотной запис;: информации [23, магяиторезистивных элементов памяти [31 и рапо.-п-надкріх устройств (ЗУ) на продвигающихся магнитных дсмэках [41. Важным преимуществом Fe-Ni-Co материалов, пс сравнению с пермаллоем, является на порядок более высокое значение константы одноосной анизотропии, что позволяет в значительной степени увеличить плотность записи информации s элементах памяти на доменных границах с поперечними связями, а так/ie существенно повысить надобность ЗУ на продвигающихся магнитных доменах .
Кроне прикладного значения исследование процессов перемагни-чипания тонких ферромагнитных пленок (ГОП) представляет и научный интерес. Прежде всего это связано с рядом особенностей тонкопленочного состояния, благодари кстэрым молено получать более полную информацию о механизмах процесса nepev* ніиивания, чем при исследовании массивных образцов.
К настоящему времени, несмотря на большое количество экспериментальных результатов, ряд важных как в научном, так и в прикладном значении вопросоп изучен недостаточно. Это касается латерального движения зигзагообразных Доменных границ и. доменов, влияния величины поля одноосной анизотропии Нк и температура на динамику доменных границ.
Объект исследования. Исследовались процессы движения доменных границ в пленках состава 15%Fe-64%Ni-21%Co, легированных Ті у Si. Образцы были получены ионно-плазменным методом на кремниевые, стеклянные и слюдяные с угольным подслоем подложки. Толщина исследуемых плеї'-.- составляла от 10 їм до 150 им. Индукция насыщения 1,2 Тл. Константа магнитострик-'-'-ги близка к куля. Величина поля ОДНООСНОЙ аНИЗОТрОПНИ В ПЛОСКОСТИ ПЛеНОК Е",;1'Ир0ВаЛаСЬ от 0,8
кА/к до 4,8 кА/м. Коэрцитивная сила Но состав-гла 0,1 + 0,3 гсЛ/у.
Цель работы Целью данной работы является исследование процесса движения доменных границ в ферромагнитных пленках состава 15%Fe-6-4XNi--йі%Со, легированных Ті и Si, толщиной 10 * 150 нм во внешних
МаГНИТНЫХ КОЛЯХ.
Исходя из этой цели были поставлен;; следующие задачи:
1, Исследовать влияние толщины пленок и величины поля одно
осной анизотропии на динамику продольных и поперечных доменных
границ.
2. Изучить Елияниа температуры на процессы движения продоль
ных и поперечных доменных границ .
Я. Исследовать свойства и выявить механизмы латерального дьилеьия зигзагообразных доменных границ и доменов.
Научная новизна работы
-
Впервые в тонких ферромагнитных магнитоодноосчих пленках н-оладалсй аффект насыщения скорости V движения поперечных доменных границ во внешних магнитных полях. Предложено объяснение у^ньиіекия подвижности поперечных доменных границ с ростом внешнего магнитного поля Н и появления на зависимости V(H) участка насыщения скорости их движения 5а счет взаимодействия полей рассеяния поперечной доменной границы о полями рассеяния нвелевских доменных границ, разделяющих полосовые домены, образующиеся под воздействием внешнего магнитного поля.
-
Впервые проведены систематические исследования влияния температуры на скорость движения продольных и поперечных доменных границ в МП с величиной поля одноосной анизотропии от 2,5 кА/ы до 4 кА/м и толщиной от 10 нм до 150 км. Установлено, что характер влияния изменения температуры на динамику доменных границ зависит от толщины пленок. Показано, что в интервале температур от 200 до 150 изменения в механизмах движс-аия доменных границ определяются температурной зависимостью константы одноосной анизотропии и ее влиянием на структуру дсмэнных границ и пороговые поля вращения намагниченности.
-
Впервые показано, что латеральное движение зигзагообразных доменных границ имеет Место в ТШ толщиной в несколько раа меньшей толщины, соответствующей переходу от доданных границ о поперечными связями к блохопосим доменным границям. np-".V!0?:3:.:'j
модель, связывающая латеральное движение зигзагообразных доменных границ с периодическим изменением, под воздействием йнешнего поля, плотности магнитных зарядов, а следовательно, о изменением внергии к скорости движения смежных наклонных к сси легкого намагничивания (ОЛН) границ, образутсідих зигзаги.
-
Предложен способ управления продвижением плоских магнитных доменов вдоль оси трудного намагничивания ТФП под воздействием комбинации магнитных полей.
-
Предложен магнитостатический канал продвижения плоских магнитных доменов (ПВД) .
Практическая значимость работы
Проведение данных исследований связано с возможностью ист-пользования тонких ферромагнитных пленок в качестве носителей информации, а также различного ррда датчиков автоматики. В основном, перспективы использования гонких FeNiСо пленок связаны о проводимыми -в настоящее премя работами по созданию на их основе магниторезистивных &апоминачицих устройств и элементов памяти на плоских магнитных доменах.
В процессе эксплуатации устройств тонкспленочные элементы могут подвергаться различного рода температурным и деформационным воздействиям, приводят к изменению их магнитных параметров. Таким образом, при разработке усаройстз на ТОП необходимо иметь представление о влиянии изменений магнитных параметров на динамические свойства доменных границ.
Одним из ключевых моментов при разработке элементов памяти на ПМД является решение проблемы упр&злзгмого продвижения доменов в направлении оси трудного намагничивания ТФП... В связи с этим особый интерес приобретают исследования латерального движения плоских магнитных доменов.
В рамках этих исследований разработан и запатентован: Канал продвижения плоских магнитных доменов. МПК Gil СИ/14 N 93-048863/24/048936. Авторы: Гаврклш А.В., Семиров Л.В.
Апробация работы. Регаты исследований, изложенных в диссертации, докладывались на: научно-технической конференции "Перспективные материалы твердотельной электроники. Твердотельные- преобразователи в автоматике и робототехнике" (Минск 1990), Всесоюзных семинарах "Новые магнитные ызтериачы микроэлектроники" \нов-
город 1990, Астрахань 1992, Москва 1994), Всероссийском координационном совещании вузов по физике магнитных явлений (Иркутск 1992, Астрахань 1993), Российской конференции по электронной микроскопии (Черноголовка 1994).
Публикации. Основное содержание диссертации опубликовано в 15 печатных работах, список которых приведен в конце автореферата.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и списка цитированной литературы. Она содерклт 153 страницы машинописного текста, включая 40 рисунков. Список цитированной литературы содержит 214 наименований.