Сотрудники физического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова с помощью нового метода составили детальную характеристику магнитного состояния атомов железа в магнитных пленках. Результаты исследования были опубликованы в Journal of Magnetism and Magnetic Materials.
Многослойные магнитные пленки являются технологической базой микроэлектроники и спинтроники. Они обладают необычными для сплошных сред свойствами, например, очень высоким магнитосопротивлением, фазовыми переходами металл-диэлектрик, «Kondo-like» поведением, когда электрическое сопротивление не падает с понижением температуры, а возрастает.
«Наша работа посвящена разработке и тестированию нового метода исследований магнитных пленок. Метод ядерно-резонансной рефлектометрии с использованием синхротронного мессбауэровского источника впервые применен в нашей работе для детальной характеристики магнитного состояния атомов железа в [Fe/Cr]*n пленках с ультратонкими слоями железа. В частности, для исследуемой пленки мы установили, что переход в ферромагнитное состояние происходит при температурах ниже 150 К, что связано с началом возрастания электросопротивления. Мы показали отсутствие выраженной слоистой структуры и наличие широкого распределения сверхтонких полей, свидетельствующего о существенной неоднородности структуры», — рассказала один из авторов статьи Марина Андреева, доктор физико-математических наук, ведущий научный сотрудник кафедры физики твердого тела отделения физики твердого тела физического факультета МГУ.
В ходе работы ученые применили метод ядерно-резонансной рефлектометрии. Этот метод позволил изучить сверхтонкие магнитные поля на ядрах изотопа 57Fe, их распределение по глубине пленок, переориентацию направления магнитных моментов под действием приложенного поля и изменения магнитных характеристик с температурой.
«В работе решены важные методические вопросы: о видоизменении спектров при разных углах скольжения, о влиянии поляризации падающего излучения на возбуждение отдельных компонент спектра, об изменении функции распределения сверхтонких полей под действием сильного внешнего поля. Детальная характеристика их магнитных свойств и структуры важна для практических приложений, а также для развития теории магнитных взаимодействий в слоистых структурах», — заключила Марина Андреева.
Работа проходила в сотрудничестве с учеными из Национального исследовательского центра «Курчатовский институт», Института физики металлов имени М.Н. Михеева УрО РАН и из исследовательского комплекса European Synchrotron Radiation Facility (Франция).