Высокоанизотропные фазы co-sm-пленок: синтез и исследование Текст научной статьи по специальности «Нанотехнологии»

Наноматериалы и нанотехнологии в аэрокосмической отрасли

Морфология поверхности исходной подложки и получаемых покрытий

Исследуемые образцы Коэффициент Ra, нм Коэффициент Rz, нм

Подложка (предметное стекло) 9,8 53,5

Медная пленка, полученная с помощью классической МРС 47,7 359

Медная пленка, полученная с помощью жидкофазного магнетрона 47,2 223

V. P. Krivobokov, S. N. Yanin, R. S. Tretyakov National Research Tomsk Polytechnical University, Russia, Tomsk

HIGH-SPEED MAGNETRON DEPOSITION OF METAL COVERS

The magnetron spraying system with liquid-phase cathode intended for high-speed deposition of covers from various metals is observed. Basic performances of magnetron category by activity on the copper cathode and properties of gained covers are studied.

© Кривобоков В. П., Янин С. Н., Третьяков Р. С., 2010

УДК 53

И. А. Крутов

Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Россия, Красноярск

В. С. Жигалов

Институт физики имени Л. В. Киренского Сибирского отделения Российской академии наук, Россия, Красноярск

ВЫСОКОАНИЗОТРОПНЫЕ ФАЗЫ Со-8ш-ПЛЕНОК: СИНТЕЗ И ИССЛЕДОВАНИЕ*

Исследовались пленки, полученные с помощью твердофазных реакций при термообработке структуры a-Co(110)/Sm/Co, предварительно осажденной на подложки из Mg0(001) методом термического испарения в вакууме.

Магнитожесткие Со-8т-пленочные материалы с большими значениями одноосной магнитокристалли-ческой анизотропии используются в микроэлектронных и микромеханических приложениях, а также для изготовления постоянных магнитов. В таких материалах необходимо, чтобы легкая ось намагничивания совпадала с одним из кристаллографических направлений. Выбор направлений и величина анизотропии управляются эпитаксиальным ростом на монокристаллических подложках с использованием различных методов напыления [1-2]. В нашей работе пленки получались с помощью твердофазных реакций [3] при термообработке структуры а-Со(110)/8т/Со, предварительно осажденной на подложки из М^0(001) методом термического испарения в вакууме. В процессе реакций вновь образованные фазы Со58т и Соп8т2 эпитаксиально вырастали на базе первого кобальтового слоя с соблюдением трех ориентационных соотношений:

Со58т (110)[001]IIMg0(001)[100],

Со58т (101)[001]IIMg0(001)[100],

Со178т2 (110)[001]IIMg0(001)[100].

Рентгеновские спектры для пленок состава 33 а!. % 8т демонстрируют пример твердотельного синтеза эпи-

*Работа поддержана программой АВЦП «Развитие научного потенциала высшей школы 2009-2010 гг.» № 2.1.1/4399.

таксиальной фазы Со58т с рефлексами (110) и (220) уже при температуре отжига в 360 оС (рис. 1).

20, deg.

Рис. 1. Рентгеновские спектры для пленок системы Со-8т общего состава 25 а!. % 8т до и после отжигов при температуре 360 оС

Решетневск.ие чтения

JS, G

К u, 107 erg/cm3

2 1.5 1

0.5 0

2/

.o

'*3

-oJJV

о--»

,0-^0------° <? --О .

i

b 6 \

3

Hb-

150 300 450 600 750 900

Рис. 2. Изменение магнитных свойств: а - намагниченности насыщения; Ь - эффективной константы анизотропии в зависимости от температуры отжига. Кривая 1 соответствует образцу ссодержанием 8ш 18 а! %, кривые 2 и 3 - 33 и 75 а! % 8ш соответственно

В процессе термообработки помимо структурных изменений исследовались также изменения намагниченности насыщения (,/8), константы двухосной (маг-нитокристаллографической) анизотропии (К4), определялись критические температуры твердофазных ре-

акций и происходящих при этом фазовых превращений. Результаты измерений магнитных параметров представлены на рис. 2.

Большая двухосная магнитокристаллическая анизотропия (порядка 107 erg/cm3) в наших образцах вызвана эпитаксиальным ростом фаз Co5Sm и Co17Sm2, а их ориентационные соотношения с подложкой, определяющие направление легких осей намагничивания, зависят от соотношения толщин Co и Sm и температуры термообработки. Цепочки превращений и ориентация фаз в зависимости от этих параметров выглядят следующим образом.

Для пленочной структуры состава 18 и 33 at. % Sm:

a-Co/a-Sm/a-Co ^ (360 oC) Co5Sm(110) + Sm2Ü3 ^

^ (560 oC) Co5Sm(110) + ConSm2(110) + Sm2Ü3

Для пленок состава 75 at. Sm:

a-Co/a-Sm/a-Co ^ (360 oC) Co5Sm(101)(110) + + CosSm(110)(202) + a-Sm ^ (560 oC) Co5Sm(101) + + CosSm(110) + + Sm2Ü3 ^ (800 oC) Sm2Ü3 + a-Co

Библиографические ссылки

1. Singh A., Neu V., Tamm R. et al. // Appl. Phys. Lett. 2005. 87. 072505.

2. Fullerton E. E., Samuel J. J., Sowers C. H. et al. // Appl. Phys. Lett. 1998. 72. 380.

3. Myagkov V. G., Zhigalov V. S., Bykova L. E., Bondarenko G. N. // JMMM. 2006. 305. 534.

I. A. Krutopv

Siberian State Aerospace University named after academician M. F. Reshetnev, Russia, Krasnoyarsk

V. S. Zhigalov

L. V. Kirensky Institute of Physics, Russian Academy of Science, Siberian Branch, Russia, Krasnoyarsk HIGH-ANISOTROPIC CoSm FILMS' PHASES. SYNTHESIS AND RESEARCH

Films, got in the result of solid pfase reactions at a-Co(110)/Sm/Co structure heat treatment, preliminary reined in the Mg0(001) bottom layer by means of thermal vaporization in vacuum were studied.

© Крутов И. А., Жигалов В. C., 2010

1200

800

400

a

0

Tan, "О

УДК 669.14.018.28

Г. Г. Крушенко, С. Н. Решетникова, А. А. Мишин

Институт вычислительного моделирования Сибирского отделения Российской академии наук, Россия, Красноярск

МЕХАНИЗМ МОДИФИЦИРОВАНИЯ АЛЮМИНИЕВО-КРЕМНИЕВОГО СПЛАВА НАНОПОРОШКАМИ (НА ПРИМЕРЕ НИТРИДА ТИТАНА)

Предложен механизм модифицирования алюминиево-кремниевък сплавов нанопорошками на примере нано-порошка нитрида титана ТЫ.

Большая группа алюминиево-кремниевых литейных сплавов доэвтектического состава применяется в машиностроении для изготовления литых деталей, работающих в сложно-нагруженных условиях.

При этом с целью измельчения структуры литых деталей и, как результат, повышения механических свойств получаемых из них литых деталей, сплавы обрабатываются в жидком состоянии флюсами, содержащими натрийсодержащие соли.