[Ni/Pt/CoO]x çok katlı ince filmlerin yapısal ve manyetik özelliklerinin incelenmesi

Abstract

Bu tez çalışmasında, [Ni/Pt/CoO]X çok katlı ince filmlerin yapısal ve manyetik özellikleri tekrar eden tabaka sayısına (X) bağlı olarak incelendi. İnce filmler Si (111) alttaş üzerine magnetron saçtırma (MS) tekniği ile büyütüldü. Filmlerin yapısal özelliklerini belirlemek için x-ışını kırınımı (XRD) tekniği kullanıldı. XRD sonuçlarına göre örneklerin çoklu kristal (polycrystalline) yapıya, tampon Pt tabakasının ise zayıf (111) yönelimine sahip olduğu gözlemlendi. Manyetik özellikler manyetik-optik Kerr etkisi (MOKE) ve titreşimli örnek manyetometresi (VSM) teknikleriyle incelendi. Örneklerin kolay mıknatıslanma yönlerini belirlemek için, örnek düzlemi ve örnek düzlemine dik yöndeki mıknatıslanma eğrileri oda sıcaklığında MOKE sistemi ile ölçüldü. MOKE ölçüm sonuçları bütün örneklerin kolay eksenlerinin örnek düzleminde olduğunu gösterdi. Kaydırma etkisinin (KE) sıcaklığa bağlı davranışı VSM tekniği ile incelendi. Kaydırma etkisi ölçümleri 300 150 K aralığında ve 2 kOe soğutma alanı (H_FC) altında yapıldı. VSM ölçüm sonuçlarından, kaydırma etkisinin gözlenmeye başladığı sıcaklık değeri olan engelleme sıcaklığı (T_B), tekrar eden tabaka sayısına bağlı olarak, 270 - 250 K arasında belirlendi. Düşük sıcaklık VSM ölçüm sonuçlarından, zorlayıcı alan (H_C) ve kaydırma etkisi alan (H_EB) değerlerinin sıcaklığın azalmasıyla arttığı gözlendi. Tekrar eden tabaka sayısına bağlı olarak zorlayıcı alan değerinin arttığı bulundu. Ancak kaydırma etkisi alanının tekrar eden tabaka sayısının artmasıyla X=1'den X=3'e kadar arttığı, X=4'te ise azaldığı belirlendi.

In this thesis, structural and magnetic properties of [Ni/Pt/CoO]X multilayers have been investigated as a function of repeating layers (X). The thin films were grown on Si (111) substrate by magnetron sputtering (MS) system. In order to determine structural properties of the thin films x-ray diffraction (XRD) method was used. According to XRD data, the samples have polycrystalline structure, but broad peak of (111) was observed for the buffer Pt layer showing weak texturing. Magnetic properties have been investigated by using magneto-optical Kerr effect (MOKE) and vibrating sample magnetometer (VSM) methods. Both in-plane and out of plane hysteresis curves were measured by MOKE at room temperature in order to determine easy magnetization axis of the samples. The MOKE results have revealed that all multilayers have an easy magnetization axis in the film plane. Temperature dependence of exchange bias (EB) properties has been studied by using VSM technique. The exchange bias measurements have been performed form 320 K to 150 K under cooling field (H_FC) of 2 kOe. From VSM results, blocking temperature (T_B) were specified between 270 – 250 K depending on the repeating layer. Low temperature VSM measurements indicate that coercive field (H_C) and exchange bias field (H_EB) increase with decreasing temperature. In addition, coercive field increases with the increasing number of repeating layer. However exchange bias field increases with the increasing number of repeating layer until X=3 and then it decreases.