Ortogonal Olmayan Manyetik Konfigürasyonlu Çok Katmanlı İnce Filmlerin Geliştirilmesi, Manyetik ve Transport Özelliklerinin İncelenmesi

Abstract

Tek veya çok katmanlı ince filmler, teknolojinin birçok alanında yaygın olarak kullanılmaktadır. Temel bilim veya teknolojik kullanım açısından bu yapıların manyetik, optik, manyeto-optik, manyeto-elektrik, elektriksel transport, termal transport ve benzeri özelliklerinin iyi araştırılması gerekir. Manyetik ince filmlerde, geometrik anizotropi mıknatıslanma vektörünü film düzlemine paralel olmaya zorlar. Ancak birçok teknolojik uygulama için, film düzlemine dik yönde, son zamanlarda ise film normali ile film yüzeyi arasında yönelmiş mıknatıslanma gerekmektedir. Dik mıknatıslanma yönüne sahip özellik gösteren malzeme sayısı ise oldukça sınırlıdır. Düzleme dik ve düzleme paralel yönde kolay mıknatıslanma yönlerine sahip malzemelerin manyetik olamayan tabakalarla ayrılarak bir araya getirilip süper yapıların oluşturulması yeni ve daha hassas sensörlerin, daha az enerji tüketen cihazların geliştirilebilmesine neden olacaktır. Bu nedenle bu projemizde bu tür yapılar detaylı şekilde çalışılmıştır. Bu proje kapsamında, Non-Orthogonal Magnetic Configuration (NOMC) ve OMC davranışı veren (Rh/Fe1-xCox /Rh/ Fe1-yCoy)N ve (Pt / [x Ni- y Co ]n / Pt / [v Ni- z Co ]m süper yapıları incelenmiştir. Birinci yapı olan (Rh/Fe1-xCox /Rh/ Fe1-yCoy)N Rodyum (Rh) tampon (buffer) tabaka ile kaplanmış iletken olmayan MgO alttaşlar üzerine büyütülmüştür. , manyetik ve transport özellikler detaylı olarak incelenmiştir. Pt / [x Ni- y Co ]n / Pt / [v Ni- z Co ]m süper yapısı ise doğal oksitlenmiş Si alttaş üzerine önce Pt tampon tabakasının büyütülmesi ile gerçekleştirilmiştir. Her iki sistemde ki, manyetik katmanlar önce tek katman olarak hazırlanıp ideal büyütme parametreleri, manyetik ve yapısal özellikleri incelendikten sonra, çok katmanlı süper yapılara geçilmiştir. Çok katmanlı yapıda ortogonal olan yapının elde edilebilmesi için, önce ikili FeCo/Rh/Fe yapısı çalışılıp arzu edilen manyetik davranışa sahip olacak filmlerin ideal büyütme parametreleri belirlenmiştir. Bu aşamadan sonra 3 ve daha fazla manyetik katmanlı yapılar incelenmiştir. Yapılan manyetik ölçüm ve analizlerden, ortogonal yapıdaki filmlerde, manyetik katmanlar arasında etkileşmenin olmadığı görüldü. Ancak NOMC davranışı gözleyebilmek için, manyetik katmanlar arasında etkileşmenin gerekli olduğu ve etkileşmenin büyüklüğüne göre ortak manyetik kolay eksenin değiştiği tespit edildi.