ТЕМПЕРАТУРНАЯ ЗАВИСИМОСТЬ МЕЖСЛОЕВОГО ОБМЕННОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ В МАГНИТНОЙ ГЕТЕРОСТРУКТУРЕ Co/Pd/Co Текст научной статьи по специальности «Физика»

ТЕМПЕРАТУРНАЯ ЗАВИСИМОСТЬ МЕЖСЛОЕВОГО ОБМЕННОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ В МАГНИТНОЙ ГЕТЕРОСТРУКТУРЕ Co/Pd/Co

Горнаков В. С., Шашков И. В., Евстигнеев Р. С., Кабанов Ю. П.

Институт физики твердого тела им. Ю.А. Осипьяна РАН, Черноголовка, Россия

shav@issp.ac.ru

Проведено прямое экспериментальное изучение энергии J межслоевого взаимодействия в гетероструктурах с перпендикулярной магнитной анизотропией, состоящих из ферромагнитных (ФМ) слоев, разделённых немагнитной прослойкой (НМ), толщина которой определяет эффективное поле Не обменной связи между ФМ слоями и оказывает существенное влияние на формирование и эволюцию доменной структуры в таких наномагнетиках [1]. Зарождение доменов и динамика доменных границ (ДГ) в ФМ слоях в зависимости от температуры в диапазоне от 15К до 300К были изучены с помощью магнитооптического эффекта Керра в гетерофазных структурах Ta(2нм)/Pd(1нм)/Co(0,4нм)/Pd(d)/Co(0,4нм)/Pd(1нм)/Ta(2нм), где толщина d образцов варьировалась в диапазоне от 6,0нм до 6,5нм. Эти структуры были нанесены магнетронным распылением на окисленные кремниевые подложки площадью 5x5 мм2 при комнатной температуре.

Получены температурные зависимости полей зарождения Нзр доменов в намагниченных до насыщения образцах (Рис.1) и полей межслоевого обменного взаимодействия (Рис.2) при различных толщинах немагнитной прослойки. Показано, что поле зарождения в обоих ФМ слоях монотонно убывает с ростом температуры. Обнаружена зависящая от толщины Pd критическая температура TCR, ниже которой сквозные домены новой фазы зарождаются одновременно в обоих слоях, тогда как при T>TCR зарождение в слоях происходит в разных полях и в разных местах образцов. В этой области температур были получены полевые зависимости скорости движения ДГ в ФМ слое в условиях однородно намагниченного другого слоя. Установлено, что поля на зависимости скоростей V(H) при движении ДГ в противоположных направлениях (при +Н и -Н) различаются на величину 2Не. С понижением температуры значение этого поля растет, причем тем сильнее, чем меньше толщина прослойки (Рис.2). Таким образом, показано, что на ДГ при ее движении кроме внешнего поля действует эффективное поле He. Анализ результатов V(H, Т) позволил получить зависимость межслоевого обменного взаимодействия J(T) = 2MHE(T)b от температуры, где M и b - намагниченность и толщина каждого слоя, соответственно.

Литература

1. Gornakov V.S., Shashkov I.V., Tikhomirov O.A., and Kabanov Yu.P. // Magnetochemistry. -

2023. - № 9. - P. 176-194.

Рис.1 Поля зарождения доменов в ФМ слоях от температуры