Μελέτη της σχέσης δομής-μαγνητισμού σε λεπτά υμένια με ακτινοβολία σύγχροτρον και με συμβατικές πειραματικές τεχνικές

• Κύριος συγγραφέας: Βλάχος, Αθανάσιος
• Άλλοι συγγραφείς: Πουλόπουλος, Παναγιώτης
• Μορφή: Thesis
• Γλώσσα: Greek
• Έκδοση: 2017
• Θέματα: Ιοντοβολή; Λεπτά μαγνητικά υμένια,; Άμορφα υλικά; Υφή; Βρόχοι μαγνητικής υστέρησης; Μαγνητική ανισοτροπία; Ακτινοβολία σύγχροτρον; Κυκλικός μαγνητικός διχρωϊσμός ακτίνων Χ; Επαγόμενες μαγνητικές ροπές; Ζιρκόνιο; Ύττριο; Παλλάδιο; Κοβάλτιο; Νικέλιο; Sputtering; Magnetic thin films; Amorphous materials; Texture; Hysteresis loops; Magnetic anisotropy; Synchrotron radiation; X-ray magnetic circular dichroism; Induced magnetic moments; Spin magnetic moment; Orbital magnetic moment; Zirconium; Yttrium; Palladium; Cobalt; Nickel; 539.73

Στα πλαίσια της διδακτορικής αυτής διατριβής μελετήθηκε η σχέση δομής και μαγνητισμού σε λεπτά μαγνητικά υμένια. Ένα μέρος της διατριβής έγινε στο εργαστήριο και ένα στο European Synchrotron Radiation Facility. Στο Σύγχροτρον μελετήθηκαν με την τεχνική του κυκλικού μαγνητικού διχρωϊσμού ακτίνων Χ (x-ray magnetic circular dichroism – XMCD) άμορφα και κρυσταλλικά υμένια με παρόμοια σύνθεση. Αφενός, για πρώτη φορά μετρήθηκε η επαγόμενη μαγνητική ροπή στο ζιρκόνιο και το ύττριο σε άμορφα και κρυσταλλικά μαγνητικά υμένια και διαχωρίστηκαν οι μαγνητικές ροπές σπιν και τροχιάς. Αφετέρου, βρέθηκε το εντυπωσιακό φαινόμενο της αλλαγής του σχετικού προσανατολισμού της μαγνητικής ροπής σπιν και τροχιάς, οι οποίες από αντιπαράλληλες στα κρυσταλλικά υμένια γίνονται παράλληλες στα άμορφα. Έγινε κατανοητό πως κάτι τέτοιο οφείλεται στη διαφορά στον αριθμό πρώτων γειτόνων και στις ενδοατομικές αποστάσεις. Ο παράλληλος προσανατολισμός των μαγνητικών ροπών σπιν και τροχιάς σε στοιχεία με λιγότερο από μισογεμάτη ζώνη d αποτελεί μια διαφαινόμενη παραβίαση του τρίτου κανόνα του Hund στην ύλη. Τέλος, έγινε μελέτη ορισμένων μαγνητικών υμενίων με παλλάδιο και πλατίνα, υμένια με ενδιαφέρον στη μαγνητική και μαγνητο-οπτική εγγραφή πληροφορίας, ώστε να κατανοηθούν καλύτερα οι μηχανισμοί που τα καθιστούν ενδιαφέροντα τεχνολογικά. Επίσης, κύρια στο εργαστήριο, μελετήθηκε η σχέση υφής και μαγνητικής ανισοτροπίας σε υμένια με βάση το κοβάλτιο και το νικέλιο σε fcc δομή. Kαταγράφηκαν βρόχοι μαγνητικής υστέρησης με ένα Kerr μαγνητόμετρο σε θερμοκρασία δωματίου. Έγινε φανερό πως οι παραμένουσες τάσεις σε συνδυασμό με την κατάλληλη υφή μπορεί να οδηγήσουν στην εμφάνιση κάθετης ανισοτροπίας σε πολυκρυσταλλικά υμένια. Η κάθετη μαγνητική ανισοτροπία είναι μια ιδιότητα με μεγάλη σημασία στην τεχνολογική αξιοποίηση των μαγνητικών υμενίων σε νανοδιατάξεις και μαγνητο-οπτικούς δίσκους,. Στην περίπτωση αυτή εντυπωσιακές εικόνες μαγνητικών περιοχών με σπιν πάνω και κάτω σε σχέση με το επίπεδο του υμενίου καταγράφηκαν με το μικροσκόπιο σάρωσης ακίδας. Έγινε εμβάθυνση στα φαινόμενα σχέσης μαγνητισμού και υφής σε πολυκρυσταλλικά συστήματα.