纳米FePt颗粒：MgO多层复合薄膜的外延生长、微观结构与磁性研究.pdf

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1、物理学报ActaPhys．Sin．Vo1．63，No。16(2014)166801纳米FePt颗粒：MgO多层复合薄膜的外延生长、微观结构与磁性研究吴建邦)2)周民杰)王雪敏)王瑜英)熊政伟)2)程新路2)Marie—Jos6Casanove3)ChristopheGatel3)吴卫东)2)十1)(中国工程物理研究院激光聚变研究中心，绵阳621900)2)(四川大学原子与分子物理研究所，成都610064)3)(法国国家科学研究院材料精细结构研究中心，法国图卢兹31055)(2014年2月26日收到；2014年4

2、月14日收到修改稿)采用脉冲激光沉积法，在MgO(100)面上外延生长了FePt：MgO多层纳米复合薄膜，FePt成分为Fe48Pt52．FePt纳米颗粒周期性嵌埋于单晶MgO外延层中．原位反射式高能电子衍射分析结果表明，MgO外延层呈层状生长，而FePt纳米颗粒呈岛状生长．在整个FePt：MgO纳米复合薄膜的生长过程中，成功实现了层状一岛状生长模式的交替控制．高分辨透射电子显微镜分析结果表明，退火热处理后，结晶完整的Ll0-FePt纳米颗粒粒径约为5Dill，呈扁平六角形状，在MgO基底上形成逐层排列的纳米点

3、阵．磁滞回线结果表明，退火后薄膜矫顽力增大，有序度提高，磁性增强．关键词：脉冲激光沉积，反射式高能电子衍射，L10一FePt，相变PACS：68．55．一a，64．70．Nd，61．05．jm，63．22．NpDOI：10．7498／aps．63．166801以单晶MgO(100)基片作衬底，将FePtNPs晶粒1引言周期性嵌埋在MgO层中，获得了逐层排列的FePt纳米点阵，且FePt颗粒为单晶纳米颗粒．同时，利铁磁性纳米粒子由于其具有超高密度数据存用反射式高能电子衍射fRHEED)原位监测研究储的潜能而受到广

4、泛关注．具有优良磁性能的了FePt：MgO／MgO(100)纳米复合薄膜的生长过L10相FePt纳米颗粒(NPs)薄膜是目前被重点研程，利用透射电子显微镜fTEM)分析了退火前后究的超高密度记录材料之一[1-4]．它的磁晶各向FePt：MgO中FePtNPs的结构变化．最后，将所异性能高达7J／cm3，这意味着即使晶粒尺寸下降测磁滞回线与薄膜微结构相结合，具体分析了薄膜到3nm，它依然能克服因晶粒尺寸减小而带来的的磁学性能．热不稳定性【，引，这正是实现超高密度记录的关键．同时，要实现超高密度磁记录，FePt晶粒

5、还需2实验具备良好的分散性，以降低晶粒间耦合作用，减小噪声干扰【，引．研究表明，将FePtNPs分散到一实验所采用的PLD系统见文献【18]，KrF准分些介质中(如Ta，BN，Ag，Bi，Cu，SiO2，B2Oa和子激光(248rim)交替烧~AMgO和FePt靶材，激光A1203[o-~rl等)可以有效降低FePtNPs间磁耦合功率密度为1．5—2J／cm，激光照射频率为2Hz．作用．然而，实现FePtNPs有序排列、结晶完整仍通过改变激光烧蚀FePt靶的时间以获得不同FePt有一定困难．本工作采用脉冲激光沉

6、积(PLD)法，含量的薄膜样品，分别制备了[FePt／MgO]2o／MgO，t通讯作者．E—mail：wuweidongding@163．corn◎2014中国物理学会ChinesePhysicalSocietytp：／／wulixb．hy．ac．cnH物理学报ActaPhys．Sin．Vo1．63，No．16(2014)166801参考文献【16】TakahashiYK，HomoK2004App1．Phys．Lett．84383瞄■2．．刮引．【17】CaoJW，KatayamaN，YangZ，WeiFL，M

7、atsumotoSunSH2006Adv．Mater．18393M，MorisakoA，LiuXX，TakeiS2005Chin．Phys．Lett．Qus，ZhangXW，YinZG，YouJB，ChenNF2007222899Chin．Phys．Lett．243520XiaAL，CaoJW，TongLN，WeiFL，YangZ，HanB[18】wluwD，XuH，WeiS，TangYJ，ChenZH2002HighS2007Chin．Phys．Left．24222PowerLaserandParticleB

8、eams14873(inChinese)YinJH，TakaoS，PanLQ2008Chin．P^s．B173907【吴卫东，许华，魏胜，唐永建，陈正豪2002强激光与粒子束WellerD，MoserA，FolksL，DoernerME2000IEEE14873】Tra~s．Magn．3610【19】ZuoYS，ChenWZ，LiangW2000ModernAnaly—DuanCY，M