Magnetická transformace metastabilních vrstev fcc Fe/Cu(100) pomocí fokusovaného iontového svazku - Gloss, Jonáš (Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství, 2014)
Metastabilní tenké vrstvy paramagnetického, plošně centrovaného kubického (fcc) Fe připravené na monokrystalu Cu(100) jsou dobrými kandidáty pro tvorbu magnetických struktur pomocí fokusovaného iontového svazku díky jejich magnetické a strukturní fázové transformaci na feromagnetické, prostorově centrované (bcc) Fe po ozáření ionty. Problémem bylo, že tenké vrstvy čistého fcc Fe se spontánně transformují, když jejich tloušťka přesáhne 10 monovrstev. Tato hranice může být posunuta na 22 monovrstev, když se depozice Fe provede v atmosféře CO. Ukázali jsme, že je možné růst mnohem tlustší vrstvy pomocí legovaní s Ni, který stabilizuje fcc fázi. Zjistili jsme množství Ni, které je potřebné k stabilizaci nemagnetického, metastabilního fcc Fe a popsali jsme jeho závislost na tlaku v komoře během depozice ve fázovém diagramu, který ukazuje metastabilní region. Rovněž jsme ukázali, že stabilizující efekt zvýšeného tlaku v komoře se může odstranit pomocí saturace povrchu O a proto mohou být metastabilní vrstvy připraveny také v depozičních systémech s vyšším základním tlakem. Nakonec jsme ukázali tvorbu mikro- a nanostruktur ve 44 ML hrubých vrstvách Fe legovaného s Ni na Cu(100) pomocí fokusovaného iontového svazku.

Metastable paramagnetic face-centered cubic (fcc) Fe thin films deposited on a Cu(100) single-crystal are good candidates for focused ion-beam magnetic patterning, due to their structural and magnetic phase transformation to ferromagnetic body-centered cubic (bcc) Fe upon ion-beam irradiation. However, pure fcc Fe films undergo spontaneous transformation when their thickness exceeds 10 ML. This limit can be extended to approximately 22 ML by deposition of Fe at increased CO background pressures. We show that much thicker films can be grown by alloying with Ni, that stabilizes the fcc phase. The amount of Ni necessary to stabilize non-magnetic, metastable fcc Fe films in dependence on the residual background pressure during the deposition is determined and a phase diagram revealing the metastable region is presented. It is also shown that the stabilizing effect of CO can be removed by artificial O saturation of the surface and thus the Ni-stabilized films can be grown also in systems with lower vacuum. Finally, we present fabrication of micro- and nanostructures in 44 ML thick films of Fe alloyed with Ni on Cu(100) by focused ion beam.
Magnetic transformation of metastable fcc Fe/Cu(100) films by focused ion beam
Keywords: metastabilní vrstvy; magnetické struktury; magnetická transformace; stabilizující efekt; legování; fokusovaný iontový svazek; metastable films; magnetic structures; magnetic transformation; stabilizing effect; alloying; focused ion beam