Role of the interfaces in the crystallization and hysteresis mechanisms of amorphous Fe-B thin films
Role of the interfaces in the crystallization and hysteresis mechanisms of amorphous Fe-B thin films
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界面在非晶 Fe-B 薄膜结晶和滞后机制中的作用
DOI：
10.1016/j.jallcom.2021.159276
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发表时间：
2021
影响因子：
6.2
通讯作者：
F Cebollada
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Unai Urdiroz;F Javier Palomares;A Mayoral;IV Soldatov;R Schäfer;JM Gonzalez;Marta Sanchez-Agudo;E Navarro;A Ruiz;María Alonso;Luis Vázquez;F Cebollada
本文研究了脉冲激光烧蚀沉积法制备的Fe_（80）B_（20）非晶薄膜在康宁玻璃和MgO（001）衬底上的晶化过程。利用磁光技术和透射电镜分析了它们的磁滞机制。所沉积的非晶薄膜呈现出高度均匀的单轴磁各向异性，其易磁化轴取向依赖于衬底的类型，并且比具有类似成分的块体合金的易磁化轴取向弱得多。在玻璃和MgO上沉积的薄膜的结晶开始分别出现在低于其本体对应物的温度150 °C和250 °C的温度下。我们研究的作用，基板的结晶机制和由此产生的纳米结构的磁性薄膜。虽然MgO沉积膜的结晶在从衬底到表面的宽的前面生长中进行，但玻璃沉积膜的结晶通过孤立的微晶的成核和生长而发生。我们分析了薄膜结晶过程中的结晶度的演变。它遵循两种类型的类似的趋势，保持在接近那些无定形前体的值，直到它在给定的退火温度下急剧上升。玻璃沉积膜的陡峭的结晶度增加的阈值被移动到较低的温度相对于MgO的，尽管前者的较高的结晶起始温度。分析了薄膜的导电机制，与薄膜的界面特性相关，并与块体合金的导电机制进行了比较。
In this work we study the crystallization processes of two sets of amorphous Fe80B20films fabricated by Pulsed Laser Ablation Deposition on substrates with different nature, Corning glass® and MgO(001). We analyze their magnetic hysteresis mechanisms by means of magneto-optic techniques and Transmission Electron Microscopy. The as-deposited amorphous films present a highly homogeneous uniaxial magnetic anisotropy with the easy axis orientation dependent on the type of substrate and much weaker than that of bulk alloys with similar composition. The onset of crystallization for the films deposited on glass and MgO appears, respectively, at temperatures 150 °C and 250 °C below that of their bulk counterparts. We study the role of the substrate in the crystallization mechanism and the resulting nanostructure of the magnetic films. While the crystallization of the MgO-deposited films proceeds in a broad front growing from the substrate to the surface, that of the glass-deposited films takes place through the nucleation and growth of isolated crystallites. We analyze the evolution of the coercivity during the crystallization of the films. It follows a similar trend for both types, remaining in values close to those of the amorphous precursors until it rises steeply at a given annealing temperature. The threshold of the steep coercivity increase of the glass-deposited films is shifted to lower temperatures with respect to the MgO ones, in spite of the higher crystallization onset temperature of the former. The coercivity mechanisms have been analyzed, correlated to the films interfacial characteristics and compared to those of bulk alloys.
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