단축 이방성을 가진 Co 다층 박막의 Brillouin light scattering 연구

초록

상온에서 DC 마그네트론 스퍼터링으로 Cu 와 Co 를 다층박막으로 증착하였다. 각각의 다층박막은 두께 x = 1, 2, 5, 10 nm 의 Cu 박막에 8[Co(5nm)/Cu(x)]를 증착한 것과 두께 x = 4, 8, 20, 40 nm 의 Cu 박막에 [Co(20nm)/Cu(x)/Co(20nm)]를 증착한 것으로 만들어졌다. 단축 이방성이 유도되도록 박막 표면을 증착하는 동안 500 G 의 bias 장을 인가하였다. 결정 배향성은 q-2q 방법으로 X-선 회절기로 측정하였고, 진동 시료 자력계와 Brillouin light scattering 으로 자기적 특성을 조사하였다. Co 층의 자화값은 두께 비율이 tCo/tCu < 2.5 일 때 Cu 의 두께가 증가함에 따라 급격히 감소함을 보였다. 보자력은 trilayer 박막에서 약 8.7 Oe 였으나, multilayer 박막의 Cu 두께가 증가함에 따라 22.6 Oe 에서 4.7 Oe 로 변화되었다. 이방성 장은 Stoner-Wohlfarth(S-W) 모델을 적용하여 구해졌으며, 두께 비율이 tCo/tCu = 2.5 인 박막은 두께비율이 tCo/tCu <2.5 인 박막보다 더 컸고, 그 값은 28.2 Oe(multilayer )와 24.9 Oe(trilayer)로 나타났다. 두께비율이 tCo/tCu <2.5 인 다층 박막(multilayer, trilayer)의 열적으로 여기된 스핀파는 Brillouin light scattering 에 의해 관찰되었고, 스펙트럼에서 DE(Damon-Eshbach) 표면모드와 bulk 정상모드가 존재하였다. 인가된 자장에 의존하는 스핀파 진동수는 이중극 근사로 분석하여 구했다. 다층 박막의 특성은 두께 비율과 bias 장 효과와 관계되어 논의되었다.