Structure and magnetic state of films deposited by laser sputtering of nickel

Abstract

The influence of annealing on structure and phase states of nickel laser condensates has been studied. Volume changes, orientation relations between HCP and FCC crystal lattices, and magnetic properties changes after annealing are established. It has been shown that on (001) KCl substrate at a temperature higher than 400 K, a two-positioned nucleation and growth of HCP Ni grains takes place. Both positions contain groups of crystals with zone axes [111] and [221] perpendicular to the substrate. The annealing of film initiates polymorphic HCP -> FCC transformation accompanied by relative increasing of the material density by 18.5 %. The polymorphic transformation results in a change of the film magnetic characteristics: the film gets a magnetic moment, and hysteresis is observed at magnetic reversal.

Досліджено вплив відпалу на структуру і фазовий склад лазерних конденсатів нікелю. Виявлено об'ємні зміни та орієнтаційні співвідношення між ГЩП та ГЦК гратками у плівках, а також зміни магнітних характеристик при відпалі. Показано, що на підкладці (001) КСl вище 400 К має місце двопозиційне зародження й ріст зерен Ni зі структурою ГЩП. Обидві позиції містять групи кристалів, для яких осі зон [111] і [221] орієнтовані за нормаллю до підкладки. Відпал ініціює поліморфне перетворення ГЩП -> ГЦК, що супроводжується відносним збільшенням густини речовини на 18.5 %. У результаті поліморфного перетворення відбувається зміна магнітних характеристик плівки: плівки набувають магнітного моменту, а при перемагнічуванні спостерігається гістерезис.

Исследовано влияние отжига на структуру и фазовый состав лазерных конденсатов никеля. Выявлены объемные изменения и ориентационные соотношения между ГПУ и ГЦК решетками в пленках, а также изменение магнитных характеристик при отжиге. Показано, что на подложке (001) KCl выше 400 К имеет место двухпозиционное зарождение и рост зерен Ni структурой ГПУ. Обе позиции содержат группы кристаллов, для которых оси зон [111] и [221] ориентированы по нормали к подложке. Отжиг инициирует полиморфное превращение ГПУ -> ГЦК, которое сопровождается относительным увеличением плотности вещества на 18.5 %. В результате полиморфного превращения происходит изменение магнитных характеристик пленки: пленки приобретают магнитный момент, а при перемагничивании наблюдается гистерезис.