13-18 September 2019
Kraków
Europe/Warsaw timezone

Jakość krystaliczna i stabilność jedno- i dwuwarstwowych cienkich warstw na bazie magnetytu (Fe3O4)

15 Sep 2019, 15:00
2h
Prezentacja plakatu Fizyka materii skondensowanej (S5) Sesja plakatowa

Speaker

Magdalena Krupska-Klimczak (Laboratorium Nanostruktur, Instytut Fizyki, UniwersytetPedagogiczny im. Komisji Edukacji Narodowej w Krakowie)

Description

Magnetyt (Fe3O4) jest uważany za potencjalny materiał do zastosowania w spintronice w temperaturze pokojowej. Posiada on wysoką krytyczną temperaturę (temperatura Néela TN = 858 K) i oczekiwaną pełną polaryzację spinową na poziomie Fermiego. Cienkie warstwy magnetytu posiadają ważne zastosowania technologiczne np. jako złożone katalizatory oraz elementy elektroniczne o przewodnictwie zależnym od spinu. Wiele badań poświęcono także badaniu możliwości zastosowania nanocząstek magnetytu w medycynie.
Koncentrujemy się na zbadaniu jakości krystalicznej i stabilności cienkich warstw na bazie Fe3O4 otrzymane metodą epitaksji z wiązek molekularnych (Molecular Beam Epitaxy (MBE)) z jedno- i dwuwarstwową strukturą (Fe3O4/MgO(001), Fe3O4/Fe/MgO(001), Fe/Fe3O4/MgO(001)) z grubością każdej warstwy rzędu 10-100 nm. Warstwy były charakteryzowane w trzech różnych stanach: po otrzymaniu, po wygrzewaniu (w różnych temperaturach i różnym czasie wygrzewania) oraz po naświetlaniu jonami wysokoenergetycznymi Ar+, Kr+ i Au+ (stosując różne dawki jonów) techniką spektroskopii rozpraszania wstecznego Rutherforda (RBS), RBS z uwzględnieniem efektu kanałowania jonów (RBS-C) oraz reflektometrii promieniowania X (XRR). Analizy danych dokonano za pomocą symulacji komputerowe SIMNRA oraz SRIM/TRIM.
Nasze wyniki wskazują, że układ jednowarstwowy (Fe3O4/MgO(001) zawsze posiada bardzo wysoką jakość krystaliczną. Stechiometryczna warstwa Fe3O4 obecna jest na powierzchni gdy jej grubość wynosi więcej niż 20 nm. W układach dwuwarstwowych (Fe3O4/Fe/MgO(001)), niezależnie od grubości warstw, na powierzchni zawsze znajduje się stechiometryczna warstwa Fe3O4 (gdy dyfuzja jonów Mg z podłoża jest hamowana przez warstwę Fe).
Ważnym rezultatem jest uzyskani informacji o wysokiej stabilności warstwy Fe3O4 na powierzchni układu dwuwarstwowego po naświetlaniu wiązką 1 MeV Ar+ i Kr+ oraz Au+. Dla wszystkich zbadanych układów, mimo zmniejszenia grubości warstwy i nawet utlenienia całkowitego warstwy buforu Fe, warstwa powierzchniowa Fe3O4 jest zawsze zachowana (po naświetlaniu dawką jonów mniejszą niż np. 1.9x10^16 Kr+/cm2 lub 20.7x10^16 Ar+/cm2). Informacje dotyczące stabilności i odporności warstw są ważne ze względu na możliwość wykorzystania tych układów w praktyce.
Badanie było prowadzone w ramach współpracy z grupą kierowaną przez prof. Józefa Koreckiego (AGH-Kraków i IKiFP-PAN w Krakowie), z grupą w IKF Uniwersytetu Johanna Wolfganga Goethego we Frankfurcie oraz z grupą w UJF-CAS w Rez-Pradze.

Primary authors

Hoa Kim Ngan Nhu-Tarnawska (Laboratorium Nanostruktur, Instytut Fizyki, Uniwersytet Pedagogiczny im. Komisji Edukacji Narodowej w Krakowie) Magdalena Krupska-Klimczak (Laboratorium Nanostruktur, Instytut Fizyki, UniwersytetPedagogiczny im. Komisji Edukacji Narodowej w Krakowie)

Presentation Materials

There are no materials yet.
Your browser is out of date!

Update your browser to view this website correctly. Update my browser now

×