Manyetik malzemelerde kaydırma (exchange bias) etkisi

Bu çalışmada iyon demeti saçtırma tekniği ile MgO (001) alttaşları üzerine büyütülmüş çift katmanlı Fe/CoO ince filmlerin yapısal ve manyetik özellikleri Fe tabakasının kalınlığına bağlı olarak araştırılmıştır.X-ışını yansıması (XRR) tekniği ile yapılan yapısal incelemede büyütülen ince filmlerin katman kalınlıkları ve pürüzlülükleri istenilen değerlerde çıktı. Yalnızca CoO'in yoğunluğu bilinen değerin oldukça altında çıktı. Bu sonuç, antiferromanyetik CoO tabakasında Co2O3 ve Co3O4 gibi istenmeyen yapıların da bulunduğunu göstermektedir. Farklı Fe kalınlıklarına (4nm, 10nm, 20nm) sahip olan ince filmlerin manyetik özelliklerini incelemek için X-band frekans aralığında (9.5Ghz) sıcaklığa bağlı ferromanyetik rezonans deneyleri ve VSM ile mıknatıslanma ölçümleri yapıldı. FMR ölçümleri ile elde edilen rezonans çizgi genişliklerinin göreceli olarak küçük olmasından Fe ince film tabakalarının çok iyi kristal yapısına sahip olduğu sonucuna varıldı. Bununla birlikte oda sıcaklığında yapılan FMR ölçüm sonuçları Fe tabakasının kolay ekseninin MgO alttaşı [110] yönüne paralel olduğunu gösterdi. Ayrıca, ölçüm sıcaklığına ve Fe kalınlığına bağlı olarak değişen kaydırma etkisi özellikleri daha önceden farklı numuneler ile çalışılmış benzer sistemlerle son derece uyumlu sonuçlar verdi. Yalnızca engelleme sıcaklığı değeri beklenenden oldukça küçük çıktı. Engelleme sıcaklığının küçük olması CoO'in içerisinde farklı kobalt oksit yapılarının bulunması ve CoO kalınlığının kritik kalınlık olan 20nm'den az olmasıyla açıklandı.