Experimental Solid State Physics Dept. (Research Institute for Solid State Physics and Optics Hung. Acad. Sci.)
Participants
Bujdosó, László Kaptás, Dénes Kemény, Tamás Kiss, László Ferenc Vincze, Imre
Starting date
2005-01-01
Closing date
2008-12-31
Funding (in million HUF)
16.410
FTE (full time equivalent)
8.32
state
closed project
Final report
Results in Hungarian
A nanométeres skálájú szerkezet, a határfelületi keveredés és a mágneses tulajdonságok kapcsolatát tanulmányoztuk Fe-Al és Fe-Ag multirétegekben és nano-kompozitokban. Az ultravékony rétegvastagságú Fe-Al multirétegekben tapasztalt szokatlanul nagy mágneses anizotrópiát a két monoréteg vastagságú Fe tartományoknak tulajdonítottuk, miután ezek megjelenését az alacsony hőmérsékleten mért Fe hiperfinom terek alapján kimutattuk. A szuperparamágneses tulajdonságok alapján meghatároztuk a nem-folytonos Fe rétegű Fe-Ag multirétegekben található Fe szemcsék méretét. A tömbi mágnesség mérések és a lokális jellegű Mössbauer spektroszkópia hasonló eredményeket adott és ezekből arra következtettünk, hogy a Fe szemcsemérete csökken az Ag elválasztó réteg vastagságának növekedésével. Bizonyos szemcseméret alatt egy közel merőleges mágneses anizotrópiát tapasztaltunk, amiről megmutattuk, hogy független az olyan mechanikai feszültségektől, amely a hőtágulásból vagy fedőréteg alkalmazásából származik. A komponensek együttes párologtatásával készített Fe-Ag granuláris ötvözetek esetén azt találtuk, hogy a Fe szemcsék mérete ugyancsak a nanométeres tartományba esik, de merőleges mágneses anizotrópiát nem tapasztaltunk. Több mint két komponensű multirétegek esetén bevezettük a szekvencia permutált multirétegek gondolatát és alkalmaztuk arra, hogy a Fe réteg felső (Fe/B) és alsó (B/Fe) határrétegét vizsgáljuk Ag/Fe/B és Ag/B/Fe szekvencia permutált multiréteg párokban.
Results in English
The connection between the nanoscale structure, the interface mixing and the magnetic properties were studied in Fe-Al and Fe-Ag multilayers and nanoscale composites. The unusually large magnetic anisotropy of ultrathin Fe-Al multilayers has been related to two monolayer thick Fe regions deduced from the low temperature Fe hyperfine fields. The size of Fe grains in Fe-Ag multilayers with discontinuous Fe layers could be determined from the superparamagnetic properties. Bulk magnetization and local Mössbauer spectroscopy measurements gave similar results and the decrease of the grain size with increasing Ag spacer thickness was deduced. Below certain grain-size a close to perpendicular magnetic anisotropy was observed, which was shown to be independent of mechanical stresses arising from heat dilatation or application of cover layer. Fe-Ag granular alloys prepared by co-evaporation of the components were found to contain Fe grains also in the nano-size range, but no perpendicular magnetic anisotropy could be observed. The notion of sequence permutated multilayers with more than two components was introduced and applied to investigate the top (Fe/B) and bottom (B/Fe) interfaces of Fe with B in Ag/Fe/B- and Ag/B/Fe sequence permutated multilayer pairs. The results show that both interfaces are amorphous, but B concentration of the top interface is higher.
J. Balogh, D. Kaptás, L. F. Kiss, T. Kemény, I. Vincze, K. Temst, and C. Van Haesendonck: Fe-Ag Granular Multilayers and Heterostructures Studied in Applied Magnetic Field, Hyperfine Interactions 165, 49–53, 2005
J. Balogh, D. Kaptás, L.F. Kiss, T. Kemény, L. Bujdosó, and I. Vincze: THICKNESS DEPENDENCE OF THE MAGNETIC ANISOTROPY OF Fe LAYERS SEPARATED BY Al, Hyperfine Interactions 169, 1343-1347, 2006
D. Kaptás, J. Balogh, T. Kemény, L.F. Kiss, L. Bujdosó, A. Kovács, A. Hirata and I. Vincze: Mössbauer study of ultrathin Fe/Al multilayer films, Physical Review B 75, 014417-1 - 014417-9, 2007
J. Balogh, D. Kaptás, I. Vincze, K. Temst, and C. Van Haesendonck: Determination of the size of Fe grains in Ag by Mössbauer spectroscopy, Physical Review B 76, 052408-1 - 052408-4, 2007
J. Balogh, Cs. Fetzer, D. Kaptás, L. F. Kiss, I. S. Szűcs, I. Dézsi, and I. Vincze: Perpendicular anisotropy in Fe/Ag multilayers, phys. stat. sol. (a) 205, No. 8, 1828–1830, 2008
L. F Kiss, J. Balogh, D. Kaptás, T. Kemény, and I. Vincze: Magnetic Properties of Ball-milled Fe-rich Fe50+x Al50-x Alloys, Rev. Adv. Mater. Sci. 18, 505-508, 2008
J. Balogh , L. Bujdoso , T. Kemeny , I. Vincze , A. Kovacs , and L. Tóth: Interface Properties in Sequence Permutated Fe-B-Ag Multilayers, Journal of Applied Physics közlésre beküldve, 2009
J. Balogh, D. Kaptás, L. Bujdosó and I. Vincze: INTERFACE MIXING IN Fe-B-Ag MULTILAYERS, Hyperfine Interactions, közlésre elfogadva, 2009
L.F. Kiss, D. Kaptas, J. Balogh, F. Tancziko, M. Major, and I. Vincze: Magnetic properties of Fe-Ag granular alloys, Journal of Alloys and Compounds közlésre elfogadva, 2009
