Annealing Temperature Dependence of the Spin Wave for Polycrystalline $Ni_{83}Fe_{17}$ Thin Films

다결정 $Ni_{83}Fe_{17}$ 합금박막에 대한 스핀파 특성의 열처리 효과

  • 백종성 (고려대학교 자연과학대학 물리학과) ;
  • 김약연 (고려대학교 자연과학대학 물리학과) ;
  • 이성재 (고려대학교 자연과학대학 물리학과) ;
  • 임우영 (고려대학교 자연과학대학 물리학과) ;
  • 이수형 (청주대학교 물리학과)
  • Published : 1995.12.01

Abstract

In order to investigate the annealing effect for RF magnetron sputtered $Ni_{83}Fe_{17}$ thin films, we have studied the spin wave rehaviors by FMR after annealing the samples at $135^{\circ}C,\;225^{\circ}C$ in air and at $160^{\circ}C,\;220^{\circ}C,\;330^{\circ}C,\;390^{\circ}C\;and\;420^{\circ}C$ in argon gas for one hour respectively. In FMR spectra for the films annealed in argon gas and the assputtered film at perpendicular resonance, only odd numrer spin waves are observed. But even numrer spin waves are observed for the film annealed in air at $225^{\circ}C$ recause of the large difference retween both surface magnetic anisotropy. In the case of the sample annealed at $420^{\circ}C$ in argon gas, the spin waves are shifted toward high field, can due to the increase of saturation magnetization during annealing. The spacings retween the spin wave resonance fields are narrowed rapidly, this is thought that the magnetic homogeneity increased in the film after annealing at high temperature.

고주파 마그네트론 스파터링 방법으로 제작한 다결정 $Ni_{83}Fe_{17}$ 합금박막의 열처리 효과를 고찰하기 위하여 제작된 시료를 $135^{\circ}C,\;225^{\circ}C$의 공기분 위기 및 $160^{\circ}C,\;220^{\circ}C,\;330^{\circ}C,\;390^{\circ}C\;및\;420^{\circ}C$의 아르곤 분위기에서 각각 1시간씩 열처리한 후, 강자성 공명실험을 통해 스핀파 특성변화를 고찰했다. 정자기장을 박막면에 수직한 방향으로 인가하면서 측정한 강자성 공명실험에서 여러개의 스핀파 모우드가 관측되었는데, 열처리하지 않은 시료와 아르곤 분위기에서 열처리한 시료에서는 홀수모우드만 관측되었다. 공기중 $225^{\circ}C$에서 열처리 한 시료에서는 시료양면의 표면이방성차가 증가하여 짝수모우드의 스핀파도 관측되었다. $420^{\circ}C$의 아르곤 분위기에서 열처리한 시료의 경우, 스핀파들이 높은 자기장 쪽으로 이동하는 모습을 보였는데, 이와같은 현상은 열처리과정에서 시료의 포화자화가 증가했기 때문으로 생각된다. 또한 스핀파들 사이의 간격들이 급격히 좁아지는 경향을 보였는데, 이는 시료내부의 자기적 균일성이 증가하는데 그 원인이 있는 것으로 해석된다.

Keywords