Tb/Co 조성변조 다층박막의 자기 및 광자기적 성질에 관한 연구

A Study on the Magnetic and Magneto-Optical Properties of Tb/Co Composition Modulated Multilayer Films

  • 홍석지 (고려대학교 공과대학 재료 금속공학부) ;
  • 김상록 (고려대학교 공과대학 재료 금속공학부) ;
  • 이성래 (고려대학교 공과대학 재료 금속공학부)
  • 발행 : 1996.06.01

초록

동시진공증착으로 제조한 Tb/Co 조성변조 다층박막의 자기적 성질 및 광자기적 성질을 Tb의 두께 및 Tb/Co 각 층의 두께 비에 대하여 연구하였으며 열처리시 자기적 거동의 변화를 분석하였다. Tb의 두께가 $12{\AA}$일 때가 가장 큰 범위에서 수직자기이방성을 보였고, 최고 $6.52{\times}10^{6}erg/cc$의 수직자기이방성 에너지 값을 얻었다. Tb의 두께가 $12{\AA}$에서 최대 수직자기이방성을 보이는 것은 Tb/Co 계면에서의 Tb-Co이종 원자쌍뿐만 아니라 Tb-Tb, Co-Co 동종 원자쌍도 수직자기이방성에 기여하기 때문으로 사려된다. Kerr 회전각$({\theta}_k)$은 수직자기이방성 에너지$(K_{u})$와 비례, 평균 스핀분산각$(\alpha)$과는 반비례하는 거동을 보였으며 Tb두께 $12{\AA}$, 두께비 1.55에서 최대 Kerr 회전각 $0.28^{\circ}$를 얻었다. 열처리시 나타나는 비정상적인 이력곡선은 Tb층의 우선적인 산화로 Tb의 유효조성이 감소하여 조성이 보상점 근처로 이동하게 되어 Co층과의 보자력 차이가 커져서 나타난다.

The magnetic and magneto-optical properties of the Tb/Co multilayers as a function of the layer thickness and the ratio of Tb/Co thicknesses were studied. When the thickness of Tb layer was $12{\AA}$, the maximum perpendicular anisotropy energy and the maximum thickness ratio which displays the perpendicular anisotropy were obtained. This result indicated that the Tb-Tb and Co-Co pairs as well as the Tb-Co pairs contribute to the perpendicular anisotropy. The Kerr rotation angle, $({\theta}_k)$ was proportional to the perpendicular anisotropy energy and was inversely proportional to the average spin dispersion angle, $(\alpha)$. The maximum $({\theta}_k)$ of $0.28^{\circ}$ was obtained in the film of $12{\AA}$ Tb and the thickness ratio of 1.55. The abnormal hysteresis loops were appeared during the aging treatment because the coercivity difference between the Co layer and the Tb layer was increased by the preferential oxidation of Tb.

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