Temperature Dependence of Magnetic Properties of YIG films Grown by Solid Phase Epitaxy

Magnetic properties of YIG films grown by solid phase epitaxy (SPE) was measured as a function of temperature with focus on magneto-crystalline and perpendicular magnetic anisotropy. Perpendicular magnetic anisotropy was not induced in the SPE YIG films annealed at low temperature by relaxing residual stress through formation of dislocation. On the contrary the films annealed at high temperature showed perpendicular magnetic anisotropy which shows very low density of dislocation. Perpendicular magnetic anisotropy field decreased linearly up to a high temperature of $230^{\circ}C$ above which magneto-crystalline anisotropy disappeared. Coercivity also decreased linearly with temperature up 세 $230^{\circ}C$. Magneto-crystalline anisotropy of perpendicular anisotropy induced epitaxial (111) YIG films can be measured using $H_k=4K_1/3M_s$. Temperature behavior of initial susceptibility can be successfully explained by Hopkinson effects. Curie temperature of YIG films grown on GGG substrate with high paramagnetic susceptibility can be easily measured using the results.

고상에피택시 YIG 박막의 온도에 따른 자기특성

고상에피택시방법으로 성장한 YIG 박막의 온도에 따른 자기특성의 변화를 결정이방성과 수직이방성을 중심으로 측정하였다. 고상에피택시법의 열처리 온도가 낮을 경우 전위가 발생하여 응력을 해소함으로써 수직이방성이 유도되지 않았으나 높은 온도에서 열처리된 박막에는 우수한 에피택시성장으로 잔류응력이 축적되어 수직이방성이 유도되었다. 수직이방성자장은 기판과 박막의 열팽창계수의 차이로 결정자기이방성이 없어지는 온도까지 선형으로 감소하였고, 보자력도 온도가 증가하면 감소하였다. YIG(111) 에피택시박막에 수직이방성이 유도되었을 경우 결정이방성상수 $K_1$을 $H_k=4K_1/3M_s$로부터 결정할 수 있었다. 온도에 따른 초자화율의 거동은 Hopkinson 효과로 잘 설명되어졌으며 측정결과를 이용하명 상자성 자화율이 큰 기판위에 성장한 박막의 큐리온도를 쉽게 측정할 수 있었다.