Metamagnetic B2 sıralı ferh Epilayers püskürtülerek Büyüme ve karakterizasyonu

Bu prosedürün genel amacı, demir rodyum manyeto yapısal özelliklerinin kontrolünü elde etmek için yüksek derecede B iki kimyasal düzene sahip kaliteli demir rodyum epi katmanları hazırlamaktır. Bu, önce temiz tek kristal alt tabakaların hazırlanması, demir rodyum hedefinin düzgün bir şekilde yerleştirilmesi ve numunelerin gece boyunca vakum altında diz çökmesiyle gerçekleştirilir. İkinci adım, Meisner tuzağından sıvı nitrojen akarken demir rodyum tabakasını biriktirmektir.

Son adım, B iki dereceli alfa asal fazının derecesini iyileştirmek için demir rodyum katmanlarını daha da aniletmektir. Sonuç olarak, bu prosedürü takiben hazırlanan demir rodyum epi katmanları, manyetik ve yapısal davranışlar üzerine çalışmalara izin verir ve yapısal değişikliklerin manyetik faz geçişi üzerindeki etkisini araştırmak için daha karmaşık hetero yapılara yerleştirilebilir. Bu yöntem, demir riyum ve ilgili mathos'un mikro yapısı ve manyetik özellikleri arasındaki ilişkiler gibi mıknatıs olmayan alandaki önemli bir soruyu yanıtlamaya yardımcı olabilir.

Bu tekniğin sonuçları, demir rodyumdaki dikkate değer manyeta yapısal faz geçişi hakkındaki anlayışımızı genişletmektir. Bunun nedeni, malzeme geçişinden geçerken elektronik, manyetik ve kristalografik özelliklerdeki değişiklikler arasındaki nedensel bağlantıların henüz bilinmemesidir. Bu yöntemin görsel olarak gösterilmesi önemlidir, çünkü atıcı büyümesinin standart puttering tekniğinden ayrılan çeşitli yönleri vardır ve tüm yönleri başarı için önemlidir.

Bu teknik B hazırlamak için mükemmel olmasına rağmen, sipariş edilen iki demir rodyum epi tabakası çok yüksek kalitededir. L one zero, demir platin veya demir paladyum gibi diğer sipariş edilen alaşım malzemeleri için de çok kullanışlıdır. Başlamak için, magnezyum oksit 0 0 1 alt tabakalarını izopropanol ile durulayın ve bunları alt tabaka tutuculara monte edin, ardından tutucuları bir vakum odasına yükleyin.

Daha sonra, bir demir rodyum hedefini bir magnetron tabancasına monte edin ve anatomik bileşime sahip bir numune için tabancayı yeniden birleştirin. %47 demir ve %53 rodyumdan oluşan bir hedef en uygun olanıdır ve magnetron ile çevresindeki kalkan arasında kısa devre olmadığına dair en net manyeto yapısal faz geçiş testini verir. Hedef ile hazne arasındaki direnci kontrol etmek için bir multimetre kullanarak, ardından vakum odasını kapatın ve aşağı pompalayın.

Vakum bir kere 10 ila eksi altı tor'dan daha iyi olduğunda, alt tabakaları dakikada 6,7 santigrat derece hızında 600 santigrat dereceye ısıtın. Basıncın bu seviyenin üzerine çıkmadığından emin olmak için vakum seviyesini dikkatlice izleyin. Alt tabaka 600 santigrat dereceye geldiğinde, gece boyunca orada tutun.

Katman büyümesine başlamadan bir saat önce Meisner tuzağından sıvı nitrojen akmaya başlayın. 20 dakika sonra Meisner tuzağının girişi donar. Vakum, negatif yedinci tor'a 10 kattan daha iyi bir şekilde gelişmelidir.

Ardından, kütle akış kontrol cihazını 65 SCCM çalışan gaz akışına ayarlayın ve gaz vanasını açın. Büyüme sırasında numune oksidasyonunu önlemek için %4 hidrojen içeren bir Argonne püskürtme gazı kullanın. Haznedeki basıncı izleyin Valfi açtıktan sonra, haznedeki basınç düşük mil aralığına yükselmelidir.

Ardından demir rodyum hedefini 30 watt'ta 1200 saniye boyunca önceden püskürtün. Demir rodyum tabakasının DC magnetron püskürtme ile biriktirilmesi için, kütle akış kontrol cihazının ayar noktasını, sabit bir değere yerleşene kadar basıncı izlemek için dört kez 10 ila eksi üç arasında bir oda basıncı verecek şekilde ayarlayın. Ek olarak, alt tabaka sıcaklığının 600 santigrat derecede kaldığından ve sabit olduğundan emin olun.

Ardından, saniyede 0,4 angstromluk bir genel biriktirme hızı elde etmek için magnetrona güç uygulayın. Deklanşörü açın ve demir rodyumu, istenen kalınlığı vermeye uygun bir süre boyunca ısıtılmış alt tabaka üzerinde bırakın Tipik koşullar altında. 502. bir biriktirme, yaklaşık 20 nanometre kalınlığında bir numune verecektir.

Ardından deklanşörü kapatın, magnetrona giden gücü kapatın ve gaz vanasını kapatın. Daha sonra, numune sıcaklığını dakikada 3,33 santigrat derece oranında 970 kelvin'e yükseltin ve numunelerin bir saat boyunca diz çökmesine izin verin. Basıncı izleyin ve bir saat sonra 10 kere eksi altı tor'dan daha iyi kaldığından emin olun.

Isıtıcıya giden gücü kapatın ve sampburada gösterilen kurulumda oda sıcaklığına soğumaya bırakın. Bu en az üç saat sürer. Soğuduktan sonra, gerekli olan herhangi bir kapatma tabakasını biriktirin, kapak tabakası, demir rodyum tabakasına difüzyonunu önlemek için 370 Kelvin'in altındaki bir sıcaklıkta biriktirilmelidir.

Hazneyi kuru nitrojenle tamamen havalandırın, açın ve numuneleri çıkarın. Parlak ve parlak görünecekler. Önce numunenin kalınlığını ölçmek için, numuneyi deflektometreye monte edin ve iki teta bir dereceye eşit bir dedektör açısı ile x-ışını ışınının dedektöre aynasal bir yansımasını yapacak şekilde hizalayın.

Varsa, chi de hizalanmalıdır. Bu, numune yüzeyini refraktometre ile hizalar. Ardından düşük açılı bir x-ışını yansıtma taraması yapın.

Cihazın gürültü tabanına ulaşılana kadar teta sıfır dereceden koşarken standart bir teta iki teta taraması yapın. Bu tipik olarak, kaliteli bir numune için teta yaklaşık altı derece veya daha büyük olduğunda meydana gelir. Daha sonra epi tabaka kalınlığı, kig saçakları olarak da bilinen ince film girişim saçaklarının aralığından belirlenebilir.

Verilere uyum, bir giriş parametresi olarak kalınlığı ile katmanın bir modeline dayanır. İyi bir uyum, giriş parametresinin doğru olduğunu gösterir. İç kısım, uygun olarak gösterilen verilerin simülasyonuna yol açan modele yapılan girişi gösterir.

Ardından, numune hala deflektometrede yüklüyken kimyasal düzenin derecesini belirlemek için yüksek açılı bir x-ışını kırınım taraması yapın. Yine, numuneyi bu kez alt tabakanın kafes düzlemlerine hizalayın. Hizalama için magnezyum oksit 0 0 2 brag tepe noktasını kullanın, çünkü 0 0 2 brag tepe noktası, kullanılan alt tabaka türü için düz olmayan yöndür.

Ardından, teta aralığını 12,5 derece ile 62,5 derece arasında kapsayan bir teta iki teta taraması yapın. Bir magnezyum oksit substrat taramasından elde edilen substrat tepe noktalarını bulun. Zirve, 42.9 dereceye eşit iki tetada bulunmalıdır.

Ek olarak bir bakır K alt alfa radyasyon kaynağı kullanılırsa, 0 0 1 ve 0 0 2 demir rodyum tepeleri de sırasıyla 29.88 derece ve 61.88 dereceye eşit iki teta etrafında görünecektir. Son olarak, bunu başarmak için geçiş sıcaklığını belirlemek için numune direncinin sıcaklığa bağımlılığının bir ölçümünü yapın. İlk olarak, bir DC yöntemi kullanılarak standart bir dört noktalı ölçüm yapılabilecek şekilde numuneye elektrik kontakları yapın.

Yüksek sıcaklıklarda üretilen herhangi bir termal elektromotor kuvvetini sıfırlamak için ileri ve geri akım yönleri ve dirençlerin ortalaması alınan sırayla ölçümler yapın. Ardından numuneyi, oksidasyonu önlemek için turbo pompalı küçük bir yüksek vakum odasına yerleştirilmiş sıcaklık kontrollü bir sıcak aşamaya yerleştirin. Hem ısıtma hem de soğutma taramalarında sıcaklığın bir fonksiyonu olarak direnci dakikada iki kelvin hızında ölçün, böylece birinci dereceden manyeto yapısal faz geçişindeki herhangi bir histerezis belirlenebilir.

Burada gösterilenler, bir magnezyum oksit substrat üzerindeki bir demir rodyum epi tabakasının iletim elektron mikrograflarıdır. Demir rodyum tabakasının 30 nanometre kalınlığında olduğu tahmin edilmektedir ve bir nanometre alüminyum ile kaplanmış ek bir dört nanometre krom tabakası bulunmaktadır. X-ışını reflektometri verileri, ince bir polikristalin alüminyum tabakası ile kaplı, nominal olarak 25 nanometre kalınlığında bir demir rodyum epi tabakası için burada gösterilmiştir.

İç kısım, demir rodyum tabakasının kalınlığını gösteren, numune için saçılma uzunluk yoğunluğuna karşı derinliğin bir modelidir. Böyle bir katmandan ortaya çıkacak x-ışını yansıtıcılığını simüle etmek, model katmanının doğruluğunu teyit eden deneysel verilerle iyi bir şekilde uyuştuğu görülen katı çizgiyi verir, katman yığınındaki belirgin sig saçakları, demir rodyum epi katmanının üst ve alt kısmındaki arayüzlerin pürüzsüz ve iyi ilişkili olduğunu gösterir. Aynı numuneden elde edilen X-ışını kırınım sonuçları, magnezyum oksit substratının güçlü bir 0 0 2 yansımasını ve hem 0 0 1 hem de 0 0 2 demir rodyum tabakası yansımalarının yansımalarını gösteren üç ana tepe noktası ortaya koymaktadır.

Bu verileri, iki demir rodyum tepe noktasının nispi entegre yoğunluklarından kimyasal sipariş parametresini belirlemek için kullanmak mümkündür. Yapı mükemmel olduğunda, 0 0 1 tepe noktasının entegre yoğunlukları, 0 0 2 tepe noktasının entegre yoğunluğunun 1.14 katı olmalıdır. Gösterilen. İşte demir rodyum tabakasının sıcaklığa bağlı direncine bir örnek.

Eğri, bir kez ustalaştıktan sonra malzemenin ısıtma ve soğutma eğrileri arasında beklenen termal histerezisi gösterir. Bu teknik, düzgün yapılırsa büyüme için 16 saat, ölçüm için üç saat ve direnç için dört saat içinde yapılabilir. Bu videoyu izledikten sonra, demir rodyum gibi malzemelerin sipariş edilen alaşımlı epi katmanlarının nasıl hazırlanacağı konusunda mükemmel bir anlayışa sahip olmalısınız.