Co90Fe10 ince filmlerin manyetik ve yapısal özelliklerine altın alt tabaka etkisi

Abstract

Bu tez çalışmasında iki konu araştırılmıştır; öncelikle 40 nm kalınlıkta nano yapıya sahip kobalt demir (Co90Fe10) manyetik ince filmler doğru akım (DC) manyetik alanda sıçratma tekniği ile 6, 10, 20 ve 30 nm kalınlıkta altın (Au) alt tabakalar üzerine depolanmıştır. İkinci olarak; farklı kalınlıklara sahip bu alt tabakaların Co90Fe10 ince filmler üzerine etkileri incelenmiştir. Manyeto-Optik Kerr etkisi (MOKE) ölçüm sistemi, Manyetik Kuvvet Mikroskobu (MFM), Sıyırma Açısında X-Işını Kırınımı (GI-XRD) ve 4-Nokta Prob (4PP) teknikleri kullanılarak sırasıyla numunelere ait histeresiz döngüleri, domein yapıları, kristal yapıları, manyetik ve bazı elektriksel özellikleri elde edilmiştir. MOKE analizi alt tabaka kalınlığı değiştikçe koersivitenin 4,6 Oe değerine kadar düştüğünü göstermiştir. MFM ölçümleri filmlerin domein yapısının değiştiğini fakat ferromanyetik yapıda olduğunu göstermiştir. GI-XRD sonuçları ise filmlerin kristal yapısı, tanecik boyutu ve kırınım piklerinin de alt tabaka kalınlığından etkilendiğini göstermiştir. 4PP sonuçları ise yüzey dirençlerinin film kalınlığına göre değiştiğini ortaya koymuştur. CoFe manyetik ince filmlerin manyetik, yapısal ve bazı elektriksel özelliklerinin Au alt tabaka kalınlığına güçlü bir şekilde bağlı olduğu tespit edilmiştir.

In this thesis, two main topics were researched; firstly, nano structured cobalt iron (Co90Fe10) thin films with 40 nm thickness were deposited on 6, 10, 20 and 30 nm gold (Au) underlayers by DC magnetron sputtering technique. Secondly, the effects of different Au underlayer thickness on the thin films were investigated. Magneto-Optical Kerr effect (MOKE), Magnetic Force Microscope (MFM), Grazing Incidence X-Ray Diffraction and 4-Point Probe techniques are used to obtain hysterisis loops, domain structure, crystal structure, magnetic and some electrical properties of the films, respectively. MOKE analysis shows that as the thickness of underlayer changes, coercivity decreases towards 4,6 Oe. MFM images of the films show ferromagnetic character although changes in domain structure. GI-XRD results indicate that crystal structure, crystal size and the diffraction peaks of the films are also affected due to the underlayer thickness. 4PP results of magnetic films reveals changes in sheet resistance. It is determined that magnetic, structural and certain electrical properties of CoFe strongly depend on Au underlayer thickness.