Influence of the annealing atmosphere on the structural properties of FePt thin films

Abstract

FePt thin films with a thickness of 30 nm were deposited by dc magnetron sputtering at room temperature onto SiO 2 (100 nm)/Si(100) substrates. These films were post-annealed in a temperature range of 500 C to 900 C for 30 s in three different atmospheres-N 2 , Ar, and forming gas (ArþH 2 (3 vol. %)). Irrespective of the annealing atmosphere, the chemically ordered L1 0 FePt phase has formed after annealing at 500 C. Higher annealing temperatures in N 2 or Ar atmosphere resulted in a strong increase in grain size and surface roughness but also in the appearance of a pronounced (001) texture in the FePt films. However, these films show the presence of iron oxide. In contrast, annealing in forming gas atmosphere suppressed the oxidation process and resulted in a reduced grain size and lower surface roughness. However, no (001)-but a strong (111)-texture was obtained after annealing at 700 C, which might be related to the reduced unit cell tetragonality and incorporation of hydrogen to the FePt lattice. Thus, this study clearly demonstrates that the oxygen/hydrogen content plays an important role in controlling the crystallographic orientation during post-annealing.

Formation of the Ordered $L1_0$-FePt Phase in Fe$_{50}$Pt$_{50}$/Au/Fe$_{50}$Pt$_{50}$ Films at Annealing in Hydrogen

“…На рисунку 1 представлено дифрактограми від плівкових композицій FePt/Au ( При підвищенні температури відпалу до 600°С з'являються додаткові рефлекси на кутах 2θ = 32° та 2θ = 34,5°, які можуть належати гідриду золота AuH 0,35 [15], що пов'язане з проникненням атомів водню у плівку. Інтенсивність цих рефлексів зростає з температурою відпалу як наслідок утворення у плівці додаткової кількости гідриду.…”

Influence of the Stress State on $L1_{0}$-FePt Phase Formation within the Fe$_{52}$Pt$_{48}$ Film on Al$_{2}$O$_{3}$ Substrate

“…Тонкі металеві плівки на основі впорядкованої магнетотвердої фази L1 0 -FePt є найбільш перспективними матеріялами для створення магнетних носіїв інформації нового покоління, які дозволять досягти макси-мальної щільності магнетного запису і зберігання інформації  1 Тбіт/см 2 . Фаза L1 0 -FePt має велику енергію магнетокристалічної анізотропії 710 6 Дж/м 3 , високі значення намагнетованості наси-чення ( 1200 емо/см 3 ), коерцитивної сили і високу корозійну стій-кість [1]. Плівки на основі FePt можуть бути термічно стабільними навіть при розмірах зерен, менших за 3 нм, тому дослідженню маг-нетних матеріялів на основі стопу FePt в останні декілька років приділяється значна увага науковців [2][3][4][5][6][7][8][9].…”

The Effect of Annealing Atmosphere on the Structure and Phase Formation of FePt/Cu/FePt Films Compositions

“…У результаті перебігу термічно індукованих дифузійних про-цесів атоми Cu заміщують атоми Fe у ґратці FePt й утворюють потрійну фазу FePtCu [13][14][15][16][17][18]. Ок-рім того, додавання Cu [13][14][15] у плівкові ком-позиції на основі FePt, а також термічна оброб-ка в атмосферах N 2 і Ar [19] може сприяти фор-муванню вираженої зеренної текстури [001], що дає змогу використовувати ці матеріали при тех-нології перпендикулярного магнітного запису.…”