Kontrola magnetické anizotropie v multivrstvách Pt/Co/Pt

Abstract

This thesis aims to explore the effect of in situ ion gun etching on magnetic proper- ties, such as perpendicular magnetic anisotropy, of Pt/Co/Pt multilayers. Perpendicular magnetic anisotropy is of interest due to its importance in spintronic application. Calibration spectroscopic ellipsometry measurements of Pt and Co layers to obtain sputter yields of respective magnetron targets were performed as a first step. After that, ten Pt/Co/Pt multilayers with different Co and top Pt layer thicknesses were prepared. Five of these samples were etched by the ion gun, mounted inside of the magnetron chamber, during different stages of the deposition. To characterize the prepared samples, experimental and modeled Kerr rotation spectra were confronted. This provided an insight into the cross-sections of the investigated samples. Magnetic hysteresis loops measured by vibrating sample magnetometer and Kerr rotation setup demonstrated higher coercive field and change of the slope of the loop induced by ion etching. When compared to the obtained cross-sections, a correlation between the change of magnetic loops and intermixing of Pt and Co at the interface was visible. This intermixing was higher in samples treated by the ion gun. 1

Cílem této práce je prozkoumání vlivu ozařování multivrstev Pt/Co/Pt iontovým dělem při depozici na jejich magnetické vlastnosti, konkrétně kolmou magnetickou ani- zotropii, která je důležitá pro aplikace ve spintronice. Nejprve byla provedena kalibrační měření spektroskopické elipsometrie vrstev Pt a Co z čehož byly určeny rychlosti naprašování příslušných materiálů. Poté bylo připraveno dest mutlivrstev Pt/Co/Pt s proměnnou tloušťkou vrstvy Co a vnější vrstvy Pt. Pět z těchto vzorků bylo v různých fázích růstu ozářeno iontovým dělem, které je instalováno uvnitř depoziční komory. Za účelem charakterizace připravených multivrstev byla porovnána naměřená a mo- delová spektra Kerrovy rotace a elipticity. To poskytlo důležitou informaci a hloubovém profilu zkoumaných multivrstev. Magnetické hysterezní smyčky změřené pomocí vibrač- ního magnetometru a experimentálního uspořádání pro měření Kerrovy rotace vykazují větší koercitivní pole a změnu sklonu smyčky v důsledku ozařování ionntovým dělem. Při srovnání magnetických hysterezních smyček s modelovanými profily multivrstev byla vidět korelace mezi změnami hysterezních smyček a vznikem slitiny PtCo na rozhraní. Větší obsah slitiny byl pozorován u více ozářených vzorků. 1