Твердофазные реакции и переходы порядок-беспорядокв тонких пленках Pd/α‑Fe(001)

Проведены экспериментальные исследования формирования магнитотвердой атомно-упорядоченной фазы L10-FePd в тонких двухслойных пленках Pd/α-Fe(001). Методами in situ дифракции электронов исследованы процессы твердофазных реакций, инициированных термическим нагревом, в отделенных от подложки двухслойных пленках Pd/α‑Fe(001) толщиной 50-60 нм (рис. 6-1a, b). Показано, что процесс твердофазной реакции между слоями палладия и железа в Pd/α‑Fe(001) начинается при 400°С с формирования атомно-неупорядоченной фазы Fe-Pd, а при 480°С наблюдается формирование атомно-упорядоченной фазы L10-FePd. Ориентация фазы L10 в процессе роста определяется монокристаллическим слоем α‑Fe(001) и соответствует ориентационному соотношению: L10-FePd (001)[110] || α‑Fe(001)[001]. После отжига при 700°С около 90% объема пленки составляет монокристаллическая атомно-упорядоченная фаза L10 с ориентацией (001), остальное – поликристаллическая фаза L10 (рис.1b). Исследован фазовый переход порядок-беспорядок, установлено, что переход атомно-упорядоченной фазы L10-FePd в атомно-неупорядоченную фазу FePd начинается при 725°С. При 740°С, во всем объеме пленки присутствует только атомно-неупорядоченная фаза FePd. Наблюдаемая температура фазового перехода порядок-беспорядок смещена на 35°С в сторону более высоких температур по сравнению с равновесным значением. Предположено, что этот эффект связан с более высокой концентрацией атомов палладия на границах кристаллических зерен Fe-Pd за счет зернограничной адсорбции.

solid_statereac1.jpg solid_statereac2.jpg
  • a
  • b

Рис. 6-1. Картины дифракции электронов пленки Pd/α‑Fe(001) в исходном состоянии (a) и после отжига при 700°С (b)

  1. Жарков С.М., Моисеенко Е.Т., Алтунин Р.Р., Николаева Н.С., Жигалов В.С., Мягков В.Г. "Исследование процессов твердофазных реакций и переходов порядок-беспорядок в тонких пленках Pd/α‑Fe(001)" // Письма в ЖЭТФ, 2014, Т. 99, Вып. 7, С. 472-477.