ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ИНТЕРФЕЙСНЫХ ПЛОСКОСТЕЙ И ДЕФОРМАЦИЙ РЕШЕТКИ В СИСТЕМЕ Fe3Si//α-FeSi2//Si ДЛЯ РОСТА АНИЗОТРОПНЫХ МАГНИТНЫХ НАНОСТРУКТУР

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Интерфейсные плоскости и ориентационные соотношения между ферромагнитным силицидом Fe3Si и кремнием были спрогнозированы в рамках кристалло-геометрического подхода. Показана возможность образования атомарно гладкого интерфейса между Fe3Si и подложками Si(001) и Si(111), а также α-FeSi2(001). На основе анализа ориентационных соотношений в системе Fe3Si//α-FeSi2//Si предложен способ выращивания отдельно стоящих нанокристаллов Fe3Si на подложках Si(001) и Si(111) с помощью нанокристаллов α-FeSi2 в качестве буферного слоя. В зависимости от типа подложки и параметров роста буферного слоя кристаллическая решетка нанокристаллов Fe3Si, выращенных в подобной тройной системе, может претерпевать понижение симметрии с кубической до тетрагональной и далее, до орторомбической, со сжатием вдоль направлений [110] на 3.93 % или 5.31 %. Полученные результаты указывают на возможность создания ансамблей ферромагнитных наночастиц с управляемыми магнитными свойствами, которые могут использоваться для систем хранения данных высокой плотности, спинтроники и магнитных датчиков.

Об авторах

М. А. Высотин

Институт физики им. Л. В. Киренского Сибирского отделения Российской академии наук; Сибирский федеральный университет

Email: mav@iph.krasn.ru
Красноярск, Россия; Красноярск, Россия

И. А. Тарасов

Институт физики им. Л. В. Киренского Сибирского отделения Российской академии наук

Красноярск, Россия

Н. В. Лутошкина

Сибирский университет науки и технологий

Красноярск, Россия

А. С. Федоров

Институт физики им. Л. В. Киренского Сибирского отделения Российской академии наук; Сибирский федеральный университет

Красноярск, Россия; Красноярск, Россия

С. Н. Варнаков

Институт физики им. Л. В. Киренского Сибирского отделения Российской академии наук

Красноярск, Россия

С. Г. Овчинников

Институт физики им. Л. В. Киренского Сибирского отделения Российской академии наук; Сибирский федеральный университет

Красноярск, Россия; Красноярск, Россия

Список литературы

  1. N. A. Frey and S. Sun, in Inorganic Nanoparticles, ed. by C. Altavilla and E. Ciliberto, CRC Press, London (2017), p. 33.
  2. K. D. Gilroy, A. Ruditskiy, H.-C. Peng et al., Chem. Rev. 116, 10414 (2016), doi: 10.1021/acs.chemrev.6b00211.
  3. J. Torrejon, M. Riou, F. A. Araujo et al., Nature 547, 428 (2017), doi: 10.1038/nature23011.
  4. W. A. Borders, A. Z. Pervaiz, S. Fukami et al., Nature 573, 390 (2019), doi: 10.1038/s41586-019-1557-9.
  5. L. Schnitzspan, M. Kl¨aui, and G. Jakob, Phys. Rev. Appl. 20, 024002 (2023), doi: 10.1103/PhysRevApplied.20.024002.
  6. J. J. Nowak, R. P. Robertazzi, J. Z. Sun et al., IEEE Magn. Lett. 7, 1 (2016), doi: 10.1109/LMAG.2016.2539256.
  7. D. L. Graham, H. Ferreira, J. Bernardo et al., J. Appl. Phys. 91, 7786 (2002), doi: 10.1063/1.1451898.
  8. R. L. Edelstein, C. R. Tamanaha, P. E. Sheehan et al., Biosens. Bioelectron. 14, 805 (2000), doi: 10.1016/S0956-5663(99)00054-8.
  9. D. Odkhuu, W. S. Yun, and S. C. Hong, Thin Solid Films 519, 8218 (2011), doi: 10.1016/j.tsf.2011.03.093
  10. K. Hamaya, K. Ueda, Y. Kishi et al., Appl. Phys. Lett. 93, 132117 (2008), doi: 10.1063/1.2996581.
  11. И. А. Яковлев, С. Н. Варнаков, Б. А. Беляев и др., Письма в ЖЭТФ 99, 610 (2014), doi: 10.7868/S0370274X14090082.
  12. Б. А. Беляев, А. В. Изотов, Письма в ЖЭТФ 103, 44 (2016), doi: 10.1134/S0021364016010033.
  13. D. Zhang, Y. Xue, D. Tian et al., Appl. Surf. Sci. 506, 144691 (2020), doi: 10.1016/j.apsusc.2019.144691.
  14. A. Grunin, S. Shevyrtalov, K. Chichay et al., J. Magn. Magn. Mater. 563, 170047 (2022), doi: 10.1016/j.jmmm.2022.170047.
  15. Н. Г. Барковская, А. И. Грунин, Е. С. Клементьев и др., Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования 12, 28(2020), doi: 10.31857/s1028096020120092.
  16. K. Ueda, R. Kizuka, H. Takeuchi et al., Thin Solid Films 515, 8250 (2007), doi: 10.1016/j.tsf.2007.02.052.
  17. K. Trunov, M. Walterfang, W. Keune et al., Thin Solid Films 516, 6205 (2008), doi: 10.1016/j.tsf.2007.11.108.
  18. П. В. Прудников, В. В. Прудников, М. А. Медведева, ЖЭТФ 100, 501 (2014), doi: 10.7868/S0370274X14190060.
  19. J. K. Tripathi, G. Markovich, and I. Goldfarb, Appl. Phys. Lett. 102, 251604 (2013), doi: 10.1063/1.4812239.
  20. J. K. Tripathi, R. Levy, Y. Camus et al., Appl. Surf. Sci. 391, 24 (2017), doi: 10.1016/j.apsusc.2016.02.168.
  21. J. K. Tripathi, M. Garbrecht, W. D. Kaplan et al., Nanotechnology 23, 495603 (2012), doi: 10.1088/0957-4484/23/49/495603.
  22. А. В. Минькова, В. В. Прудников, П. В. Прудников, ЖЭТФ 164, 782 (2023), doi: 10.31857/S0044451023110081.
  23. M. A. Visotin, I. A. Tarasov, A. S. Fedorov et al., Acta Crystallogr. B 76, 469 (2020), doi: 10.1107/S2052520620005727.
  24. M.-X. Zhang, P. M. Kelly, M. Qian et al., Acta Mater. 53, 3261 (2005), doi: 10.1016/j.actamat.2005.03.030.
  25. Q. Liang and W. T. Reynolds Jr., Metall. Mater. Trans. A. 29, 2059 (1998), doi: 10.1007/s11661-998-0032-2.
  26. I. A. Tarasov, I. A. Yakovlev, M. S. Molokeev et al., Mater. Lett. 168, 90 (2016), doi: 10.1016/j.matlet.2016.01.033.
  27. R. V. Pushkarev, N. I. Fainer, H. Katsui et al., Mater. Des. 137, 422 (2018), doi: 10.1016/j.matdes.2017.10.030.
  28. M. A. Visotin, I. A. Tarasov, A. S. Fedorov et al., in The Fourth Asian School-Conference on Physics and Technology of Nanostructured Materials (ASCONANOMAT 2018) (2018), p. 133.
  29. I. A. Tarasov, T. E. Smolyarova, I. V. Nemtsev et al., CrystEngComm. 22, 3943 (2020), doi: 10.1039/d0ce00399a.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2025