Магнетизм, спинтроника

Влияние буферного слоя ZnO на магнитные свойства тонкой пленки BiFeO$_3$ на сапфире

С. Н. Каллаев^a, С. А. Садыков^b, Н. М. Р. Алиханов^ab, М. Р. Джамалудинов^a, А. В. Павленко^c, З. М. Омаров<sup>a

a</sup> Институт физики им. Х. И. Амирханова ДНЦ РАН, Махачкала, Россия
^b Дагестанский государственный университет, Махачкала, Россия
^c Федеральный исследовательский центр "Южный научный центр" РАН, Ростов на Дону, Россия

Аннотация: Методом газоразрядного высокочастотного катодного распыления керамической мишени стехиометрического состава BiFeO$_3$ в атмосфере кислорода синтезированы тонкие слои феррита висмута на сапфировой подложке Al$_2$O$_3$ (C-plane) с буферным слоем оксида цинка ZnO. Исследованы структура, магнитные и оптические свойства пленки BiFeO$_3$/ZnO/Al$_2$O$_3$. Измерения рентгеновской дифракции и спектры комбинационного рассеяния света нанесенных пленок подтверждают образование кристаллической фазы тонких слоев BiFeO$_3$ и ZnO. По результатам оптических исследований определена ширина запрещенной зоны для прямого перехода – 2.51 eV. Петли магнитного гистерезиса (M–H) тонкой пленки BiFeO$_3$ с буферным слоем ZnO демонстрируют характерное для ферромагнетиков поведение. Показано, что намагниченность BiFeO$_3$ существенно выше (почти в пять раз) в пленке BiFeO$_3$/ZnO/Al$_2$O$_3$ по сравнению с пленкой без буферного слоя, что указывает на важную роль буферного слоя ZnO в улучшении магнитных свойств феррита висмута для практических приложений.

Ключевые слова: мультиферроики, BiFeO$_3$, ZnO, тонкие пленки, магнитные свойства.

Поступила в редакцию: 22.10.2024
Исправленный вариант: 04.12.2024
Принята в печать: 09.12.2024

DOI: 10.61011/FTT.2024.12.59607.271

Реферативные базы данных:

•