Многослойные структуры с обменным усилением магнитокалорического эффекта
Рис. 1
Рис. 2
Рис. 1. Экспериментальные зависимости ΔS(T) для многослойных систем NiFe/Ni67Cu33/(3)/CoFe/(25)IrMn (S1), CoFe(20)/Ni72Cu28(5)/CoFeB(15) (S2) и для отдельной пленки Ni67Cu33 в диапазоне полей 0 – 30 Э.
Рис. 2. Температурные зависимости ΔS (a) и ΔS/ΔH (б) в структурах FM/Gd/FM. Значения ΔS показаны для образцов с толщиной прослойки 5 и 3 и 2.5 нм, тогда как ΔS/ΔH приводится для образцов с прослойкой Gd толщиной 3 и 2.5 нм и сравнивается с той же величиной в отдельном (толщиной 30 нм) слое Gd
Проведено экспериментальное исследование эффекта обменного усиления магнитокалорической эффективности тонких прослоек «слабого» ферромагнетика между слоями «сильных» ферромагнетиков в двух типах многослойных наноструктур: CoFe(20)/Ni72Cu28(5–15)/CoFeB(15) и CoSm(30)/Fe(1)/Gd(2.5–5)/Fe(1)/CoFeB(2). Слои CoFe(20) иCoSm(30)/Fe(1) обладают более высокой коэрцитивностью по сравнению со слоями CoFeB(15) и Fe(1)/CoFeB(2), которые перемагничиваются в относительно малых полях.
Магнитокалорический потенциал ΔS исследованных образцов определялся с использованием соотношения Максвелла по температурной зависимости кривых их намагничивания, полученных методами СКВИД-магнитометрии, вибрационной магнитометрии и магнитооптики. Во всех исследованных образцах увеличение температуры приводит к уменьшению межслоевого обменного взаимодействия через прослойку PM, которое зависит от магнитных корреляций последней и поэтому характеризует степень ее упорядоченности.
Рис. 2. Температурные зависимости ΔS (a) и ΔS/ΔH (б) в структурах FM/Gd/FM. Значения ΔS показаны для образцов с толщиной прослойки 5 и 3 и 2.5 нм, тогда как ΔS/ΔH приводится для образцов с прослойкой Gd толщиной 3 и 2.5 нм и сравнивается с той же величиной в отдельном (толщиной 30 нм) слое Gd
Проведено экспериментальное исследование эффекта обменного усиления магнитокалорической эффективности тонких прослоек «слабого» ферромагнетика между слоями «сильных» ферромагнетиков в двух типах многослойных наноструктур: CoFe(20)/Ni72Cu28(5–15)/CoFeB(15) и CoSm(30)/Fe(1)/Gd(2.5–5)/Fe(1)/CoFeB(2). Слои CoFe(20) иCoSm(30)/Fe(1) обладают более высокой коэрцитивностью по сравнению со слоями CoFeB(15) и Fe(1)/CoFeB(2), которые перемагничиваются в относительно малых полях.
Магнитокалорический потенциал ΔS исследованных образцов определялся с использованием соотношения Максвелла по температурной зависимости кривых их намагничивания, полученных методами СКВИД-магнитометрии, вибрационной магнитометрии и магнитооптики. Во всех исследованных образцах увеличение температуры приводит к уменьшению межслоевого обменного взаимодействия через прослойку PM, которое зависит от магнитных корреляций последней и поэтому характеризует степень ее упорядоченности.
Оборудование
Контактное лицо
Гусев Никита Сергеевич, ведущий технолог ИФМ РАН
+7 (831) 417−94−89 (+126)
Публикации
• Kuznetsov, M. A. Magnetocaloric effect in exchange-coupled strong/weak/ strong ferromagnet stacks / M. A. Kuznetsov, I. Y. Pashenkin, N. I. Polushkin, M. V. Sapozhnikov, A. A. Fraerman // J. Appl. Phys. — 2020. — Vol. 127, no. 18.• Polushkin, N. I. Magnetic and magnetocaloric properties of Py/Gd/CoFe/ IrMn stacks / N. I. Polushkin, I. Y. Pashenkin, E. Fadeev, E. Lähderanta, A. A. Fraerman // J. Magn. Magn. Mater. — 2019. — Vol. 491. — P. 165601.
• Пашенькин, И. Ю. Увеличение магнитокалорической эффективности прослойки Gd между сильными ферромагнетиками / И. Ю. Пашенькин, Н. И. Полушкин, М. В. Сапожников, Е. С. Демидов, Е. А. Кравцов, А. А. Фраерман // Физика твердого тела. — 2022. — т 64, вып. 10. — С. 1357 – 1364.