ИСТИНА

Для спинтронных устройств нового поколения (магниторезистивные датчики, сверхбыстрые спинтронные устройства, СВЧ-транзисторы, магнитная память с произвольным доступом (MRAM) и т.п.) требуются эпитаксиальные пленки с узкой линией ферримагнитного резонанса (ФМР). При получении таких пленок необходимо обеспечить минимальную концентрацию морфологических и протяженных дефектов, поскольку каждый дефект (дислокация, граница зерен) рассеивает спиновые волны (магноны), при этом снижает эффективность и надежность приборов. Применение летучего флюса - эффективный подход к кристаллизации высокосовершенных твердых тел, в том числе эпитаксиальных тонких пленок [1], он был использован нами при синтезе пленок феррограната Lu3Fe5O12 методом химического осаждения из паров металлорганических прекурсоров (MOCVD), в качестве летучего флюса выступал легкоплавкий оксид Bi2O3 (Тпл = 817 °C), образующийся в реакторе при высокотемпературном окислении паров прекурсора висмута Bi(phen)3. В работе впервые показано, что пары флюса Bi2O3 оказывают сильнейшее каталитическое действие на кристаллизацию гранатных пленок: при идентичных условиях (скорости подачи реагентов и Тdep) наблюдается 4х-кратное увеличение скорости роста пленок Lu3Fe5O12, осаждаемых в присутствии Bi2O3, по сравнению с пленками, выращенными без Bi2O3. Несмотря на резкое увеличение скорости роста в присутствии флюса Bi2O3 значительно улучшаются также кристаллическое качество и морфология поверхности по сравнению с пленками, выращенными без Bi2O3. Это подтверждается наличием осцилляций Лауэ на дифрактограммах пленок, нанесённых с Bi2O3, что рассматривается как ключевой признак высокой кристалличности, поскольку осцилляции Лауэ можно наблюдать только в том случае, когда длина когерентности эпитаксиального слоя близка к толщине пленки. Установлено, что эффект летучего флюса, повышающего эпитаксиальное качество пленок, возрастает при уменьшении рассогласования параметров ЭЯ на границе пленка / подложка, что связано с уменьшением неравновесной дефектности растущей пленки и приводит к увеличению интенсивности и сужению линии ФМР. Разработанный подход к кристаллизации тонких пленок Lu3Fe5O12 с использованием летучего флюса позволяет существенно улучшить их резонансные характеристики: для подложек Gd3Ga5O12(111) минимальное значение линии ФМР составило 22 Э, тогда как для Lu3Fe5O12 на подложках Gd3(AlGa4)O12 Н(ФМР) составила рекордно малую величину 7.5 Э