ИСТИНА

В последние годы редкоземельные феррогранаты (R3Fe5O12) привлекают к себе внимание как перспективные материалы спинтроники и магноники, среди которых выделяется Lu3Fe5O12, являющийся магнитным диэлектриком с высоким значением намагниченности насыщения. Эффективность тонких пленок R3Fe5O12 в резонансных экспериментах зависит от нарушений эпитаксиального роста и упругих напряжений. Целью данной работы является осаждение эпитаксиальных пленок Lu3Fe5O12 с наименьшим рассогласованием параметров на монокристальных подложках Gd3Ga5-xAlxO12 (x=0-2). Для эпитаксиального роста пленок Lu3Fe5O12 в работе использован метод химического осаждения из паров металлоорганических дипивалоилметанатов (MOCVD) с нитепротяжным питателем. Элементный состав пленок определяли методом рентгеноспектрального микроанализа. Фазовый состав и упруго-напряженное состояние пленок анализировали с помощью рентгеновской дифракции и просвечивающей электронной микроскопии. Ферримагнитный резонанс (ФМР) пленок измеряли на установке на основе векторного анализатора цепей. Показано, что при эпитаксиальном росте Lu3Fe5O12 избыток Lu-компонента в паре может приводить к частичному замещению Fe3+ в октаэдрических позициях и образованию антиструктурных дефектов [Lu3+Fe3+]октаэдр. Эпитаксиальная стабилизация и образование антиструктурных дефектов в пленке Lu3Fe5O12 при сверхстехиометрическом (> 3/5) содержании Lu приводят к расширению области катионной нестехиометрии Lu3(Fe5-xLux)O12 и сильному увеличению параметра ЭЯ граната. Т.о. было установлено, что варьирование количественного соотношения компонентов в паре позволяет изменять состав Lu3Fe5O12 в нестехиометрическом диапазоне и получать пленки с различными параметрами ЭЯ граната. Для достижения наилучших резонансных свойств пленок Lu3Fe5O12 необходимо оптимизировать катионное стехиометрическое соотношение компонентов пленки Lu3Fe5O12, обеспечивая тем самым минимальное рассогласование параметров ЭЯ (ε) на границе с используемыми подложками Gd3Ga5-xAlxO12 того или иного состава. Уменьшение величины ε коррелирует с уменьшением дефектности получаемых пленок граната, что приводит к увеличению интенсивности и сужению ширины линий ФМР. Показано, что образование фазы Lu3(LuxFe5-x)O12 с катионной нестехиометрией происходит только в пленках благодаря эпитаксиальной стабилизации. В автономном состоянии (кристалл, керамика или порошки) при соотношении Fe:Lu1 термодинамически стабильной фазой является ромбический LuFeO3.