Structural and magnetic features of solid-phase transformations in Mn/Bi and Bi/Mn films
URI (for links/citations):
https://elib.sfu-kras.ru/handle/2311/33208Author:
Myagkov, V. G.
Bykova, L. E.
Yakovchuk, V. Yu.
Zhigalov, V. S.
Volochaev, M. N.
Matsynin, A. A.
Tambasov, I. A.
Seredkin, V. A.
Patrin, G. S.
Bondarenko, G. S.
Corporate Contributor:
Институт инженерной физики и радиоэлектроники
Кафедра общей физики
Date:
2016-04Journal Name:
JETP LettersJournal Quartile in Scopus:
Q2Journal Quartile in Web of Science:
Q3Bibliographic Citation:
Myagkov, V. G. Structural and magnetic features of solid-phase transformations in Mn/Bi and Bi/Mn films [Текст] / V. G. Myagkov, L. E. Bykova, V. Yu. Yakovchuk, V. S. Zhigalov, M. N. Volochaev, A. A. Matsynin, I. A. Tambasov, V. A. Seredkin, G. S. Patrin, G. S. Bondarenko // JETP Letters. — 2016. — Т. 103 (№ 4). — С. 254-259Текст статьи не публикуется в открытом доступе в соответствии с политикой журнала.
Abstract:
Solid-phase transformations at different annealing temperatures in Mn/Bi (Mn on Bi) and Bi/Mn (Bi on Mn) films have been studied using X-ray diffraction, electron microscopy, and magnetic measurements. It has been shown that the synthesis of the α-MnBi phase in polycrystalline Mn/Bi films begins at a temperature of ~120°C and the Mn and Bi layers react completely at 300°C. The resulting α-MnBi(001) samples have a large perpendicular magnetic anisotropy (Ku ≃ 1.5 × 107 erg/cm3) and a coercive force H > HC ~ 3 kOe. In contrast to Mn/Bi, the ferromagnetic α-MnBi phase in Bi/Mn films is not formed even at annealing processes up to 400°C and Mn clusters are formed in a Bi melt. This asymmetry in phase transformations occurs because chemosorbed oxygen existing on the surface of the Mn film in Bi/Mn films suppresses a solid-phase reaction between Mn and Bi. The analysis of the results obtained implies the existence of new low-temperature (~120°C) structural transformation in the Mn–Bi system.
Твердофазные превращения в зависимости от температуры отжига в Mn/Bi (Mn на Bi) и Bi/Mn ( Bi на Mn) пленках исследовались с использованием рентгеновской дифракции, электронной микроскопии и магнитных измерений. Показано, что синтез альфа-MnBi фазы в поликристаллических Mn/Bi пленках начинается при при температуре 120 К и при 300 К слои Mn и Bi реагируют полностью. Полученные образцы альфа-MnBi(001) обладали большой перпендикулярной анизотропией и большой коэрцитивной силой H>Hc =3 kЭ. В отличие от Mn/Bi в пленках Bi/Mn даже при отжигах до 400 С ферромагнитная альфа-MnBi фаза не образовывалась, а наблюдалось образование кластеров Mn в расплаве Bi. Данная асиметрия в фазовых превращениях объясняется существованием в пленке Bi/Mn на поверхности Mn хемосорбционного кислорода, который подавляет твердофазную реакцию между Mn и Bi. На основании анализа результатов проведенныъх исследований предполагается существование низкотемпературного (120 С) структурного превращения в Mn-Bi-системе.