ø m
ÇX N Ë X ¢ X ê s ; c" e Ö «Y c lc Ü R Fe-Ni U c lT c l; c 6 X ¢ M X ì Ä V R Ëù m Ç8 ý ¤B sÑ ÷ Æ X Øy ¢ 8
ý Ç X ØV R Ë
 6
Ò# Ü 0 å · »+ ä M ∗ · ö ¶ B) o Ú
ô
Ç ª @ / < Æ § Ó ü t o < Æõ , " fÖ ¦ 133-791
T
< ) ç
ô
Ç ª @ / < Æ § F K5 Å q F « Ñ/ B N < Æõ , î ß í ß 425-791 (2003¸ 1 Z 4 27{ 9 ~ Ã Î6 £ §)
DC Û ¼( ' a A\ _ K " f 7 £ x Ã Ì ) a 10 ∼ 100 nm_ ¿ ºa \ ¦ ° ú H & ñ ~ à Ì} Fe
100−xNi
x_ p [ j½ ¨ ¸ ü
< l & h $ í | 9 ` ¦ X r] X õ l 0 p xÒ ¦8 £ ¤& ñ Z O \ _ K " f ½ ¨ % i . r « Ñ H ] j r { 9 & ñ ô Ç l ©
`
¦ K " f ë ß H כ õ l © ` ¦ t · ú § É r כ _ ¿ º 7 á x À Ó\ ¦ ï r q % i . Fe-Ni~ Ã Ì} \ " f XRD `
É r ¿ º 7 á x À Ó_ r « Ñ ¸¿ º\ " f (111)õ (200) s y © ô Ç Ä º C ª $ í ` ¦ Ð% i . l & h $ í | 9 \ " f ©
×
æ כ ¹ô Ç כ ¹ è Ð § 4 õ í o o\ ¦ 7 £ x Ã Ì ¸| \ \ O y ô Ç\ ¦ ¸ ½ ¨ % i . s M : Ð
§ 4 _ ¿ ºa _ > r$ í \ N´eel / B Nd ` ¦ & h 6 x % i . Õ ª õ { 9 & ñ ô Ç © \ " f 7 £ x Ã Ì ) a ~ à Ì} â Ä º ~ à Ì}
¿
ºa 40 nm\ " f q & ñ © & h H Ð § 4 ° ú כ` ¦ Ð% i . s H s ¿ ºa \ " f ½ ¨# 4 + þ AI _ ;s z
`
¦ _ p ô Ç . ¢ ¸ô Ç í o o_ ¿ ºa ü < : r ¸_ > r$ í \ Û ¼ 2 ; s : r` ¦ & h 6 x # § ¨ 8 © ñ 6 x_ © Ã º
° ú
כ` ¦ ½ ¨Ù þ ¡ .
PACS numbers: 75.Ak, 50.Bb
Keywords: Fe-Ni, o : r ¸ _ > r ¸, o¿ ºa _ > r ¸, Û ¼ 2 ; , s § 4 / B G , Ð § 4
I. " e  ] Ø
Fe 100 −x Ni x (35 < x < 40) ½ + ËF K > \ e # Q" f © ¿ º
×
¼ Q : £ ¤$ í É r \ P Ø ½ Ó> Ã º _ % ò \ î r : £ ¤$ í ` ¦
t ¦ e . s : £ ¤$ í É r 1897¸ Guillaume\ _ K " f µ
1 Ï| ÷ &% 3 Ü ¼ 9, s \ ¦ (Invar) ´ òõ g Aô Ç [1]. ¢ ¸ ô
Ç Fe-Ni ½ + ËF K > _ l & h $ í | 9 É r Slater-Pauling / B G Ü ¼
ÐÂ Ò' Â Òì r& h Ü ¼ Ð # Á # Q H q & ñ © & h ª © ` ¦ Ð [2]. s q & ñ © & h ª © M :ë H \ t è ß 10¸ 1 l xî ß , ´ ú § É r Ã
º_ ½ ¨ H \ P & h & ³ © [3] Õ ªo ¦ ½ × ¼½ ¨ ¸ [4]\ ë ß
² D
Gô Ç÷ &# Q à º' ÷ &% 3 Ü ¼ 9, ½ + ËF K_ l & h : £ ¤$ í \ @ / ô
Ç ½ ¨ H _ Á º .
: r 7 Hë H \ " f H Fe-Ni ½ + ËF K \ " f Ä » ¸ l s ~ ½ Ó$ í _ ´ ò õ
\ ¦ ¦ 9ô Ç l & h $ í | 9 ½ ¨\ í& h ` ¦ ¿ º% 3 . Û ¼( ' a A_ B > à º Ð" f 7 £ x à Ì` ¦ ½ + ÉM :\ { 9 & ñ ô Ç ü @Â Ò l ©
`
¦ # ~ Ã Ì} \ é ß » ¡ ¤ s ~ ½ Ó$ í ` ¦ Ä » ¸ H כ s . s
â Ä º_ s ~ ½ Ó$ í É r field-induced anisotropy l Ð
H magnetization-induced g Aô Ç [5]. é ß » ¡ ¤ s ~ ½ Ó$ í É r
∗
E-mail: [email protected]; 02-2290-0919
Y >
t ~ ½ ÓZ O Ü ¼ Ð ] j# Q 0 p xô ÇX <, Õ ª × æ © { 9 ì ø Í& h
~ ½ ÓZ O É r 7 £ x Ã Ì Ê ê l © \ " f \ P % o H ~ ½ ÓZ O s
V , o & h 6 x ÷ & ¦ e Ü ¼ , 7 £ x à Ì` ¦ ½ + É M : l ó ø Í\ l ©
`
¦ # s ~ ½ Ó$ í ` ¦ Ä » ¸½ + É Ã º e . s ~ ½ ÓZ O \ _ K
"
f ë ß [ þ t # Q ~ Ã Ì} \ " f_ l é ß » ¡ ¤ s ~ ½ Ó$ í É r ol ½ ¨
\
© × æ כ ¹ô Ç % i ½ + Éõ & ñ Ð\ ¦ ] j/ B Nô Ç . ol ½ ¨ H
ª ô Ç mean-field [6], spin-wave density [7], Õ ªo ¦ spin- fluctuation s : r [8] \ _ K " f ¿ ºa ¢ ¸ H : r ¸_ < ÊÃ º Ð
"
f [ O " î ½ + É Ã º e . ~ Ã Ì} ¿ ºa \ @ /ô Ç _ > r$ í É r é ß " é ¶ 8
£
x` ¦ ~ Ã Ì} \ @ /ô Ç $ í | 9 õ ü @¶ ú \ _ " f & ñ ½ + É Ã º e
H 0 ˚ A \ @ /ô Ç & ñ Ð\ ¦ \ V © ½ + É Ã º e . ol ½ ¨ s ü @
\
Ð § 4 É r 7 £ x Ã Ì ¸| \ _ K " f & ñ ÷ & H p è½ ¨ ¸({ 9
ß ¼l , 6 £ x§ 4 , 1 l x/ B N)÷ rë ß m ½ ¨# 4 + þ AI _ o\ _ K
" f ¸ & ñ ) a .
" f : r 7 Hë H \ " f H Fe-Ni ~ Ã Ì} _ ¿ ºa 100 nm s
r « Ñ\ @ /K " f { 9 & ñ ô Ç l © ` ¦ ô Ç â Ä ºü <
t · ú § É r r « Ñ\ ¦ ] j # Ä » ¸ ) a é ß » ¡ ¤ s ~ ½ Ó$ í _ ´ ò õ
l ½ ¨\ @ /ô Ç & ñ S X ô Ç & ñ Ðü < z ´+ « >\ " f ½ ¨ô Ç õ \ @ / K
" f é ß { 9 ½ ¨ü < Û ¼ 2 ; s : r` ¦ & h 6 x # $ í ` ¦ t C
H B > h à º[ þ t` ¦ ½ ¨ % i Ü ¼ 9, ¢ ¸ô Ç ¿ º â Ä º\ e # Q" f _ Õ ª s \ ¦ · ú Ð ¦ % i .
-353-
II. ÷ m Ç ] M ö
Fe-Ni ~ Ã Ì} ] j ¸\ H DC Õ ªW 1à Ô : r Û ¼( ' a A ~ ½ ÓZ O ` ¦
6 x Ù þ ¡Ü ¼ 9, l ó ø Í É r Pyrex 7740` ¦ 10 × 10 mm 2 ß ¼l Ð
¸
ú " f Õ ª 0 A\ 8 mm_ " é ¶+ þ AÜ ¼ Ð 7 £ x Ã Ì % i . s M : Û ¼ (
' a A ¿ É r í H ¸99.995 % Fe\ ¦ 6 x % i ¦, Fe-Ni
~ Ã
Ì} ] j ` ¦ 0 AK Fe ¿ 0 A\ Ni } 9 ` ¦ ` ¦ 9Z ~ Õ ª } 9 Ã
º| ¾ Ó\ Ni _ 0 l x ¸\ ¦ ¸] X % i . ~ Ã Ì} _ ] j ¸\ æ ¼
Pyrex 7740Ä »o l ó ø Í É r [ j : r Ü ¼ Ð 1 [ j' ` ¦ ¦ 2 Ð · ú ï` ¦ \ [ j' # þ j@ /ô Ç ¸% i ` ¦ × ¦% i Ü ¼ 9, [ j' Ê
ê\ | 9 èÛ ¼ Ð Õ ª0 A_ t \ ¦ ] j % i . [ j' õ & ñ
É r 9 כ ¹ô Ç â Ä º 2 r s © ì ø Í4 ¤ % i . íl / B N É r Ð' o
* 3 á Ô ü < ' Ð ì r * 3 á Ô Ð 3 × 10 −7 Torr s \ ¦ Ä »t
% i ¦, · ú 4 H Û ¼ H Mass Flow Controller (MFC) \ ¦ : x K
Õ þ ! Q? /_ · ú § 4 ` ¦ 1.0 mTorr \ ¦ Ä »t % i ¦, s M : DC
0 > H 50 W Ð ¦& ñ Ù þ ¡ . l ó ø Í : r ¸ H © : r õ ½ + É Ð p Ï þ á
Ô\ ¦ + " f 240 ◦ C : r ¸ Ð Ä »t " f 7 £ x Ã Ì % i . ¢ ¸ô Ç Ä
» ¸ é ß » ¡ ¤ s ~ ½ Ó$ í ` ¦ % 3 l 0 AK { 9 & ñ ô Ç © H bias = 500 Oe\ ¦ 7 £ x à Ìr \ l ó ø Íõ ¨ î ' > % i . l
© \ O s 7 £ x Ã Ì ) a ~ à Ì} ` ¦ F1, l © \ " f 7 £ x Ã Ì ) a
~ Ã
Ì} ` ¦ F2 ³ ðl ô Ç .
~ Ã
Ì} ¿ ºa H profilemeter\ ¦ s 6 x # 8 £ ¤& ñ % i ¦ s M
: r « Ñ_ 7 £ x à ÌÖ ¦ É r 100 ˚ A/min s % 3 . r « Ñ_ & ñ ½ ¨
¸\ ¦ ¸ l 0 AK CuK α ³ ð& h (λ = 1.5406 ˚ A) ` ¦ 6 x
H X r] X l Ð © : r \ " f θ-2θ ~ ½ ÓZ O Ü ¼ Ð X r] X ©
`
¦ % 3 % 3 . Ni_ o < Æ& h ¸$ í É r Energy Dispersive X-ray Spectrometer (EDS)` ¦ s 6 x % i . r « Ñ_ l & h $ í | 9 8
£
¤& ñ É r þ j@ /µ 1 ÏÒ q t l © _ [ jl 15 kG Lakeshore_
1 l x r « Ñ § 4 > (VSM: Vibrating Sample Magnetome- ter) 6 x % i . r « Ñ_ l & h $ í | 9 ` ¦ 8 £ ¤& ñ l \
¦í H ¸_ Ni` ¦ 6 x # § 4 > \ ¦ Ð& ñ % i .
Õ
ªa Ë > 1. ~ Ã Ì} (a)F1õ (b)F2\ @ /ô Ç " f Ð É r
¿
ºa \ " f_ @ /³ ð& h XRD r] X ¸.
III. + s ÇÊ Ý Ä Z ØV Ä õ m Í À X Ø8 ý
~ Ã
Ì} _ & ñ ½ ¨ ¸ H XRD \ _ K " f S X Ù þ ¡Ü ¼ 9 Õ ªa Ë >
1 É r " f Ð É r ~ Ã Ì} ¿ ºa \ @ /ô Ç ~ Ã Ì} F1(a)õ F2(b)\ @ / ô
Ç @ /³ ð& h XRD J ` ¦ Ð# Å Ò ¦ e . Õ ªa Ë > 1\ " f Ð 1
p
w s s [ þ t ~ Ã Ì} É r É r & ñ © \ O s fcc & ñ ½ ¨ ¸\ ¦ ° ú H
. # l " f ~ Ã Ì} F2 H (111) ~ ½ Ó ¾ Ós (200) ~ ½ Ó ¾ Ó Ð y
© ô Ç Ä º C ¾ Ó$ í ` ¦ f ` ¦ Ð# ï r . ¢ ¸ô Ç Fe 100 −x Ni x
\
" f Ni 0 l x ¸ H EDS 8 £ ¤& ñ ~ ½ ÓZ O ` ¦ s 6 x # x = 41 Ð
&
ñ % i ¦, s õ H JCPDS card [9]_ ° ú כõ ¸ ú { 9 u ô Ç
.
^ o
= ¢ ¸ H m Ö 0 qõ ° ú É r { 9 ~ ½ Ó^ ½ ¨ ¸\ ¦ F K5 Å q_ l
¸F ' pà Ô_ 6 x s ~ ½ Ó ¾ Ó É r y y h100iõ h111i» ¡ ¤ Ü ¼ Ð · ú 94 R e
¦, fcc ½ ¨ ¸\ ¦ ° ú H m Ö 0 q â Ä º oõ & ñ É r h111i» ¡ ¤
easy-axis, h110i» ¡ ¤ medium-axis Õ ªo ¦ h100i» ¡ ¤ hard-axis _ ~ ½ Ó ¾ Ó$ í ` ¦ . Õ ªa Ë > 2(a) H XRD J
r] X \ @ /ô Ç & h q , A(111)/A(200),\ ¦ ¿ ºa \
· p Õ ªa Ë >s . Õ ªa Ë > 2(a)\ " f Ð1 p w s F1 ~ Ã Ì} \ @ /ô Ç
& h q H _ { 9 & ñ ô Ç ì ø Í F2~ Ã Ì} _ & h q H ~ Ã Ì} ¿ º a
y è\ " f 7 £ x < Ê` ¦ Ð# ï r . s H ~ Ã Ì} ¿ ºa
y
è < Ê\ " f o6 x s » ¡ ¤_ C ¾ Ó$ í s a % ~ f ` ¦ · ú Ã
º e . ¢ ¸ô Ç Õ ªa Ë > 2(b)\ Ð1 p w s , © à º H 7 £ x Ã Ì ¸
|
\ © ' a \ O s _ { 9 & ñ ô Ç q Ö ¦ Ð 7 £ x < Ê` ¦ ^ ¦ Ã º e
. : r ½ ¨\ " f r « Ñ_ © Ã º H Fe 64 Ni 36 _ 3.595 ˚ A [10] õ q § ) a .
Fe-Ni ~ Ã Ì} F1õ F2\ @ /ô Ç l s § 4 / B G ` ¦ Õ ªa Ë >
3 \ Ð% i . l s § 4 / B G \ " f % 3 É r y + þ Aq H ~ Ã Ì} ¿ º a
_ < Êà º Ð" f Õ ªa Ë > 4\ " f Õ ª§ 4 . Õ ªa Ë > 4\ " f Ð1 p w s H bias ⊥H \ " f 8 £ ¤& ñ ) a r « ÑF2 H ¿ ºa 10 ∼ 100 nm % ò % i
?
/\ " f ~ Ã Ì} ¿ ºa 7 £ x \ 50 % \ " f 20 % Ð y è
Õ
ªa Ë > 2. ~ Ã Ì} ¿ ºa < ÊÃ º Ð" f (a) & h q ü < (b) © Ã º.
Õ
ªa Ë > 3. ~ Ã Ì~ Ã Ì} \ @ /K " f ü @Â Ò l © õ _ y ¸\ ¦
¨ î
' > K " f % 3 É r ~ Ã Ì} F1\ @ /ô Ç (a) l s § 4 / B G õ (b)~ Ã Ì} \ @ /K " f ü @Â Ò l © õ _ y ¸\ ¦ Ã
º¨ î (Ï ã T É rz ´ )õ à ºf ( ) > K " f % 3 # Q ~ à Ì} F2\
@
/ô Ç @ /³ ð& h l s § 4 / B G .
% i . # l " f H H VSM 8 £ ¤& ñ r _ ü @Â Ò l © ` ¦
· p . ¢ ¸ô Ç H bias //H â Ä º ~ Ã Ì} F2ü < F1 H ~ Ã Ì} ¿ ºa 50 ∼ 100 nm # 3 0 A? /\ " f 90 % s © _ y + þ Aq \ ¦ Ð# ï r
. @ / Â Òì r_ ~ Ã Ì} \ " f ~ Ã Ì} ¿ ºa 7 £ x \ " f y + þ A q
7 £ x < Ê` ¦ Ð# ï r .
r
« Ñ Fe-Ni_ o H 100 G & ñ ¸_ ü @Â Ò l © ? /\
"
f { 9 ^ o r ` ¦ : x K " f ' ô Ç ¦ & ñ ô Ç Stoner- Wohlfarth (S-W) ¸4 S q [11]` ¦ + " f ~ Ã Ì} F2_ s ~ ½ Ó$ í l
© H k \ ¦ ½ ¨ % i . s M : r « Ñ_ hard-aixs ~ ½ Ó ¾ Ó\ " f 8
£
¤& ñ ô Ç l s § 4 / B G ` ¦ 6 x % i . S-W ¸4 S q\ " f H
= 0 â Ä º l y à ºÖ ¦ É r χ H=0 = M s sin 2 θ 0 /H k _ K
"
f ³ ð & ³ ) a . # l " f θ 0 H ü @Â Ò l © õ é ß » ¡ ¤ s
~
½ Ó$ í _ l 6 x s » ¡ ¤ç ß _ y ¸, M s H í o o\ ¦ · p
. ½ ¨ o_ y ¸ ì r í 1 p x~ ½ Ó$ í s sin 2 θ 0 = 2 3 Ð, VSM 8 £ ¤& ñ \ " f_ M s ü < H c _ l Ö ¦ l \ _ K " f % 3 # Q
Õ
ªa Ë > 4. ~ Ã Ì} ¿ ºa _ < ÊÃ º Ð+ l s § 4 / B G _ y + þ Aq .
Õ
ªa Ë > 5. ~ Ã Ì} F2 \ " f % 3 # Q K u _ ~ Ã Ì} ¿ ºa _ _ > r
<
ÊÃ º.
χ H=0 _ z ´+ « >° ú כÜ ¼ РÒ' s ~ ½ Ó$ í l © H k ` ¦ ½ ¨½ + É Ã º e
.
Õ
ªa Ë > 5 H K u _ ~ Ã Ì} ¿ ºa _ > r$ í \ @ /K " f Ð% i .
é
ß » ¡ ¤ s ~ ½ Ó$ í © Ã º H K u = M s H k /2 _ ' a > d ` ¦ s 6 x K
"
f % 3 % 3 . Õ ªa Ë > 5\ " f Ð1 p w s K u _ ° ú כ É r ¿ ºa 7 £ x \
" f y è t ë ß , Y > _ ì ø Í4 ¤ z ´+ « >` ¦ : x K " f ¸ ~ Ã Ì}
¿
ºa 40 nm \ " f H q & ñ © & h H Ä » ¸ s ~ ½ Ó$ í ` ¦ Ð% i
. K u _ ° ú כ É r ~ Ã Ì} ¿ ºa 10 ∼ 100 nm _ # 3 0 A\ " f 3.5
× 10 3 ∼ 1.3 × 10 3 erg/cm 3 ° ú כ` ¦ % 3 % 3 . s ° ú כ É r Fe-Ni bulk [12] \ @ /K " f Ð ¦ ) a ° ú כõ ° ú É r à º Ð ¸ ú { 9 u
% i .
Õ
ªa Ë > 6 É r ~ Ã Ì} F1 õ F2\ @ /ô Ç Ð § 4 _ ¿ ºa _ > r$ í
`
¦ Ð# ï r . Õ ªa Ë > 6\ " f Ð1 p w s , ~ Ã Ì} F1 â Ä º Ð § 4
É
r ~ Ã Ì} ¿ ºa 7 £ x ½ + ÉÃ º2 ¤ y è H â ¾ Ó` ¦ Ðs t ë ß ,
~ Ã
Ì} F2 â Ä º Ð § 4 É r ~ Ã Ì} ¿ ºa 10 \ " f 40 nm Ð 7
£
x < Ê\ Ð § 4 s 7 £ x 40 nm s © _ ~ Ã Ì}
¿
ºa \ " f H y è H â ¾ Ó` ¦ Ð . N´eel [13] É r ~ Ã Ì} ¿ º a
_ fluctuation (dt/dx) É r { 9 & ñ H & ñ \ (t H ~ Ã Ì
Õ
ªa Ë > 6. ~ Ã Ì} F1 õ F2\ @ /ô Ç ~ Ã Ì} ¿ ºa _ < ÊÃ º Ð+ /
å
J Û ¼\ 7 £ x Ã Ì ) a Fe-Ni ~ à Ì} _ Ð § 4 _ â ¾ Ó$ í . Ï ã T É r z
´ É r t −n < ÊÃ º Ð ì r$ 3 ô Ç õ s .
}
¿ ºa , x H ~ Ã Ì} \ " f_ b ç _ _ & h _ 0 Au ), ~ Ã Ì} ¿ º a
t\ @ /K " f Ð § 4 É r ”4/3”Z O g Ë : H c ∝ t −4/3 Ü ¼ Ð [ O
" î H d` ¦ Ð% i . É r ô Ǽ # Ü ¼ Ð Soohoo [14] H Ð § 4 s
¿ º î r ~ Ã Ì} \ @ /K " f H t −4/3 dt/dx \ q Y V 9, s
\
¦ Bloch wall î r1 l x Ü ¼ Ð [ O " î % i . ô Ǽ # N´eel wall î r 1
l
x \ @ /K " f, Soohoo H Ð § 4 s ~ Ã Ì} ¿ ºa \ f ] X & h _
> r$ í É r \ O t ë ß dt/dx \ q Y Vô Ç ¦ Ð ¦ % i . { 9 ì
ø Í& h Ü ¼ Ð ~ Ã Ì} ¿ ºa t \ @ /ô Ç Ð § 4 _ ¿ ºa _ > r$ í É r d
( 1) Ð ³ ð & ³ ) a .
H c = ct −n (1)
#
l \ " f c H © Ã º, t H ~ Ã Ì} ¿ ºa Õ ªo ¦ n É r -4/3\ ¦ _ p
ô Ç . ¢ ¸ô Ç n É r 7 £ x Ã Ì ¸| , $ í ~ à Ì} Ó ü t| 9 _ $ í | 9 Õ ªo
¦ l ó ø Í_ 7 á x À Ó\ _ > r < Ê` ¦ z ´+ « >& h Ü ¼ Ð 7 £ x" î % i [15].
: r ½ ¨\ " f % 3 É r Ð § 4 ` ¦ t −n _ " 3 / å L Ã º ½ ÓÜ ¼ Ð n° ú כ` ¦
½
¨ô Ç õ , ~ à Ì} F1\ " f H ^ ¿ ºa ½ ¨ç ß \ " f n = 0.5_
° ú
כ` ¦ % 3 % 3 . s H Co/Cu/Si(111)_ ~ à Ì} \ " f % 3 É r n ° ú כ 0.4 ± 0.1õ q § ÷ &# Q [16]. ô Ǽ # ~ à Ì} F2 â Ä º n° ú כ É r 40 ∼ 100 nm ¿ ºa # 3 0 A? /\ " f 1.0_ ° ú כ` ¦ % 3 % 3 .
r & ñ o , ~ Ã Ì} F1 â Ä º\ H ~ Ã Ì} ¿ ºa % ò % i
\
@ /K " f, Õ ªo ¦ ~ Ã Ì} F2 â Ä º\ H ~ Ã Ì} ¿ ºa 40 \
"
f 100 nm % ò % i \ @ /K " fë ß Bloch wall + þ AI \ ¦ ` ( , ~ Ã Ì }
F2 â Ä º ~ Ã Ì} ¿ ºa 10 \ " f 40 nm \ " f H d ( 1)õ { 9
u t · ú § ¤ . s H ½ ¨# 4 \ -t s : r [17] \ _
Bloch wall_ > r F Ð H N´ eel wall > r F \ ¦ \ V © ½ + É Ã º e
. " f r « Ñ F2 H 40 nm \ " f ½ ¨# 4 _ ;s \ ¦ 1 l x ì
ø Í < Ê` ¦ · ú Ã º e .
Õ
ªa Ë > 7 É r { 9 & ñ ô Ç © (F2)\ " f ¢ ¸ H © \ O s (F1) 8
£
x Ã Ì ) a ~ à Ì} \ @ /ô Ç o_ ¿ ºa _ > r$ í ` ¦ Ð# ï r . Õ ª
Õ
ªa Ë > 7. ~ Ã Ì} F1õ F2\ @ /ô Ç í o o_ ¿ ºa _ > r$ í . Ï
ã
T É r z ´ É r d (4)\ _ K " f % 3 É r ì r$ 3 ) a õ s .
a Ë
>\ " f Ð1 p w s o H 7 £ x Ã Ì ¸| \ © ' a\ O s (F1õ F2 ¸
¿
º)¿ ºa y èü < < Êa " f" fy y è ¿ ºa 30 nm  Ò' H 8 É r 5 Å q ¸ Ð y è < Ê` ¦ Ðs ¦ e Ü ¼ 9, { 9
&
ñ ô Ç © \ " f 7 £ x Ã Ì ) a ~ à Ì} s Õ ªX O t · ú § É r ¸| \ 7 £ x
Ã
Ì ) a ~ Ã Ì} Ð V , É r ¿ ºa % ò % i \ @ /K " f H o ° ú כ` ¦ Ð
#
ï r . s ~ Ã Ì} ¿ ºa \ @ /ô Ç o_ > r$ í É r # Q ª ô
Ç ~ ½ ÓZ O Ü ¼ Ð ¬ ¹ ÷ &# Q M ® o Ü ¼ 9, Õ ª × æ Glass ü < Klein É r Û ¼
2 ; s : r [18]` ¦ & h 6 x # bccü < fcc ½ ¨ ¸\ ¦ t H ~ Ã Ì}
\
@ /K " f o_ ¿ ºa _ > r$ í ` ¦ d ( 2)\ ¦ + " f > í ß
% i .
M s (t) M 0
= 1 − 1 16πS 2 G 3
kT J
G
3X
λ
3=0
(1 + cosk 3 ) −1
× In 1 − e −B − In 1 − e −A
(2)
#
l " f M 0 H bulk_ o° ú כs 9, G H ∼10 7 s © _ H ° ú כ
`
¦ t 9, S H " é ¶ _ Û ¼ 2 ; ª à º(= 1/2), k H ^ ¦ ç ¼ë ß
©
à º, J H § ¨ 8 & h ì r © à º, Õ ªo ¦ A = 16J S
kT
1 + π 2 /4G 2 − 1 − π 2 /4G 2 cosk 3
B = 16J S
kT [(1 + π/4) − (1 − π/4) cosk 3 ] k 3 = 2πλ 3
G 3
(3)
¢
¸ô Ç G i H i P : & ñ ~ ½ Ó ¾ Ó\ " f { 9 ~ ½ Ó^ ! s q_ Ã º Ð+ G 3
= t/a 0 Ð ³ ð & ³÷ & 9, t H ~ Ã Ì} ¿ ºa , a 0 H bulk_ & ñ © Ã
º(Fe 64 Ni 36 \ @ /K " f 3.592 ˚ A[12]) s . Õ ªo ¦ k i H Û ¼
2 ; 7 ' _ i P : $ í ì r` ¦ _ p 9, λ i H & ñ Ã ºs . ~ Ã Ì }
_ ¿ ºa _ > r$ í _ z ´+ « >° ú כ[ þ t É r d (2)\ _ ô Ç s : r& h ¸ 4
S q` ¦ & h 6 x % i ¦, d ( 2)` ¦ é ß í H o l 0 AK λ i 0, 1\
@
/K " fë ß þ j& h o % i .
Õ
ªa Ë > 8. ~ Ã Ì} F1 \ " f 50 nmü < 100 nm_ ¿ ºa \ @ /ô Ç
í o o_ : r ¸_ > r$ í . Ï ã T É r z ´ É r d ( 2)\ _ K " f
%
3 É r ì r$ 3 ) a õ s .
ì
r$ 3 õ , λ i = 0 â Ä º, M 0 , kT /J , Õ ªo ¦ G° ú כ[ þ t
É
r ~ Ã Ì} F1\ @ /K " f H y y 1392.7 emu/cm 3 , 4.2, Õ ª o
¦ 1.32 × 10 8 s 9, ~ Ã Ì} F2\ @ /K " f H y y 1457.4 emu/cm 3 , 2.5, Õ ªo ¦ 1.24 × 10 8 \ ¦ % 3 % 3 . ¢ ¸ô Ç λ i
= 1 â Ä º\ " f H kT /J õ G° ú כ É r ~ Ã Ì} F1\ " f H y y 0.95 õ 2.47 × 10 7 s 9, ~ Ã Ì} F2\ " f H y y 1.93 õ 3.48 × 10 7 \ ¦ % 3 % 3 . ì r$ 3 õ λ i _ & ñ Ã º ° ú כs 7 £ x
kT /Jõ G° ú כ[ þ t É r f ` ¦ Ð% i . M 0 _ ° ú כ É r bulk Fe 64 Ni 36 _ 1114 emu/cm 3 [19] ü < q § ½ + É M : H ° ú כe ` ¦
^
¦ Ã º e .
Û
¼ 2 ; s : r \ " f y © $ í ^ o_ : r ¸ _ > r$ í É r d
( 4) Ð Å Ò# Q [20].
M (T )
M (0) = 1 − βT 3/2 − γT 5/2 (4)
#
l \ " f M(0) H 0 K \ " f_ o° ú כs 9, βü < γ H þ j& h
© Ã ºs . d ( 4)\ " f ' Í P : ½ Ó É r Ä »" î ô Ç Bloch T 3/2 Z O
g Ë :s 9, ¿ º P : ½ Ó É r magnon dispersion relation \ " f higher order ½ Ó\ l # H ½ Ós . Õ ªa Ë > 8 É r ~ Ã Ì} F1_ 50 ü < 100 nm ~ Ã Ì} \ @ /K " f d ( 4)\ ¦ & h 6 x ì r$ 3 ô Ç õ
s . M(0)_ ° ú כ É r 50 ü < 100 nm ~ Ã Ì} â Ä º y y 1644 ü < 1715 emu/cm 3 \ ¦ % 3 % 3 . s H 4.2 K \ " f % 3 É r Bulk Fe 60 Ni 40 _ 1420 emu/cm 3 [21] Ð H ° ú כ` ¦ ° ú H
. ¢ ¸ô Ç β H 2 × 10 −5 ü < 1.8 × 10 −5 K −3/2 , Õ ªo ¦ γ H 4.2 × 10 −8 ü < 6.3 × 10 −8 K −5/2 \ ¦ 50 ü < 100 nm ~ Ã Ì} \
@
/K " f y y % 3 % 3 . ¢ ¸ô Ç γ/β_ ° ú כ É r 50 ü < 100 nm _
~ Ã
Ì} \ @ /K " f y y 2.2 × 10 −3 ü < 3.5 × 10 −3 K −1 \ ¦ % 3
%
3 Ü ¼ 9, s ' a > H d ( 5)ü < ° ú s ³ ð & ³ ) a [20].
γ β = 3π
4 ζ( 5 2 ) ζ( 3 2 )
k 4πD r 2
J (5)
D H Û ¼ 2 ; stiffness © à º, k H ^ ¦ ç ¼ë ß © à º, ζ( 5 2 ) ü <
ζ( 3 2 ) H Zeta < ÊÃ º, Õ ªo ¦ hr 2 i J H § ¨ 8 © ñ 6 x_ ¨ î ç H ]
jY L # 3 0 A\ ¦ _ p ô Ç . " f Ikuo Nakai et al [21]_ z
´+ « >\ " f ½ ¨ô Ç D( = 133.33 meV˚ A 2 ) ü < hr 2 i J ( = 7.22
˚ A 2 )` ¦ s 6 x # ½ ¨ , γ/β_ ° ú כ É r 3.8 × 10 −4 K −1 Ü ¼
Ð : r z ´+ « >\ " f ½ ¨ô Ç ° ú כõ q § ÷ &# Q . þ j H \ 85 ∼ 600 K_ V , É r : r ¸ % ò % i \ @ /K " f γ-Ni-Fe alloy_ o
: r ¸ _ > r$ í É r Kobo ü < Oguchi_ Û ¼ 2 ; > h¥ Æ ` ¦ ¸{ 9
#
d ( 4)ü < Ä » ô Ç + þ AI Ð z ´+ « >° ú כ\ & h 6 x % i . s Kobo ü < Oguchi_ Û ¼ 2 ; > h¥ Æ ` ¦ ¸{ 9 < ÊÜ ¼ Ð+ d ( 4) H
6 £ § õ ° ú É r d ` ¦ % 3 H [22].
M (T )
M (0) = 1 − A 1
kT J
3/2
− B 1
kT J
5/2
(6)
#
l " f Aü < B H y y © à ºs 9, k H ^ ¦ ç ¼ë ß © à ºs .
s
â Ä º © Ã º Aü < B H y y 1.9 × 10 −2 ü < 5.2 × 10 −3 [22] s . ¢ ¸ô Ç J H r « Ñ î ß \ " f s Ö © ¦ e H $ í s
: r[ þ tç ß _ © ñ 6 x_ [ jl \ ¦ ? / ¦, $ í s : r[ þ tç ß _
© ñ 6 x_ ß ¼l \ @ /ô Ç ' ¸s . d ( 4)ü < ( 6)_ ' a >
\
_ K " f > í ß ô Ç õ , J/k H ~ Ã Ì} ¿ ºa 50õ 100 nm\
@
/K " f 110.13ü < 103.95 K\ ¦ y y % 3 % 3 . # l " f ½ ¨ô Ç J/K É r bulk Fe45Ni55_ J/K = 170.99 K [22] ü < q §
) a .
IV. + s Ç Â ] Ø
: r ½ ¨\ ¦ : x # { 9 & ñ ô Ç l © \ " f 7 £ x Ã Ì ) a ¢ ¸ H Õ
ªX O t · ú § É r ~ Ã Ì} \ @ /ô Ç s ~ ½ Ó$ í ´ òõ \ @ /K " f ½ ¨
%
i . XRD õ H l © \ " f 7 £ x Ã Ì ) a ~ à Ì} \ " f H (111) ~ ½ Ó ¾ Ó\ @ /ô Ç y © ô Ç Ä º C ¾ Ó$ í ` ¦ · p . l
© \ " f 7 £ x Ã Ì ) a ~ à Ì} _ é ß » ¡ ¤ s ~ ½ Ó$ í © à º H hard axis
~
½ Ó ¾ Ó\ " f 8 £ ¤& ñ ) a l s § 4 / B G \ _ K " f > í ß % i Ü ¼ 9, Õ ª õ 10 ∼ 100 nm ¿ ºa \ @ /K " f 1.3 × 10 3 ∼ 3.5 × 10 3 erg/cm 3 _ ° ú כ` ¦ % 3 t ë ß , 40 nm ¿ ºa \ " f H 3.7 × 10 3 _ H ° ú כ` ¦ % 3 % 3 . ¢ ¸ô Ç ¿ ºa \ É r Ð § 4 _
_ > r$ í \ " f N´eel / B Nd ` ¦ s 6 x # ì r$ 3 ô Ç õ , ©
\ O
s 7 £ x Ã Ì ) a r « Ñ â Ä º ¿ ºa \ @ /K " f Bloch wall_ + þ
AI \ ¦ ? / , { 9 & ñ ô Ç © \ " f 7 £ x Ã Ì ) a r « Ñ H ~ Ã Ì }
¿ ºa y è < Ê\ " f 40 nm ¿ ºa # 3 0 A\ " f Bloch wall \ " f N´eel wall Ð_ domail-wall + þ AI _ ;s { 9 # Q z
¤ . " f y © ô Ç Ä » ¸ s ~ ½ Ó$ í ` ¦ ° ú H % ò % i É r ½ ¨# 4 ; s
ü < ' aº t Ö ¦ Ã º e 6 £ §` ¦ r ô Ç . í o o_ ¿ ºa _
> r$ í õ : r ¸ _ > r$ í ` ¦ Û ¼ 2 ; s : r Ü ¼ Ð ì r$ 3 \ ¸ ú & h 6 x H
d` ¦ · ú ¤Ü ¼ 9, 0 ˚ A õ 0 K\ @ /ô Ç ° ú כ` ¦ ½ ¨ ½ + É Ã º e % 3 .
P c
p 8 ý ò k >
: r 7 Hë H É r õ < Æl Õ ü t Â Ò 2001¸ ² D G t & ñ ½ ¨z ´ \ O _ t " é ¶ \ _ K " f à º' ÷ &% 3 _ þ v m .
Y c
p w à U Ø ô
[1] C. E. Guillaume, Acad. Sci. 125, 235 (1897).
[2] J. Crangle and G. C. Hallam, Proc. R. Soc. London
A272, 119 (1963).
[3] E. Hoffmann, H. Herper, P. Entel, S. G. Mishra, P. Mohn and K. Schwarz, Phys. Rev. B 47, 5589 (1993).
[4] G. Dumpich, J. Kastner, U. Kirschbaum, H.
Muhlbauer, J. Liang, Th. Lubeck and E. F. Wasser- mann, Phys. Rev. B 46, 1058 (1992).
[5] D. O. Smith, G. P. Weiss and K. J. Harte, J. Appl.
Phys. 37, 1464 (1966).
[6] L. Valenta, Phys. Status Solidi 2, 112 (1962).
[7] M. J. Klein and R. S. Smith, Phys. Rev. 81, 378 (1951).
[8] J. Hubbard, Phys. Rev. B 23, 5974 (1981).
[9] Powder Diffraction file, JCPDS (U.S.A)(1980).
[10] W. B. Pearson, Handbook of lattice spacing and structures of Metals and Alloys, (London, Pergamon Press, 1958), p. 640.
[11] E. C. Stoner and E. P. Wolhfarth, Phil. Trans. A 240, 599 (1948).
[12] M. Takahashi, D. Watanabe, T. Kono and S. Ogawa, J. Phys. Soc. Japan 15, 1351 (1960).
[13] L. Neel, J. Phys. Rad. 17, 250 (1956).
[14] R. F. Soohoo, J. Appl. Phys. 52, 2459 (1981).
[15] T. Jagielinski, J. Appl. Phys. 61, 2459 (1987).
[16] H. G. Min, S. H. Kim, M. Li, J. B. Wedding and G.
C. Wang, Surf. Sci. 400, 19 (1998).
[17] S. Middelhoek, J. Appl. Phys. 34, 1054 (1961).
[18] S. J. Glass and M. J. Kein, Phys. Rev. 109, 288 (1958).
[19] R. W. Cochrance and G. M. Graham, Can. J. Phys.
48, 264 (1970).
[20] U. Krey, Z. phys. B 31, 247 (1978).
[21] I. Nakai, F. Ono and O. Yamada, J. Phys. Soc. Jap.
52, 1791 (1983)
[22] J. G. Kim, K. H. Han, J. Y. Jenog, J. S. Lee, X.
Y. Qin and K. H. Shin, J. Kor. Phys. Soc. 38, 387
(2001).
Thickness and Temperature Dependence of the Magnetic Properties for Fe-Ni Films Deposited in a Constant Magnetic Field
K. H. Han, J. G. Kim ∗ and S. H. Song
Department of Physics, Hanyang University, Seoul 133-791 J. S. Lee
Department of Metallurgy and Material Science, Hanyang University, Ansan 425-791 (Received 27 January 2003)
The microstructure and the magnetic properties of Fe
100−xNi
xfilms with thicknesses of 10 ∼ 100 nm deposited with using DC sputtering have been studied by using X–ray diffraction and magnetic moment measurement. The samples are divided into two kinds of films those with and without an applied constant magnetic field during preparation. The XRD patterns of the two kinds of Fe-Ni films show (111) and (200) planes as a strong preferred orientation. The thickness dependence of the coercivity of the films was analyzed by using the Neel formula. In the films with an applied field during deposition, an anomalous peak in the coercivity at a film thickness of 40 nm was observed, which could be explained by a change in the domain–wall type at 40 nm. Also, the thickness and temperature dependences of the magnetization were fitted by applying the spin-wave theory. From the fit, the exchange interaction constant between magnetic atoms in the samples was obtained.
PACS numbers: 75.Ak, 50.Bb
Keywords: Fe-Ni, Temperature dependence of themagnetization, Thickness dependence of the magnetiza- tion, Spin-wave, Hysteresis loop, Coercivity
∗
