Document

Creation of thin films by computer interfaced energetic deposition system

Publisher
Sultan Qaboos University
Gregorian
2004
Language
English
English abstract
ABSTRACT The primary aim of the present research was to control the growth of Co/Al and Co/Cu magnetic multilayers. Multilayers have been prepared by computer interfaced DC magnetron sputtering system. The rate of deposition of the individual layers of Co, Cu and Al has been determined from grazing angles X-ray diffraction (GXRD) spectra. GXRD results confirmed the successful growth of multilayered structure. One of the objectives of this work was to investigate the effect of the computer interfaced system in improving the bilayer period and interfacial roughness of Co/Al multilayers. In addition the effect of changes in deposition pressure and variation in the thickness of the layers were tested. It was found that, after the system computer interfaced, the samples produced the most intense Bragg peaks of order of 2.5 compared with the multilayers produced before the interfacing of the system. This is a possible indicataion of improved reflectivity from these samples, Hence the appearance of higher order Bragg peaks. Besides the appearance of higher order anca CE Bragg peaks, it has also been observed that the F.W.H.M of these peaks were thinner compared to the initial Bragg peaks that appeared in the earlier multilayers that were produced manually (before the computer interfaced magnetron sputtering system). The application of simulations to the data allowed the approximation of the total and individual roughness (rms) of the multilayers. Magnetic and electronic properties were carried out by vibrating sample magnetometer (VSM) and four-point probe (FPP), respectively. The maximum magnetoresistance rate (MR) was found to be 2.9% for multilayers. Also, a consequent antiferromagnetic coupling was observed for optimal Cu thickness. However, the magnitude of MR remains small relative to that reported in the literature. The existence of high interfacial roughness combined to the existence of pin holes with Cu layers, may be the origin of the suppression of antiferromagnetic coupling and limited magnetoresistive effect. The annealing effect of Co/Cu MLs was also investigated in order to identify the spin dependent scattering WS centres responsible for the MR effect. The results suggest that the main spin dependent scattering centres are located at the Co-Cu interfaces, suggesting a high interfacial spin diffusion asymmetry coefficient a=pu/pt as compared to that of the
Description
Thesis
Arabic abstract
الهدف الأساسي من هذا البحث هو التحكم في خلق طبقات نريه متعدده من مادتي الكوبالت والألومنيوم ومائتي الكوبالت والنحاس. الطبقات الذرية المتعدده تم تحضيرها بواسطة جهاز ماجنيترون سبترنج سیستم دو تیار ثابت بعد أن تم تطوير الجهاز باستخدام كمبيوتر انترفيس. لقد تم تحديد ودراسة نسبة النمو الذري لكل طبقة ذريه من الكوبالت ، الألمنيوم والنحاس باستخدام انحراف أشعة أكس بزوايا صغيره جدا. ومن خلال الأسلوب السابق تم التأكيد بأن هذه الطبقات الذريه المتعدده قد تم خلقها بنجاح. أحد أهداف هذا البحث هو التحقق من تأثير كمبيوتر انترفیس سیستم بالفترة الزمنية لكل طبقه وخشونة الأسطح الطبقات الذرية للألمنيوم والكوبالت. بالإضافة لذلك تم اختبار تأثير الضغط وتغيير سمك هذه الطبقات. ولقد وجد أن العينات التي خلقت بعد السيطره على الجهاز باستخدام كمبيوتر انترفیس سیستم ان كثافة قمم براج أعلى من العينات التي حضرت قبل تطوير الجهاز. هذا يرجع إلى احتمال تطوير رفلكتيفيتي لهذه العينات التي أدت إلى ظهور مجموعة من قمم براج إضافة إلى ظهور مجموعة من قمم براج لقد لوحظ أيضا أن عرض هده القمم أقل من عرض القمم المبدئية التي وجدت قبل تطوير الجهاز. تم تطبيق المحاكاه لهذه النتائج التي أظهرتها التجارب والتي بدورها تسمح بتحديد سمك الطبقات الذريه وخشونة السطح لهذه الطبقات. المغناطيسية والخصائص الكهربائيه درست باستخدام فيبرينتج ماجنيتوریسيستانس وفور بوينت بروب. وجد أن أعلى ماجنيتوريسيستانس حوالي ۹، ۲%. لوحظ أيضا تتابع بالإزدواج الأنتيفيروملجنتك لسمك الطبقه الذريه النحاس. ولكن مقدار الماجنيتوريسيستانس ظلت صغيره مقارنه مع الدراسات السابقة. هذا يرجع إلى وجود ثقوب صغيره بطبقة النحاس وخشونه بالسطح والتي بدورها أدت إلى قلة أنتيفيروماجنتك والماجنيتوريسيستانس. لتمييز مركز سين سكلترنج تم تسخين هذه العينات. ولقد اثبتت النتائج أن مركز سبن مکاترنج يقع على الوصلات بين طبقتي الكوبالت والنحاس والتي تقترح وجود كمية عالية من الإنتشار ومعامل الاتناظريه بالمقارنه مع ما بداخل الطبقات.
Category
Theses and Dissertations