YMF18 özet kitapçığı - Department of Physics

18. Yoğun Madde Fiziği – Ankara Toplantısı, Orta Doğu Teknik Üniversitesi, 25 Kasım 2011Epitaksiyel Ni–Mn–Sn ultra ince filmlerin yapısal, elektriksel, ve manyetiközelliklerinin incelenmesiE. Yüzüak 1 , I. Dinçer 1 , Y. Elerman 1 , A. Auge 2 , M. Meinert 2 , ve A. Hütten 21 Ankara Üniversitesi, Mühendislik Fak., Fizik Müh. Beşevler, 06100 Ankara2Bielefeld Üniversitesi, Thin Films and Physics of Nanostructures, Fizik Bölümü,Bielefeld, AlmanyaS03Heusler alaĢımları, çok zengin yapısal, elektriksel ve manyetik davranıĢlar göstermektedirler. Buözelliklerinde en önemlisi, bu tip alaĢımlar yarı-metalik davranıĢ göstermeleridir. Özelikle günümüzünileri teknoloji ürünü olan spin elektroniği (spintronik) uygulamaları açısından ideal malzemelerolmaktadırlar ve son zamanlarda birçok bilim adamı tarafından incelenilmektedirler. Spin elektroniği,Spintronik, manyetizma ve elektroniğin en yeni ve hızlı bir Ģekilde geliĢen dalıdır [1]. Spintronik,özellikle katıhal fiziği ile ilgili çalıĢan bilim adamları için yeni bir araĢtırma sahası olup, birçokdisiplinden ilgi çeken bir çalıĢma alanıdır. ġu anda kullanılan elektronik cihazlar, elektronun yükününserbestlik derecesine göre çalıĢmakta ve elektronun spinin serbestlik derecesini yok saymaktadır.Spintronik ise elektronun spininide elektronik cihazlara eklemektedir. Böylece, elektronun spinininserbestlik derecesinin geleneksel elektronik cihazlara eklenmesi, bu cihazların veri iĢleme hızınıartmasına, elektriksel güç kullanımını azaltmasına ve sürekli bellek kullanabilmesine olanaksağlayacaktır [2].Ni 50 Mn 35 Sn 15 Heusler alaĢımının yapısal faz geçiĢinin ferromanyetik bölgede olması ve manyetikalana bağlı olarak çok büyük zor (strain) gösterdiği için bu alaĢımların ince filmleri üretilmiĢtir [3]. Bukapsamda, Ni (99.998), Mn (99.99), Sn (99.9999) saf elementlerden yapılmıĢ hedefler kullanılarak0.60.6 cm 2 büyüklüğünde MgO(100) tek kristal alt taĢ üzerine Ni 50 Mn 35 Sn 15 alaĢımlarının incefilmleri, manyetik alanda sıçratma sistemi kullanılarak elde edilmiĢtir. Manyetik alanda sıçratmasisteminin temel basıncı, 210 –9 mbar ve sıçratma iĢlemi azot gaz basıncı ise, 210 –3 mbar‟dır. Eldeedilen manyetik ince filmlerin yapısal, kalınlık ve kompozisyon karakterizasyonu, XRD, XRR ve XRFteknikleriyle gerçekleĢtirildi. Elde edilen manyetik ince filmlerin elektriksel özellikleri, BielefeldÜniversitesindeki ev yapımı direnç ölçüm sisteminde incelendi. Ġnce filmlerin manyetik özellikleri,manyetik alan altında ısıtma (FH) ve manyetik alan altında soğutma (FC) kiplerinde, 10–330 Ksıcaklık aralığında, 150 Oe‟lık manyetik alan altında SQUID ile belirlendi [3].Ölçümler sonucunda, manyetik alanda sıçratma sistemiyle 10 nm, 20 nm, 35 nm, 50 nm ve 100 nmkalınlığında, Ni 51.6 Mn 34.9 Sn 13.5 kompozisyonunda ultra ince filmler MgO (100) tek kristal alttaĢ üzerineepitaksiyel üretilmiĢtir. Oda sıcaklığı yakınlarında yapılan XRD ölçümleri ile 10 nm ve 20 nmkalınlığındaki ince filmlerin daha yüksek oranda Austenit (L2 1 ) fazda olduğu bulunurken, 35 nm, 50nm ve 100 nm kalınlığındaki ince filmlerin daha yüksek oranda Martensitik (7O) fazda olduğubulunmuĢtur. Manyetik ve elektriksel ölçümler sonucunda, manyetik ince filmlerin kalınlığı artıkça,yapısal faz geçiĢini düĢük sıcaklıktan yüksek sıcaklığa doğru değiĢtiği gözlemlenmiĢtir. Ayrıca 10 ve20 nm kalınlığında üretilen ince filmlerde dünyada ilk defa yapısal faz geçiĢi ve buna bağlı olarak taĢekil hafıza etkisi gözlemlenmiĢtir [3].Teşekkür: Bu çalıĢma, Tübitak (Proje Numarası: 109T582) tarafından desteklenmektedir.Referanslar:[1] I. Zutic et al., Rev. Mod. Phys. 76, 323(2004).[2] B. Balke et al., Phys. Rev. B 74, 104405 (2006).[3] A.Auge et al.,Phys. Rev. Lett.‟egönderildi.17