Магнитные свойства текстурированных пленок NiFe(111) и NiFe(200)

Впервые исследованы зависимости от толщины ($d\approx 20$–$370$ нм) намагниченности насыщения $4\pi M$, ширины линии ферро-магнитного резонанса (ФМР) $\Delta H$, поля коэрцитивности $H_c$ и формы петель гистерезиса для пленок пермаллоя Ni$_{80}$Fe$_{20}$ (NiFe) с текстурой (200). Полученные для пленок NiFe(200) зависимости магнитных параметров от толщины $d$ сопоставлены с зависимостями $4\pi M(d)$, $\Delta H(d)$ и $H_c (d)$ для пленок NiFe(111) с выраженной текстурой (111) и поликристаллических пленок NiFe. Пленки NiFe(200) осаждались магнетронным распылением на постоянном токе при температуре подложки $T_s\approx 570$ K в отсутствии напряжения смещения на подложке $U_b$ ($U_b\approx 0$). Пленки NiFe(111) осаждались магнетронным распылением на подложки при комнатной температуре $T_s\approx 300$ K и двух значениях напряжения смещения: $U_b\approx -100$ В (сильная текстура (111)) и $U_b\approx 0$ (поликристаллическая пленка со слабой текстурой (111)). Микрокристаллическая структура пленок исследовалась методами рентгеновской дифракции, сканирующей электронной и зондовой микроскопии. Магнитные параметры $4\pi M$ и $\Delta H$ измерялись методом ФМР на частоте $9.9$ ГГц. Измерение петель гистерезиса и поля коэрцитивности $H_c$ проводилось с помощью вибрационного магнитометра. Все измерения производились при комнатной температуре с магнитным полем, приложенным в плоскости пленки. Магнитная доменная структура изучалась методом магнито-силовой микроскопии. Установлено, что зависимости $4\pi M(d)$ и $\Delta H(d)$ для пленок NiFe(200) и пленок NiFe(111) с сильной и слабой текстурой (111) совпадают с точностью около $10\%$, тогда как зависимости $H_c(d)$ заметно различаются. В поликристаллических пленках NiFe со слабой текстурой (111) ($U_b \approx 0$) при критической толщине $d_{cr} \approx 120$ нм петли гистерезиса изменяются с прямоугольных на «закритические», а значения $H_c$ возрастают от $H_c \leq 2$ Э при $d<d_{cr}$, до $H_c > 40$ Э при $d>d_{cr}$. Для пленок NiFe(111) c сильной текстурой (111) ($U_b \approx -100$В) и NiFe(200) петли гистерезиса сохраняют прямоугольную форму в диапазоне толщин $d\approx 20$–$370$ нм, значения $H_c$ совпадают в пределах $5\%$ и с ростом толщины пленки уменьшаются от $\approx 2.5$–$3$ Э до $\approx 1.5$–$2$ Э. Поведение зависимостей $4\pi M(d)$, $\Delta H(d)$ и $H_c(d)$ связывается с особенностями микрокристаллической структуры (текстура, размер зерна) пленок NiFe.