Твердофазные реакции в Ga/Mn тонких пленках: формирование $\phi$-Ga$_{7.7}$Mn$_{2.3}$ фазы и ее магнитные свойства

Представлены экспериментальные результаты исследования твердофазного синтеза $\phi$-Ga$_{7.7}$Mn$_{2.3}$ фазы в Ga/Mn пленках. Ферромагнитное (или ферримагнитное) состояние образцов наблюдается при температуре отжига выше $250^\circ$C. Рентгеноструктурные измерения показывают формирование $\phi$-Ga$_{7.7}$Mn$_{2.3}$ фазы, которая растет поликристаллической на стеклянных подложках и “куб на куб” преимущественной ориентацией на MgO(001). Установлена сильная зависимость констант перпендикулярной $K_{\bot}$ и эффективной плоскостной двухосной $K_1^{\rm eff}$ анизотропий от магнитного поля $H$. Вследствие этого с увеличением величины магнитного поля выше $8$ кЭ легкая ось намагничивания меняет направление из плоскости к нормали пленки. Аномальное поведение констант $K_{\bot}$ и $K_1^{\rm eff}$ объясняется созданием плоскостных напряжений во время формирования $\phi$-Ga$_{7.7}$Mn$_{2.3}$ фазы и прямой зависимостью постоянных магнитострикции от величины магнитного поля. Определена намагниченность насыщения $M_S$ и дана оценка первой константы $K_1$ магнитокристаллической анизотропии $\phi$-Ga$_{7.7}$Mn$_{2.3}$ фазы.