Promotor: dr hab. Marta Wolny-Marszałek, prof. IFJ PAN

tel. 012 662 83 23

e-mail: Marta.Marszalek@ifj.edu.pl

Opis planowanych badań:

Obecnie stosowane nośniki danych cyfrowych opierają zasadę swojego działania na przemagnesowywaniu małych obszarów polikrystalicznych - zapisanie bitu danych polega na zmianie wypadkowego kierunku namagnesowania pojedynczej domeny magnetycznej o kierunku namagnesowania równoległym do płaszczyzny nośnika. Podstawowym ograniczeniem obecnie stosowanej technologii jest jednak zjawisko superparamagnetyzmu, które uniemożliwia stworzenie konwencjonalnego twardego dysku o gęstości zapisu danych większej niż 500 GB/cal². W celu przekroczenia tej granicy, konieczne jest wprowadzenie nowej technologii bazującej na nowych materiałach. Jednym z obiecujących pomysłów jest zastosowanie cienkich warstw stopów posiadających prostopadłą do podłoża anizotropię magnetokrystaliczną, poddanych dodatkowo procesom nanostrukturyzacji. Materiał taki umożliwiałby zapis jednego bitu na pojedynczej nanostrukturze, co znacznie zwiększyłoby możliwości przechowywania danych cyfrowych.

Celem pracy jest otrzymanie i charakteryzacja nowych materiałów posiadających prostopadłą do podłoża anizotropię magnetokrystaliczną i poddanych nanostrukturyzacji. Podstawowym zadaniem stawianym w projekcie jest zbadanie wpływu modyfikacji powierzchni na strukturę i własności magnetyczne cienkowarstwowych stopów FePd i FePd domieszkowanych Cu lub Ag. Ponadto określony zostanie wpływ innych czynników związanych z warunkami preparatyki na wyżej wymienione własności. Przewiduje się dokonanie nanostrukturyzacji powierzchni stopów w dwojaki sposób:

• za pomocą nanoszenia warstw na pojedyncze sferyczne nanocząstki SiO₂ o rozmiarach pomiędzy 10 nm a 300 nm
• za pomocą wytwarzania na warstwach stopów regularnej sieci o submikronowych rozmiarach periodu, uzyskiwanych za pomocą interferencyjnej litografii laserowej

Efektem modyfikacji cienkich warstw stopów będzie uzyskanie matrycy regularnie rozmieszczonych nanostruktur magnetycznych. Istotną cechą wytworzonego materiału będzie magnetyczna izolacja nanostruktur, co jest niezbędnym warunkiem pozwalającym na zapisanie pojedynczego bitu na jednej nanostrukturze. W ramach pracy zbadany zostanie wpływ nanostrukturyzacji podłoża oraz wielkości wytworzonych struktur powierzchniowych na podstawowe własności magnetyczne układu. Pozwoli to na określenie termicznej i magnetycznej stabilności zapisu informacji oraz dobranie parametrów układu tak, aby osiągnąć kompromis pomiędzy dużą gęstością zapisu danych oraz termiczną trwałością przechowywanych informacji.

Do badania struktury układów wykorzystane zostaną: spektroskopia elektronów Auger, dyfrakcja promieniowania rentgenowskiego, zwierciadlane i niezwierciadlane rozpraszanie promieniowania X, mikroskopia sił atomowych. Pomiary własności magnetycznych przeprowadzone zostaną za pomocą magnetometru SQUID, magnetometrii wykorzystującej efekt Halla oraz mikroskopu sił atomowych. Dodatkowo planowane jest wykonanie pomiarów z użyciem promieniowania synchrotronowego w zakresie technik pomiarowych takich jak: powierzchniowo czuła spektroskopia absorpcyjna, rentgenografia strukturalna, dichroizm magnetyczny.

Praca realizowana będzie we współpracy z Uniwersytetem w Chemnitz (Niemcy), gdzie wykonana zostanie część pomiarów magnetycznych.