Modification of magnetic properties in Fe-Ni alloy thin films induced by energetic ion irradiation

高エネルギーイオン照射によるFe-Ni及びFe-Ni-Mn合金薄膜の磁性改質

知見 康弘; 石川 法人   ; 岩瀬 彰宏*; 小野 文久*

Chimi, Yasuhiro; Ishikawa, Norito; Iwase, Akihiro*; Ono, Fumihisa*

これまでにわれわれは、高エネルギー重イオン照射がFe-Niインバー合金の磁性を改質すること、すなわち照射によってキュリー温度が上昇することを見いだしてきた。本研究では、磁性改質のメカニズムを明らかにするため、改質を支配する照射パラメータについて調べた。試料としては、rfマグネトロンスパッタリング法によりMgO(100)単結晶基板上に作製したFe-Ni及びFe-Ni-Mn合金薄膜(膜厚500nm)を用いた。この試料に、種々のエネルギーと質量を持つイオン種(1.0-200MeV, H-Au)を室温で照射した。その結果、比較的低エネルギーのイオンを照射した場合に、が大きく上昇した。これは、入射イオンとターゲット試料原子との弾性的相互作用が磁性改質には支配的となっていることを示している。上昇量のイオンエネルギー及び照射量依存性から、改質を支配する照射パラメータに関する情報が得られた。

We have already found that high-energy heavy ion irradiation modifies magnetic properties in Fe-Ni invar alloys, i.e. that the Curie temperature, , increases by the irradiation. In the present paper, in order to clarify the mechanism of the modification, we investigate a dominant irradiation parameter for the modification. Specimens of Fe-Ni and Fe-Ni-Mn alloy thin films (500 nm in thickness) are prepared on MgO(100) single crystal substrates by rf magnetron sputtering. The specimens are irradiated at room temperature with several kinds of ions in the energy and mass ranges of 1.0-200 MeV and H-Au. A large increase in is observed for comparatively low-energy ion irradiation. This result suggests that the dominant process for the modification is the elastic interaction between incident ions and target atoms. The dependence on ion energy and fluence of the increase in gives information on a dominant irradiation parameter.