Effect of high temperature annealing on ferromagnetism induced by energetic ion irradiation in FeRh alloy

高エネルギーイオン照射したFeRh合金によって誘起された強磁性の高温焼鈍効果

小杉 晋也*; 藤田 直樹*; 松井 利之*; 堀 史説*; 齋藤 勇一; 石川 法人   ; 岡本 芳浩  ; 岩瀬 彰宏*

Kosugi, Shinya*; Fujita, Naoki*; Matsui, Toshiyuki*; Hori, Fuminobu*; Saito, Yuichi; Ishikawa, Norito; Okamoto, Yoshihiro; Iwase, Akihiro*

FeRh合金において高エネルギーイオン(10-MeV I)照射によって誘起された強磁性状態が、高温焼鈍によってどのように変化するかを超伝導量子干渉計を利用して系統的に調べた。さらにX線吸収微細構造解析法によって原子の局所構造変化を観測し、照射によって変化した磁性と原子配列との相関関係について解析した。その結果、FeRh合金においてイオン照射に伴って誘起された強磁性信号は、300-500C程度の焼鈍によって急激に消滅し、この温度域においては強磁性状態が非常に不安定であることがわかった。この温度域では、照射後の(準安定な)結晶構造も不安定であることがX線吸収微細構造解析法においても裏付けられ、イオン照射による強磁性の発現と特有な結晶構造変化との相関が高いことを証明した。

Effects of thermal annealing on ion-irradiation induced ferromagnetism of FeRh bulk alloy and the related structural change were investigated by means of superconducting quantum interference device (SQUID) and extended X-ray absorption fine structure (EXAFS), respectively. Depending on the annealing temperature from 100 to 500 C, the magnetization induced by 10 MeV iodine ion irradiation and the lattice structure of the alloy were remarkably changed. After 500 C annealing, the magnetization and the lattice ordering of the alloy become similar to the states before the irradiation. The experimental result indicates that the thermal relaxation of irradiation-induced atomic disordering dominates the magnetic state of ion-irradiated FeRh alloy.