Abstract
In this paper, we used the method of conversion electron M o ssbauer spectroscopy to study the magnetic and electric hyperfine interactions in the surface layers of epitaxial films of yttrium iron garnet (111) grown by liquid phase epitaxy. We observed a violation of the stoichiometry in the surface layers of the anion sublattice ( ≈ 8 ⋅ 10 − 8 m) of the yttrium iron garnet epitaxial film and, as a consequence, the formation of two types of d − positions, due to the large concentration of point defects in the anion sublattice in the surface area and increasing degree of covalence of the chemical communication in the film/air transition layer. We also revealed the existence of fixed doublet components which correspond to the iron ions in the paramagnetic state with an intermediate valence of +2 ... + 3. Application of the Hamiltonian mixed quadrupole diagonalization method and magnetic interactions to interpret the spectrum opened up the possibility of constructing a vector diagram of the spatial orientation of the effective magnetic fields at the Fe 57 nuclei, resulting in restoration of the resultant magnetic moment vector formation mechanism for the yttrium iron garnet epitaxial film. We recorded a slight noncollinearity of magnetic moments at the a − and d − positions of iron which is equal to ≈ 4 ° . The results complement the experimental data on the formation of coherent electric and magnetic hyperfine interactions in epitaxial ferrite − garnet films and must be taken into account in the practical use of the magnetic properties of these materials.
Highlights
We used the method of conversion electron Mössbauer spectroscopy to study the magnetic and electric hyperfine interactions in the surface layers of epitaxial films of yttrium iron garnet (111) grown by liquid phase epitaxy
We observed a violation of the stoichiometry in the surface layers of the anion sublattice (≈ 8 ⋅ 10−8 m) of the yttrium iron garnet epitaxial film and, as a consequence, the formation of two types of d−positions, due to the large concentration of point defects in the anion sublattice in the surface area and increasing degree of covalence of the chemical communication in the film/air transition layer
Application of the Hamiltonian mixed quadrupole diagonalization method and magnetic interactions to interpret the spectrum opened up the possibility of constructing a vector diagram of the spatial orientation of the effective magnetic fields at the Fe57 nuclei, resulting in restoration of the resultant magnetic moment vector formation mechanism for the yttrium iron garnet epitaxial film
Summary
В ЭПИТАКСИАЛЬНОЙ ПЛЕНКЕ ЖЕЛЕЗОИТТРИЕВОГО ГРАНАТА МЕТОДОМ КОНВЕРСИОННОЙ ЭЛЕКТРОННОЙ МЕССБАУЭРОВСКОЙ. Формирование кристаллической структуры эпитаксиальных пленок феррогранатов во время процесса жидкофазной эпитаксии (ЖФЭ) отличается определенными особенностями по сравнению с процессом роста монокристаллов. Цель работы — исследование особенностей формирования магнитной микроструктуры в эпитаксиальных пленках ЖИГ и изучение механизма формирования вектора результирующего магнитного момента эпитаксиальной гетероструктуры с помощью метода конверсионной электронной мессбауэровской спектроскопии (КЭМС). Для исследования формирования магнитной микроструктуры антиферромагнетиков ЖИГ является удобным модельным объектом. Векторы магнитных моментов ионов в a− и d−позициях Ma и Md ориентируются антипараллельно [2], что и приводит к возникновению антиферромагнитной структуры и, как следствие, обуславливает наличие нескомпенсированного магнитного момента. Для эпитаксиальных монокристаллических пленок с плоскостью сечения (111) за счет эффекта размагничивания поверхности ферромагнитного образца [1] характерно возникновение дополнительной планарной составляющей намагниченности вследствие наличия смешанной кубической и одноосной анизотропии. Для такого типа анизотропии формируется ориентация намагниченности типа «легкая ось в плоскости» [3], т. е. вектор результирующего магнитного момента отклоняется от оси [111] в направлении плоскости пленки
Sign-in/Register to view highlights & summary Sign-in/Register to access full text options 
Free) 
Talk to us
Join us for a 30 min session where you can share your feedback and ask us any queries you have
Schedule a call
