Püskürtme metoduyla üretilen FeCr alaşım ince filmlerin yapısal ve manyetik özellikleri üzerine biriktirme oranı ve döner alt tabaka hızının etkilerinin incelenmesi

Abstract

Bu çalışmada, iki DC magnetronlu bir püskürtme sistemi kullanılarak FeCr alaşım ince filmleri üretildi. Önemli üretim parametreleri olan, depozisyon hızı ile alt tabakanın dönme hızlarının farklı değerleri dikkate alınarak, filmlerin yapısal ve manyetik özellikleri üzerindeki etkileri araştırıldı. Filmler oda sıcaklığında ticari asetat alt tabaka üzerine üretildi ve sırasıyla elementel, kristal yapı, yüzey ve manyetik analizleri yapıldı. Elementel analiz sonuçlarına göre, depozisyon hızı ve alt tabakanın dönme hızı arttıkça film bileşimindeki Fe içeriğinin de arttığı tespit edilmiştir. Kristal yapı analizi sonucunda ise, depozisyon hızı ve alt tabakanın dönme hızı değiştirilmesine rağmen filmlerin bcc kristal fazını sürdürdüğü ancak, kristal yapıya ait düzlemler arası uzaklık ve tane büyüklüğü gibi özelliklerin bu değişimden etkilendiği tespit edilmiştir. Bunların yanı sıra, farklı depozisyon hızı ve alt tabakanın farklı dönme hızının filmlerin yüzey morfolojilerinde dikkate değer değişimlere neden olduğu bulunmuştur. Depozisyon hızının ve alt tabakanın dönme hızının artması, filmlerin doyum manyetizasyonu, koersivite alanı ve kalıcı manyetizasyon değerlerinde bir artışa sebebiyet verdiği tespit edilmiştir. Filmlerin manyetik özelliklerinde meydana gelen bu değişikliklerin, yapısal özelliklerdeki değişimlere bağlı olduğu ifade edilebilir.

In this study, FeCr alloy thin films were produced by using a sputtering system with two DC magnetrons. The effect of different deposition rates and rotation speeds of the substrate, which are very important production parameters, on the structural and magnetic properties of the films was investigated. The films were produced on a commercial acetate substrate at room temperature and the elemental, crystalline structure, surface and magnetic analysis were done, respectively. According to results of the elemental analysis, the increase in the deposition rate and rotation speed of the substrate resulted in an increase in the Fe content of the films. According to crystalline structure analysis, it was detected that although the deposition rate and rotation speed of the substrate were changed, the films maintained the bcc crystal phase. However, the interplanar spacing and the grain size were affected by the changing deposition parameters. In addition, it was found that different deposition rates and rotation speeds of the substrate caused the considerable changes on the surface morphologies of the films. The increase of the deposition rate and rotation speed of the substrate leads to an increase in the saturation magnetisation, coersvity field and remanans magnetisation values of the films. It can be stated that the changes in the magnetic properties depend on the changes in the structural properties of the films.