Ni(x):YIG (x=% 1, 3 ve 5 ) İnce Filmlerin Yapısal ve Manyetik Özelliklerinin İncelenmesi

Yıl 2020, Cilt: 8 Sayı: 2, 418 - 426, 28.06.2020

Kutluhan Utku Tümen , Onur İloğlu Nazan Demiryürek Mustafa Akyol , Faruk Karadağ , Ahmet Ekicibil

https://doi.org/10.29109/gujsc.699218

Öz

İtriyum Demir Garnet (Y3Fe5O12) kısa ismiyle YIG, ince filmlerin mikrodalga haberleşme sistemleri ve manyeto-optik cihazlarda umut veren uygulamalarından dolayı son yıllarda yoğun olarak çalışılan malzemelerden biridir. Günümüzde YIG ince filmler GGG ile isimlendirilen Galyum-Gadolinium-Garnet alttaş üzerine büyütülmektedir. Ancak GGG alttaşın maliyetinin yüksek olması YIG filmlerin üretilmesini ekonomik açıdan kısıtlamaktadır. Yaptığımız ön çalışmalar, kuvars üzerine YIG ince film büyütmenin mümkün olabileceğini göstermiştir. Bu çalışmada GGG alttaş yerine daha düşük maliyetli ve beklenilen performansı karşılayan kuvars alttaş kullanıldı. YIG ince filmler kuvars alttaş üzerine spin-kaplama yöntemiyle büyütüldü. Uygun üretim koşulları altında üretilen YIG ince film kaplı numunelerin yüzey homojenliği sağlandı. Kuvars altlık üzerinde büyütülen YIG filmlerinin tek fazlı kübik bir garnet yapısında kristalize olduğu bulundu. Ayrıca Ni katkılı YIG filmleri benzer yöntemle büyütüldü. -5000 Oe ile +5000 Oe arasında uygulanan manyetik alan ile manyetizasyon değerleri ölçüldü ve histerezis eğrileri elde edildi.

Anahtar Kelimeler

thin film, spin coating

Destekleyen Kurum

Çukurova Universitesi ve 2209-A Lisans Araştırma Projeleri Destek programı-TÜBİTAK

Proje Numarası

FAY-2018-10491

Teşekkür

Bu çalışma, FAY-2018-10491 numaralı proje kapsamında Çukurova Üniversitesi Bilimsel Araştırma Konseyi tarafından desteklenmektedir. 2209-A Lisans Araştırma Projeleri Destek programı kapsamında Yazarlar (O. İloğlu ve K. U. Tümen) tarafından Türkiye Bilimsel ve Teknolojik Araştırma Kurumu (TÜBİTAK) 'a teşekkürler.

Kaynakça

• 1. Harris, V.G., et al., Recent advances in processing and applications of microwave ferrites. Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 2009. 321(14): p. 2035-2047.
• 2. Pardavi-Horvath, M., Microwave applications of soft ferrites. Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 2000. 215-216: p. 171-183.
• 3. Atoneche, F., et al., Large ultrafast photoinduced magnetic anisotropy in a cobalt-substituted yttrium iron garnet. Physical Review B, 2010. 81(21): p. 214440.
• 4. Kirilyuk, A., A.V. Kimel, and T. Rasing, Ultrafast optical manipulation of magnetic order. Reviews of Modern Physics, 2010. 82(3): p. 2731-2784.
• 5. Geller, S. and M.A. Gilleo, Structure and ferrimagnetism of yttrium and rare-earth-iron garnets. Acta Crystallographica, 1957. 10(3): p. 239.
• 6. Peña-Garcia, R., et al., Structural and magnetic properties of Ni-doped yttrium iron garnet nanopowders. Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 2019. 492: p. 165650.
• 7. Yang, Q., et al., The magnetic and dielectric properties of microwave sintered yttrium iron garnet (YIG). Materials Letters, 2008. 62(17): p. 2647-2650.
• 8. Uchida, K.-i., et al., Quantitative Temperature Dependence of Longitudinal Spin Seebeck Effect at High Temperatures. Physical Review X, 2014. 4(4): p. 041023.
• 9. Boudiar, T., et al., Magneto-optical properties of yttrium iron garnet (YIG) thin films elaborated by radio frequency sputtering. Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 2004. 284: p. 77-85.
• 10. Euler, C., et al., Thermal conductance of thin film YIG determined using Bayesian statistics. Physical Review B, 2015. 92(9): p. 094406.
• 11. Ravi, B.G., et al., Liquid Precursor Plasma Spraying of Functional Materials: A Case Study for Yttrium Aluminum Garnet (YAG). Journal of Thermal Spray Technology, 2008. 17(1): p. 82-90.
• 12. Shaiboub, R., et al., The physical properties of erbium-doped yttrium iron garnet films prepared by sol-gel method. J. Nanomaterials, 2012. 2012: p. 1-5.
• 13. Aldbea, F.W., et al., Effect of increasing pH value on the structural, optical and magnetic properties of yttrium iron garnet films prepared by a sol–gel method. Journal of Sol-Gel Science and Technology, 2014. 71(1): p. 31-37.