بررسی ساختار بین لایه ای و طول همبستگی عمودی در نانو چند لایه ای های مغناطیسی co/ru

سامانه های چندلایه ای که از مجاورت لایه های نازکی از مواد مختلف ساخته می شوند دارای ویژگی های فیزیکی منحصر به فردی هستند. ناهمواری بین لایه ای که ویژگی اجتناب ناپذیر در فرایند رشد این سامانه است ویژگی های فیزیکی سیستم را تحت تاثیر قرار می دهد. یکی از روش های قدرتمند و متداول بررسی ناهمواری پراکندگی پخشی پرتو ایکس در زاویه های فرودی خراشان است. چند لایه ای های مورد نظر در این پژوهش sio2/{co(1nm)/ru(1/1nm)*n هستند که n=5,15,20,60,80 است. زیرلایه از نوع تک بلور سیلیکون به جهت بلوری است. در این تحقیق پارامتر فرکتالی و طول همبستگی عمودی محاسبه شده و تغییرات آن ها با افزایش تعداد دولایه ای ها بررسی شده است. این نمونه ها در دانشگاه لیدز انگلستان به روش اسپاترینگ تولید شده اند و آزمایش های پراکندگی پخشی پرتو ایکس در سنکروترون esrf فرانسه انجام شده است. آشکارساز به کار برده شده در این آزمایش آشکارساز marccd است که از گروه آشکارسازهای دوبعدی است. برای استخراج داده ها از تصویرهای پراکندگی به دست آمده از marccd از نرم افزار fit2d استفاده کرده ایم. بررسی شدت بر حسب مولفه ی بردار پراکندگی موازی با سطح نشان می دهد که ناهمواری سطح مشترک در تمام نمونه ها در مقیاس های طولی کوچک دارای مشخصه فرکتالی است. پارامتر فرکتالی به دست آمده برای نمونه n=5 با مقدار پیش بینی شده توسط مدل رشد kpz سازگار است و در دیگر نمونه ها پارامتر فرکتالی با افزایش تعداد دولایه ای ها افزایش می یابد که با مدل رشد tab سازگار است. بررسی ها نشان می دهد که در نمونه های n=5,15,20 همبستگی خوبی بین بالاترین سطح مشترک و پایین ترین سطح مشترک وجود دارد. طول همبستگی محاسبه شده با گذشت زمان و افزایش تعداد دولایه ای ها افزایش یافته و سپس اشباع می شود. این رفتار در رشد لایه های نارک قابل انتظار است ولی داده های بازتابی لازم است تا مشخص شود که طول همبستگی محاسبه شده همان طول همبستگی معرفی شده در مدل رشد tab است یا پارامتر دیگری است. موضوعی که واضح است این است که طول محاسبه شده مقیاسی برای رفتار توانی افت شدت در مقادیر بزرگ مولفه ی موازی بردار پراکندگی است. از مقایسه ی نتایج بدست آمده با نتایج مربوط به سامانه هایی با فرمول co/x همانند به نظر می رسد همبستگی بین سطح مشترک ها به ضخامت چندلایه ای وابسته است به طوری که با افزایش ضخامت چندلایه ای همبستگی بین بالاترین و پایین ترین سطح مشترک کاهش می یابد و بعد از ضخامت مشخصی همبستگی به طور کامل حذف می شود. همچنین به نظر می رسد سامانه های ذکر شده با افزایش تعداد دولایه ای ها مشخصه فرکتالی دوبعدی به خود می گیرند.