MAGNETIC ORDERING AND MAGNETIZATION IN AMORPHOUS Fe-Ge FILMS

Résumé
Des couches minces amorphes d'alliages Fe-Ge dont la composition varie de 0 à 75 at. % de Fe ont été préparées, le germanium se comportant comme une matrice diamagnétique amorphe pour les atomes de Fe. L'analyse des diagrammes de diffraction électronique montre que les couches sont amorphes pour toutes les concentrations, une interprétation est donnée en utilisant un modèle de sphères rigides. La conductivité électrique a été mesurée de 20 K à 300 K ; pour tous les films jusqu'a environ 25 at. % de Fe, la loi de Mott σ(T) = σ₀ exp-(T₀/T)^¼ est vérifiée. Des mesures magnétiques ont été réalisées pour établir la nature des interactions magnétiques. Un ordre magnétique à longue distance (ferromagnétique) apparaît pour une concentration critique d'environ 25 at. % de Fe. La température de Curie T_c croît très rapidement avec la quantité de fer au voisinage de la concentration critique. Les cycles d'hystérésis mesurés par effet Kerr sont rectangulaires, ce qui suppose une aimantation relativement uniforme des films. La concentration critique de percolation des atomes magnétiques implique un nombre de coordination d'environ 8 à cette concentration. Des mesures en microscopie Lorentz ont aussi été effectuées.

Abstract
Amorphous thin films alloys of Fe-Ge ranging from 0 to 75 at. % iron have been prepared in which germanium serves as an amorphous diamagnetic matrix for iron atoms. Analysis of electron diffraction rings show the films to be amorphous for all compositions and can be interpreted on the basis of hard sphere models. Electrical conductivity from 20 K to 300 K has been performed, and for all films up to 25 at. % Fe, the Mott power law σ(T) = σ₀ exp-(T₀/T)^¼ is obeyed. Magnetic measurements have been performed to establish the nature and range of magnetic interactions. Long range magnetic order (ferromagnetic) appears at around a critical concentration of about 25 at. % Fe. Curie temperature as a function of increasing Fe concentration shows extremely rapid increase of T_c around the critical concentration. The hysteresis loop measured by Kerr effect is square and implies uniform magnetization in the films. The critical percolation concentration of magnetic atoms implies a coordination number of ~ 8 for the amorphous matrix at this concentration. Measurements by Lorentz electron microscopy are also performed.