Магнитные свойства кремния, имплантированного ионами железа

Методами ФМР, мссбауэровской спектроскопии и дифференциального термомагнитного анализа изучены магнитные свойства тонкой магнитной пленки (ТМП), полученной при имплантации ионов железа в кремний. Установлено, что мелкодисперсность ТМП приводит к проявлению суперпарамагнитных свойств. Показано, что основным барьером, препятствующим тепловой флуктуации магнитного момента частицы, является взаимодействие последнего с внешним магнитным полем. Определен фазовый состав и структура ТМП: непосредственно после имплантации аморфные сплавы Fe$_{0.5}$Si$_{0.5}$ и Fe$_{0.7}$Si$_{0.3}$, которые при термическом нагреве кристаллизуются в стехиометрические соединения $\varepsilon$-FeSi и $\alpha'$-Fe$_{3}$Si. На основании экспериментальных данных предложен механизм формирования ТМП в процессе ионной имплантации.