Characterization of the Growth Process of Tb/Fe Multilayers by Electrical Resistivity

Abstract

Tb/Fe multilayers are obtained by vacuum evaporation on substrates kept at different temperatures (in the 90 to 420 K range). In order to characterize the structure of the terbium and iron layers, electrical resistivity measurements are performed during the deposition process. At low substrate temperature iron is first amorphous and then crystallizes at a critical thickness depending on the deposition temperature. At high substrate temperature, it forms an amorphous alloy with the rare-earth, then pure b.c.c. iron grows. Terbium shows a large resistivity due to the crystallinity of the layers. The results arc consistent with Mössbauer spectroscopy and electron microscopy observations. Des multicouches Tb/Fe sont fabriquées par évaporation sous vide à différentes tempkéatures de substrat (de 90 à 420 K). Des mesures de résistivité in situ durant le dépôt permettent de caractériser la structure des couches de fer et de terbium. Pour les tempéatures de substrat les plus basses, le fer est d'abord amorphe puis, pour une épaisseur critique dépendant dc la température de dépot, une cristallisation se produit. Pour les températures de substrat plus hautes, le fer déposé sur du terbium forme un alliage amorphe, sur lequel croît du fer cristallin. Les couches de terbium presentent une résistivité élevée liéc à leur structure cristallinc. L'ensemble des résultats est compatible avee des mesures de spectroscopie Mössbauer et de microscopie électronique.