Магнитные плёнки
Магнитные пленки служат яркой иллюстрацией важной роли остаточных газов в определении физических свойств напыленных пленок. В качестве примера можно привести результаты исследований зависимости намагниченности насыщения Ms и температуры Кюри Тс в пленках никеля от их толщины. Клейн и Смит, и Гласс и Клейн предсказали теоретически, что Ms и Тс должны заметно уменьшаться при толщине пленок ниже 100 А. Поэтому весьма перспективными выглядели результаты опытов Криттендена и Гофмана, наблюдавших именно этот эффект в тонких пленках никеля, полученных в обычном вакууме 10~6 мм рт. ст.
Однако впоследствии Нейгебауэр сообщил, что значения Ms к Тс в пленках никеля толщиной 27 А, полученных в сверхвысоком вакууме, оказываются в пределах ошибки эксперимента такими же, как и в массивных образцах. Кажущееся уменьшение величины Ms наблюдалось только в пленках толщиной меньше 20 А. Однако это уменьшение было отнесено скорее к сверхпарамагнетизму разрывных пленок, а не к истинному уменьшению величины Ms. Расхождение между результатами Криттендена и данными Нейгебауэра обусловлено различиями в вакуумных условиях, при которых напылялись пленки. Присутствие остаточных газов имеет два последствия: окисление поверхности пленки и увеличение количества примесей в напыленном слое. В результате в свойствах напылённой плёнки возможны отклонения от заданных функциональных особенностей.
Нейгебауэр показал, что магнитные свойства его пленок существенно изменялись при адсорбции кислорода на поверхности пленок. Наиболее правдоподобное объяснение этих изменений состоит в том, что из-за образования поверхностного оксидного слоя толщиной 10—15 А исходная толщина магнитной пленки уменьшается на соответствующую величину. Так как коэффициент прилипания кислорода достаточно велик (0,2), процесс окисления протекает очень быстро даже при низких давлениях (в течение 20 мин при р0=5- 10мм pm. cm.). Таким образом, в обычных вакуумных системах, где парциальное давление кислорода легко может достигать 5 • 10~7 ммрт.ст., поверхностное окисление происходит за несколько минут. Если пары воды, как и в случае железа, ускоряют окисление пленок никеля, то необходимое для окисления время уменьшается до секунд.
