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Erschienen in: Metallurgical and Materials Transactions A 1/2018

20.11.2017

Characterization of α-Fe-Free Heteroepitaxial NdFe12−x Ti x Thin-Film Materials with a Novel Cubic Laves Fe2Ti Phase

verfasst von: Jason Paul Hadorn, Yusuke Hirayama, Tadakatsu Ohkubo

Erschienen in: Metallurgical and Materials Transactions A | Ausgabe 1/2018

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Abstract

Thin films with compositions of NdFe12 and NdFe11Ti1 were fabricated on W-buffered MgO(001) substrates of varying roughness. In this study, X-ray diffraction (XRD) and transmission electron microscopy (TEM) were used to characterize the films microstructurally, chemically, and crystallographically. This study revealed successful heteroepitaxial synthesis of the tetragonal NdFe12 and NdFe12−x Ti x phases in the Ti-free and Ti-containing films, respectively, both with surface-normal c-axis orientation. It also revealed the presence of other phases within the magnetic layer. The NdFe12 films contained many α-Fe particles, which preferentially precipitated at locally rough regions of the W-buffer interface. The NdFe11Ti1 film showed the ubiquitous presence of an Fe2Ti phase, which covered most of the buffer thereby preventing the formation of α-Fe. This phase was determined to have a novel Cu2Mg-type cubic Laves (C15) crystal structure with fourfold interfacial symmetry, good coherency, and a low mismatch with the W-buffer, thus rendering itself as being an ideal interface for the heteroepitaxial synthesis of NdFe12−x Ti x crystals. It is proposed that successful application of a cubic Fe2Ti underlayer on W can contribute to the development of a fabrication strategy for NdFe12 thin films without the presence of soft magnetic α-Fe.

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Metadaten
Titel
Characterization of α-Fe-Free Heteroepitaxial NdFe12−x Ti x Thin-Film Materials with a Novel Cubic Laves Fe2Ti Phase
verfasst von
Jason Paul Hadorn
Yusuke Hirayama
Tadakatsu Ohkubo
Publikationsdatum
20.11.2017
Verlag
Springer US
Erschienen in
Metallurgical and Materials Transactions A / Ausgabe 1/2018
Print ISSN: 1073-5623
Elektronische ISSN: 1543-1940
DOI
https://doi.org/10.1007/s11661-017-4416-z

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