Martensitic transformation in as-grown and annealed near-stoichiometric epitaxial Ni2MnGa thin films

Autores
Machain, Paloma; Condo, Adriana Maria; Domenichini, Pablo Exequiel; Pozo Lopez, Gabriela del Valle; Sirena, Martin; Correa, Víctor Félix; Haberkorn, Nestor Fabian
Año de publicación
2015
Idioma
inglés
Tipo de recurso
artículo
Estado
versión publicada
Descripción
Magnetic shape memory nanostructures have a great potential in the field of the nanoactuators. The relationship between dimensionality, microstructure and magnetism characterizes the materials performance. Here, we study the martensitic transformation in supported and free-standing epitaxial Ni47Mn24Ga29 films grown by sputtering on (0 0 1) MgO using a stoichiometric Ni2MnGa target. The films have a Curie temperature of ~390 K and a martensitic transition temperature of ~120 K. Similar transition temperatures have been observed in films with thicknesses of 1, 3 and 4 μm. Thicker films (with longer deposition time) present a wider martensitic transformation range that can be associated with small gradients in their chemical concentration due to the high vapour pressure of Mn and Ga. The magnetic anisotropy of the films shows a strong change below the martensitic transformation temperature. No features associated with variant reorientation induced by magnetic field have been observed. Annealed films in the presence of a Ni2MnGa bulk reference change their chemical composition to Ni49Mn26Ga25. The change in the chemical composition increases the martensitic transformation temperature, being closer to the stoichiometric compound, and reduces the transformation hysteresis. In addition, sharper transformations are obtained, which indicate that chemical inhomogeneities and defects are removed. Our results indicate that the properties of Ni–Mn–Ga thin films grown by sputtering can be optimized (fixing the chemical concentration and removing crystalline defects) by the annealing process, which is promising for the development of micromagnetic shape memory devices.
Fil: Machain, Paloma. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro. Archivo Histórico del Centro Atómico Bariloche e Instituto Balseiro | Universidad Nacional de Cuyo. Instituto Balseiro. Archivo Histórico del Centro Atómico Bariloche e Instituto Balseiro; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte; Argentina
Fil: Condo, Adriana Maria. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro. Archivo Histórico del Centro Atómico Bariloche e Instituto Balseiro | Universidad Nacional de Cuyo. Instituto Balseiro. Archivo Histórico del Centro Atómico Bariloche e Instituto Balseiro; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte; Argentina
Fil: Domenichini, Pablo Exequiel. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro. Archivo Histórico del Centro Atómico Bariloche e Instituto Balseiro | Universidad Nacional de Cuyo. Instituto Balseiro. Archivo Histórico del Centro Atómico Bariloche e Instituto Balseiro; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte; Argentina
Fil: Pozo Lopez, Gabriela del Valle. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Matemática, Astronomía y Física; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Física Enrique Gaviola. Universidad Nacional de Córdoba. Instituto de Física Enrique Gaviola; Argentina
Fil: Sirena, Martin. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro. Archivo Histórico del Centro Atómico Bariloche e Instituto Balseiro | Universidad Nacional de Cuyo. Instituto Balseiro. Archivo Histórico del Centro Atómico Bariloche e Instituto Balseiro; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte; Argentina
Fil: Correa, Víctor Félix. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro. Archivo Histórico del Centro Atómico Bariloche e Instituto Balseiro | Universidad Nacional de Cuyo. Instituto Balseiro. Archivo Histórico del Centro Atómico Bariloche e Instituto Balseiro; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte; Argentina
Fil: Haberkorn, Nestor Fabian. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro. Archivo Histórico del Centro Atómico Bariloche e Instituto Balseiro | Universidad Nacional de Cuyo. Instituto Balseiro. Archivo Histórico del Centro Atómico Bariloche e Instituto Balseiro; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte; Argentina
Materia
MARTENSITIC TRANSFORMATIONS
MATERIAL PREPARATION
THIN FILMS
Nivel de accesibilidad
acceso abierto
Condiciones de uso
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Repositorio
CONICET Digital (CONICET)
Institución
Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
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Thicker films (with longer deposition time) present a wider martensitic transformation range that can be associated with small gradients in their chemical concentration due to the high vapour pressure of Mn and Ga. The magnetic anisotropy of the films shows a strong change below the martensitic transformation temperature. No features associated with variant reorientation induced by magnetic field have been observed. Annealed films in the presence of a Ni2MnGa bulk reference change their chemical composition to Ni49Mn26Ga25. The change in the chemical composition increases the martensitic transformation temperature, being closer to the stoichiometric compound, and reduces the transformation hysteresis. In addition, sharper transformations are obtained, which indicate that chemical inhomogeneities and defects are removed. Our results indicate that the properties of Ni–Mn–Ga thin films grown by sputtering can be optimized (fixing the chemical concentration and removing crystalline defects) by the annealing process, which is promising for the development of micromagnetic shape memory devices.Fil: Machain, Paloma. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro. Archivo Histórico del Centro Atómico Bariloche e Instituto Balseiro | Universidad Nacional de Cuyo. Instituto Balseiro. Archivo Histórico del Centro Atómico Bariloche e Instituto Balseiro; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte; ArgentinaFil: Condo, Adriana Maria. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro. Archivo Histórico del Centro Atómico Bariloche e Instituto Balseiro | Universidad Nacional de Cuyo. Instituto Balseiro. Archivo Histórico del Centro Atómico Bariloche e Instituto Balseiro; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte; ArgentinaFil: Domenichini, Pablo Exequiel. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro. Archivo Histórico del Centro Atómico Bariloche e Instituto Balseiro | Universidad Nacional de Cuyo. Instituto Balseiro. Archivo Histórico del Centro Atómico Bariloche e Instituto Balseiro; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte; ArgentinaFil: Pozo Lopez, Gabriela del Valle. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Matemática, Astronomía y Física; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. 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