Thin films of the M-type hexaferrite, BaFe10.2Sc1.8O19, have been grown on Al2O3 (00.1) substrates by pulsed laser deposition. Post-deposition annealing improves the structural quality and produces completely relaxed thin films. The post-annealed films show magnetic behavior corresponding to a conical magnetic structure, which is required to establish the magnetoelectric effect in hexaferrites. The magnetic phase diagram has been obtained from hard magnetization curves. Finite-size effects due to the restricted length scale of the magnetic helix explain differences in magnetic properties between thin films and the bulk.

1.
C.
Binek
and
B.
Doudin
,
J. Phys. C: Condens. Matter
17
,
L39
(
2005
).
2.
X.
Chen
,
A.
Hochstrat
,
P.
Borisov
, and
W.
Kleemann
,
Appl. Phys. Lett.
89
,
202508
(
2006
).
3.
C.-W.
Nan
,
M. I.
Bichurin
,
S.
Dong
,
D.
Viehland
, and
G.
Srinivasan
,
J. Appl. Phys.
103
,
031101
(
2008
).
4.
T.
Kimura
,
Annu. Rev. Condens. Matter. Phys.
3
,
93
(
2012
).
5.
H.
Katsura
,
N.
Nagaosa
, and
A. V.
Balatsky
,
Phys. Rev. Lett.
95
,
057205
(
2005
).
6.
M. T.
Weiss
and
P. W.
Anderson
,
Phys. Rev.
98
,
925
(
1955
).
7.
G. W.
Rathenau
,
J.
Smit
, and
A. L.
Stuyts
,
Z. Phys.
133
,
250
(
1952
).
8.
Z.
Chen
and
V. G.
Harris
,
J. Appl. Phys.
112
,
081101
(
2012
).
9.
T. M.
Perekalina
and
V. P.
Cheparin
,
Sov. Phys.: Solid State
9
,
2524
(
1968
).
10.
O. P.
Aleshko-Ozhevskii
,
R. A.
Sizov
,
V. P.
Cheparin
, and
I. I.
Yamzin
,
Sov. Phys. JETP Lett.
7
,
158
(
1968
).
11.
O. P.
Aleshko-Ozhevskii
,
R. A.
Sizov
,
I. I.
Yamzin
, and
V. A.
Lubimtsev
,
Sov. Phys. JETP
28
,
425
(
1969
).
12.
O. P.
Aleshko-Ozhevskii
and
I. I.
Yamzin
,
Sov. Phys. JETP
29
,
655
(
1969
).
13.
G.
Albanese
and
A.
Deriu
,
Appl. Phys. A
26
,
45
(
1981
).
14.
Y.
Tokunaga
,
Y.
Kaneko
,
D.
Okuyama
,
S.
Ishiwata
,
T.
Arima
,
S.
Wakimoto
,
K.
Kakurai
,
Y.
Taguchi
, and
Y.
Tokura
,
Phys. Rev. Lett.
105
,
257201
(
2010
).
15.
G.
Albanese
and
A.
Deriu
,
Ceramurgia Int.
5
,
3
(
1979
).
16.
T.
Kimura
,
G.
Lawes
, and
A. P.
Ramirez
,
Phys. Rev. Lett.
94
,
137201
(
2005
).
17.
S.
Ishiwata
,
Y.
Taguchi
,
H.
Murakawa
,
Y.
Onose
, and
Y.
Tokura
,
Science
319
,
1643
(
2008
).
18.
K.
Taniguchi
,
N.
Abe
,
S.
Ohtani
,
H.
Umetsu
, and
T.
Arima
,
Appl. Phys. Express
1
,
031301
(
2008
).
19.
S. H.
Chun
,
Y. S.
Chai
,
Y. S.
Oh
,
D.
Jaiswal-Nagar
,
S. Y.
Haam
,
I.
Kim
,
B.
Lee
,
D. H.
Nam
,
K.-T.
Ko
,
J.-H.
Park
, and
K. H.
Kim
,
Phys. Rev. Lett.
104
,
037204
(
2010
).
20.
Y.
Kitagawa
,
Y.
Hiraoka
,
T.
Honda
,
T.
Ishikura
,
H.
Nakamura
, and
T.
Kimura
,
Nature Mater.
9
,
797
(
2010
).
21.
K.
Okumura
,
T.
Ishikura
,
M.
Soda
,
T.
Asaka
,
H.
Nakamura
,
Y.
Wakabayashi
, and
T.
Kimura
,
Appl. Phys. Lett.
98
,
212504
(
2011
).
22.
P.
Borisov
,
A.
Hochstrat
,
X.
Chen
,
W.
Kleemann
, and
Ch.
Binek
,
Phys. Rev. Lett.
94
,
117203
(
2005
).
23.
D. G.
Schlom
,
L.-Q.
Chen
,
C.-B.
Eom
,
K. M.
Rabe
,
S. K.
Streiffer
, and
J. M.
Triscone
,
Annu. Rev. Mater. Res.
37
,
589
(
2007
).
24.
C. J. M.
Daumont
,
D.
Mannix
,
S.
Venkatesan
,
G.
Catalan
,
D.
Rubi
,
B. J.
Kooi
,
J.
Th.
M.
De Hosson
, and
B.
Noheda
,
J. Phys. Condens. Matter
21
,
182001
(
2009
).
25.
X.
Marti
,
V.
Skumryev
,
C.
Ferrater
,
M. V.
Garcia-Cuenca
,
M.
Farela
,
F.
Sanchez
, and
J.
Fontcuberta
,
Appl. Phys. Lett.
96
,
222505
(
2010
).
26.
S. R.
Shinde
,
S. E.
Lofland
,
C. S.
Ganpule
,
S. B.
Ogale
,
S. M.
Bhagat
,
T.
Venkatesan
, and
R.
Ramesh
,
J. Appl. Phys.
85
,
7459
(
1999
).
27.
J. H.
van der Merwe
,
J. Appl. Phys.
34
,
123
(
1963
).
28.
Z.
Chen
,
A.
Yang
,
A.
Gieler
,
V. G.
Harris
,
C.
Vittoria
,
P. R.
Ohodnicki
,
K. Y.
Goh
,
M. E.
McHenry
,
Z.
Cai
,
T. L.
Goodrich
, and
K. S.
Ziemer
,
Appl. Phys. Lett.
91
,
182505
(
2007
).
29.
H.
Liu
,
V.
Avrutin
,
B.
Xiao
,
E.
Rowe
,
H. R.
Liu
,
U.
Ozgur
, and
H.
Morkoc
,
J. Cryst. Growth
312
,
671
(
2010
).
30.
X.
Obradors
,
A.
Collomb
,
M.
Pernet
,
D.
Samaras
,
J. C.
Joubert
,
J. Solid State Chem.
56
,
171
(
1985
).
31.
X.
Marti
,
I.
Fina
,
V.
Skumryev
,
A.
Cattoni
,
R.
Bertacco
,
V.
Laukhin
,
C.
Ferrater
,
M. V.
García-Cuenca
,
M.
Varela
,
F.
Sanchez
, and
J.
Fontcuberta
,
J. Magn. Magn. Mater.
321
,
1719
(
2009
).
32.
Q.
Gan
,
R. A.
Rao
,
C. B.
Eom
,
J. L.
Garrett
, and
M.
Lee
,
Appl. Phys. Lett.
72
,
978
(
1998
).
33.
N.
Momozawa
and
Y.
Yamaguchi
,
J. Phys. Soc. Jap.
62
,
1292
(
1993
).
34.
T.
Ambrose
and
C. L.
Chien
,
J. Appl. Phys.
79
,
5920
(
1996
).
35.
M.
Menzel
,
Y.
Mokrousov
,
R.
Wieser
,
J. E.
Bickel
,
E.
Vedmedenko
,
S.
Bluegel
,
S.
Heinze
,
K.
von Bergmann
,
A.
Kubetzka
, and
R.
Wiesendanger
,
Phys. Rev. Lett.
108
,
197204
(
2012
).
You do not currently have access to this content.