We report a study of the structural and magnetic behavior of the topmost magnetic layer in a ferromagnet-nonmagnet (Co-Au) multilayer system. Glancing angle X-ray diffraction measurements performed on a series of multilayers showed a gradual decrease in the grain size of the topmost magnetic layer with the increasing number of bilayers. Concurrently, the magnetic hardness and magneto-crystalline anisotropy of the top Co layer were found to decrease, as observed by magneto-optical Kerr effect measurements. This magnetic softening has been discussed in the light of Herzer's random anisotropy model. Micromagnetic simulations of the multilayer system also corroborated these observations.

1.
L.
Liu
,
Q.
Zhan
,
H.
Yang
,
H.
Li
,
S.
Zhang
,
Y.
Liu
,
B.
Wang
,
X.
Tan
, and
R.-W.
Li
,
AIP Adv.
6
,
035206
(
2016
).
2.
R.
Ranjan
,
M. S.
Miller
, and
P. K.
George
,
J. Appl. Phys.
69
,
4727
(
1991
).
3.
Z. M.
Dai
,
W.
Liu
,
X. T.
Zhao
,
Z.
Han
,
D.
Kim
,
C. J.
Choi
, and
Z. D.
Zhang
,
J. Appl. Phys.
120
,
163906
(
2016
).
4.
K.-D.
Lee
,
D.-J.
Kim
,
H.
Yeon Lee
,
S.-H.
Kim
,
J.-H.
Lee
,
K.-M.
Lee
,
J.-R.
Jeong
,
K.-S.
Lee
,
H.-S.
Song
,
J.-W.
Sohn
,
S.-C.
Shin
, and
B.-G.
Park
,
Sci. Rep.
5
,
10249
(
2015
).
5.
C. J.
García-Cervera
and
X.-P.
Wang
,
J. Comput. Phys.
224
,
699
(
2007
).
6.
G. M.
Roesler
,
M. E.
Filipkowski
,
P. R.
Broussard
,
Y. U.
Idzerda
,
M. S.
Osofsky
, and
R. J.
Soulen
,
Proc. SPIE
2157
,
285
(
1994
).
7.
S.
Ge
,
H.
Li
,
C.
Li
,
L.
Xi
,
W.
Li
, and
J.
Chi
,
J. Phys.: Condens. Matter
12
,
5905
(
2000
).
8.
S.
Zsurzsa
,
L.
Péter
,
L. F.
Kiss
, and
I.
Bakonyi
,
J. Magn. Magn. Mater.
421
,
194
(
2017
).
9.
N.
Rajasekaran
,
J.
Mani
,
B. G.
Tóth
,
G.
Molnár
,
S.
Mohan
,
L.
Péter
, and
I.
Bakonyi
,
J. Electrochem. Soc.
162
,
D204
(
2015
).
10.
K.
Neuróhr
,
L.
Péter
,
L.
Pogány
,
D.
Rafaja
,
A.
Csik
,
K.
Vad
,
G.
Molnár
, and
I.
Bakonyi
,
J. Electrochem. Soc.
162
,
D331
(
2015
).
11.
J.
Kimling
,
R. B.
Wilson
,
K.
Rott
,
J.
Kimling
,
G.
Reiss
, and
D. G.
Cahill
,
Phys. Rev. B
91
,
144405
(
2015
).
12.
M.
Melzer
,
M.
Kaltenbrunner
,
D.
Makarov
,
D.
Karnaushenko
,
D.
Karnaushenko
,
T.
Sekitani
,
T.
Someya
, and
O. G.
Schmidt
,
Nat. Commun.
6
,
6080
(
2015
).
13.
R. D.
Gomez
,
M. C.
Shih
,
R. M. H.
New
,
R. F. W.
Pease
, and
R. L.
White
,
J. Appl. Phys.
80
,
342
(
1996
).
14.
E.
Holmström
,
L.
Nordström
,
L.
Bergqvist
,
B.
Skubic
,
B.
Hjörvarsson
,
I. A.
Abrikosov
,
P.
Svedlindh
, and
O.
Eriksson
,
Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A.
101
,
4742
(
2004
).
15.
C. J.
García-Cervera
,
Proc. R. Soc. London, Ser. A
461
,
1911
(
2005
).
16.
E.
Šimánek
and
B.
Heinrich
,
Phys. Rev. B
67
,
144418
(
2003
).
17.
M.
Tsoi
,
A. G. M.
Jansen
,
J.
Bass
,
W.-C.
Chiang
,
V.
Tsoi
, and
P.
Wyder
,
Nature
406
,
46
(
2000
).
18.
R. C.
Flores
,
V.
Franco
,
A.
Conde
,
L. F.
Kiss
,
L.
Péter
, and
I.
Bakonyi
,
J. Nanosci. Nanotechnol.
12
,
7432
(
2012
).
19.
S.-K.
Wong
,
B. H.
Chia
,
K.
Srinivasan
,
R.
Law
,
E.-L.
Tan
,
H. K.
Tan
,
R.
Sbiaa
, and
S. N.
Piramanayagam
,
J. Appl. Phys.
106
,
093904
(
2009
).
20.
M.
Björck
and
G.
Andersson
,
J. Appl. Crystallogr.
40
,
1174
(
2007
).
21.
P.
Kuświk
,
F.
Stobiecki
,
B.
Szymański
,
M.
Urbaniak
,
M.
Falkowski
,
J.
Jagielski
, and
P.
Mazalski
,
Nucl. Instrum. Methods Phys. Res., Sect. B
272
,
88
(
2012
).
22.
M.
Bouroushian
and
T.
Kosanovic
,
Cryst. Struct. Theory Appl.
1
,
35
(
2012
).
23.
V.
Siva
,
S. S.
Sahu
,
D. P.
Datta
,
P. C.
Pradhan
,
M.
Nayak
,
V.
Solanki
,
D.
Topwal
,
K.
Senapati
, and
P. K.
Sahoo
,
J. Alloys Compd.
680
,
722
(
2016
).
24.
P.
Scherrer
,
Göttinger Nachr. Math. Phys.
2
,
98
(
1918
).
25.
D.-M.
Smilgies
,
J. Appl. Crystallogr.
42
,
1030
(
2009
).
26.
G.
Herzer
,
IEEE Trans. Magn.
25
,
3327
(
1989
).
27.
G.
Herzer
,
IEEE Trans. Magn.
26
,
1397
(
1990
).
28.
N.
Chowdhury
, Ph.D. thesis,
NISER, Bhubaneswar
,
2016
.
29.
G.
Herzer
,
J. Magn. Magn. Mater.
294
,
99
(
2005
).
30.
V. V.
Temnov
,
C.
Klieber
,
K. A.
Nelson
,
T.
Thomay
,
V.
Knittel
,
A.
Leitenstorfer
,
D.
Makarov
,
M.
Albrecht
, and
R.
Bratschitsch
,
Nat. Commun.
4
,
1468
(
2013
).
31.
M. J.
Donahue
and
D. G.
Porter
, “
OOMMF user's guide, version 1.0,”
Interagency Report NISTIR No. 6376, National Institute of Standard and Technology, Gaithersburg, MD,
1999
.
32.
U.
Dzienisiuk
,
M.
Kisielewski
, and
A.
Maziewski
,
J. Magn. Magn. Mater.
346
,
84
(
2013
).
33.
F.
Chen
,
F.
Wang
,
F.
Jia
,
J.
Li
,
K.
Liu
,
S.
Huang
,
Z.
Luan
,
D.
Wu
,
Y.
Chen
,
J.
Zhu
,
R.-W.
Peng
, and
Mu.
Wang
,
Phys. Rev. B
93
,
054405
(
2016
).
34.
R. K.
Dumas
,
T.
Gredig
,
C.-P.
Li
,
I. K.
Schuller
, and
K.
Liu
,
Phys. Rev. B
80
,
014416
(
2009
).
You do not currently have access to this content.