Phân tích cấu trúc màng mỏng bằng nhiễu xạ tia X (XRD) đã được thực hiện, sử dụng cả hình học Bragg-Brentano (θ/2θ) và quét phi (φ) cổ điển. Quét θ–2θ xác nhận sự phát triển biểu mô của ferrite epsilon định hướng (001) trên YSZ (100).
Do tín hiệu mạnh của đường Kβ phát sinh từ chất nền, một bộ lọc niken đã được sử dụng để cắt các đỉnh này và có được nhiễu xạ đồ sạch hơn. Trước khi sử dụng bộ lọc Ni, bằng chứng về sự hình thành của một pha phụ đã được ghi lại và các đỉnh phụ quan sát được là do magnetite (Fe3O4); do bản chất không biểu mô của pha thứ cấp, không thể ước tính thể tích của nó so với pha chính từ nhiễu xạ đồ tia X.
Kính hiển vi điện tử truyền qua quét hiệu chỉnh quang sai (STEM) hình ảnh trường tối vòng cao (HAADF) tiếp tục xác nhận sự phát triển biểu mô của ferrite epsilon trên YSZ (100). Trong hình ảnh, chúng tôi quan sát thấy sự hiện diện của một lớp đệm mỏng (dày vài nanomet) tại giao diện giữa chất nền và màng.
Xét rằng XRD đã chỉ ra sự hiện diện của một pha ký sinh, mà chúng tôi cho là magnetite, chúng tôi tin rằng lớp giao diện này bao gồm magnetite. Hơn nữa, sự hiện diện của nhiều biến thể tăng trưởng trong mặt phẳng (song tinh) được quan sát thấy (các khu vực có độ tương phản khác nhau), dường như tạo thành các cấu trúc giống như trụ cột.
Các tính chất từ của màng được phân tích thông qua Từ kế mẫu rung (VSM). Các vòng trễ đầu tiên được ghi lại với từ trường được đặt song song (trong mặt phẳng) và vuông góc (ngoài mặt phẳng) với bề mặt màng.
Để chỉ thu được tín hiệu màng, các đóng góp từ tính của giá đỡ mẫu (que thủy tinh) và chất nền được đo riêng và trừ đi từ tín hiệu tổng. Sự khác biệt lớn về trường cưỡng bức và trong cách tiếp cận độ bão hòa ở từ trường ứng dụng tối đa giữa các phép đo trong mặt phẳng và ngoài mặt phẳng xác nhận độ dị hướng từ tính cao của các màng biểu mô ferrite epsilon.
Đo sự phụ thuộc nhiệt độ của từ hóa dư dưới không có từ trường và từ hóa với từ trường ứng dụng 1000 Oe được trình bày. Một chuyển đổi từ sắt từ sang thuận từ được quan sát thấy ở nhiệt độ ≈460 K, mà chúng tôi cho là do ε-Fe2O3.
Cuối cùng, sử dụng phương pháp D-D-SI của chúng tôi, chúng tôi đã trích xuất sự phụ thuộc góc trong mặt phẳng của MR cho pha magnetite. Kết quả của chúng tôi cho thấy rằng từ hóa dư của magnetite không thay đổi đáng kể theo góc mà từ trường được áp dụng.
