Исследование магнитных свойств микро- и нанонеоднородных систем (1097561)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

На правах рукописиПЕРОВ НИКОЛАЙ СЕРГЕЕВИЧИССЛЕДОВАНИЕ МАГНИТНЫХ СВОЙСТВМИКРО- И НАНОНЕОДНОРОДНЫХСИСТЕМ.Специальность 01.04.11 – физика магнитных явленийАВТОРЕФЕРАТдиссертации на соискание степенидоктора физико-математических наукМосква2009Работа выполнена на кафедре магнетизма физического факультета Московскогогосударственного университета им.

М.В. ЛомоносоваОфициальные оппоненты:доктор физико-математических наукпрофессор Стеценко Павел Николаевичдоктор физико-математических науквнс Крейнес Наталья Михайловнадоктор физико-математических наукпрофессор Пастушенков Юрий ГригорьевичВедущая организацияИнститутметаллургиииим. А.А. Байкова РАН, г. МоскваматериаловеденияЗащита состоится 12 ноября 2009 года в 16 ч.

00 мин. на заседании диссертационногосовета Д 501.001.70при Московском государственном Университете имениМ.В. Ломоносова по адресу 119991 ГСП-1 г. Москва Ленинские Горы МГУ физическийфакультет .С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке физического факультета МГУим. М.В. ЛомоносоваАвтореферат разослан «_____»______________2009 г.Ученый секретарьдиссертационного советадфмн профессорПлотников Г.С.-2-ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫАктуальность темы:Развитие электротехники, магнитной записи информации, вычислительной техники,микро- и наноэлектроники, спинтроники, фотоники тесно связано с получением новых типовмагнитных материалов.

Большинство новых материалов являются искусственно созданными,представляющимисобоймикро-илинанонеоднородныесистемы,как,например,ультратонкие пленки, мультислои, наночастицы и их ансамбли, нанокристаллическиематериалы, ряд разбавленных магнитных полупроводников. Как правило, они обладаютмалыммагнитныммоментом,чтотребуетразвитияпрецизионныхметодовмагнитостатических измерений и детального исследования магнитостатических свойствтаких систем.Основы теории малых магнитных частиц (ММЧ) былизаложены Френкелем иДорфманом [1]. Фундаментальное значение для физики ММЧ и магнитно-неоднородныхсистем имеет переход к однодоменному состоянию при уменьшении размера частиц(Кондорский [2, 3, 4], Стонер и Вольфарт [5]).

Основное внимание вих теории былообращено на понимание процессов, связанных с уменьшением объема частицы, без учетавлияния ее поверхности. Но при объеме порядка 10-10 см3 следует ожидать сильного влиянияповерхности на магнитные свойства ММЧ (Неель [6]) и зависимости этого влияния отнепосредственногоокружениямагнитныхчастиц,чтоважнокаквтехнологииприготовления магнитных носителей и феррожидкостей, так и в понимании особенностейповедения гранулированных систем и тонких пленок. Существенными остаются вопросы овлиянии изменения электронной структуры, неоднородностей магнитных структур в ММЧна их магнитные свойства, о влиянии на них внешнего окружения, магнитного поля,температуры.

Влияние асимметрии окружения магнитных атомов на поведение магнетикаявляется определяющим и в случае тонких и многослойных пленок.Оcобенности магнитных свойств ансамбля магнитных частиц часто объясняютвзаимодействиями в ансамбле. Однако, теоретические представления (Джекобс и Бин [7],Прейзах [8], Кондорский [4], Вольфарт [9]) не всегда соответствуют экспериментальнымрезультатам.СозданиетемпературамиферромагнитныхКюрипутемполупроводниковыхдопированияилиматериаловимплантированиясвысокимислабомагнитныхполупроводников магнитными ионами часто приводит к образованию магнитных кластеров,и поэтому задача разделения собственного и несобственного ферромагнетизма в такихструктурах связана с прецизионным измерением их магнитостатических свойств.-3-Важность задач, связанных с разработкой новых функциональных магнитныхматериалов, разнообразных магнитных наноструктур, полупроводниковых магнитныхматериалов для спинтроники и фотоники, привели к необходимости существенного развитияметодик магнитостатических измерений.

Следует отметить, что традиционные методы невсегда обеспечивают весь спектр магнитостатических измерений, в частности, СКВИДмагнитометрия ограничивается низкими температурами, а вибрационная магнитометрия невсегда дает необходимую чувствительность.Целью работы является исследование магнитостатических свойств широкого классановых магнитных материалов с неоднородностями микро- и наномасштаба. Для реализацииэтой задачи в процессе работы были разработаны, апробированы и использованы дляисследования новые методики и автоматизированные комплексы установок. Эти методики иустановки обеспечили возможность измерения магнитных свойств образцов с малыммагнитным моментом.На защиту выносятся:1.

Результаты использования модифицированного метода Фонера, позволяющегоопределить как величину, так и ориентацию магнитного момента образца иобеспечить чувствительность по магнитному моменту ~1.0*10-7 Гс*см3.2. Способы определения намагниченности и константы анизотропии тонких пленок имикропроволок,атакжефункцийраспределенияпополямнеобратимогоперемагничивания в них.3. Результаты измерения локальных магнитных полей в материалах для магнитнойзаписи на основе γ-Fe2O3 и CrО2 методами ЯМР и ФМР.4.

Результаты исследований доменной структуры, влияния размерных эффектов итермообработки на магнитные свойства и гигантский магнитный импеданс вкристаллических, аморфных, нанокристаллических и композитных тонкопленочныхструктурах и микропроводах.5. Способ улучшения магнитных свойств аморфных сплавов путем криообработки.6. Экспериментальное доказательство появления и существования в неоднородныхаморфных сплавах в результате термообработки перетянутых, многоступенчатых иинвертированных петель гистерезиса.7. Экспериментальные данные о зависимости магнитных свойств систем наночастиц игранулированных сплавов от способа их получения.8. Способ получения магнитофотонных кристаллов на основе искусственных опаловпутем внедрения в них магнитных материалов.-4-9.

Результаты измерения магнитного последействия в спин-вентильной магнитнойструктуре.10. Результаты исследования магнитных свойств магнитножестких тонких пленок наоснове FeTb.11. Результатыисследованиямагнитныхсвойствразбавленныхмагнитныхполупроводников Si:Mn, InAsMn, GaAsMn и Ti100-xO2-δ:Cox.Научная и практическая значимость работыСовокупность полученных в диссертационной работе результатов об особенностяхмагнитостатических свойств разнообразных неоднородных на микро- и наномасштабахматериалов является значительным вкладом в микромагнетизм.

Полученные результатысущественно расширяют представления о взаимосвязи магнитных свойств искусственносоздаваемыхматериалов с их составом, микроструктурой, технологией изготовления итермообработки.Разработаннаяавторомметодикаисследованияпроцессовперемагничивания на основе вибрационного магнитометра-анизометра может бытьиспользована для исследования широкого класса магнитных материалов, являющихсяперспективными в информационных технологиях, в качестве магнитных датчиков, длявысокочастотных приложений.

Исследованные в работе материалы - аморфные ленты ипроволоки, гранулированные композиты и сплавы, сплавы редкоземельных элементов спереходными металлами (РЗ-ПМ), тонкие и многослойные пленки, разбавленные магнитныеполупроводники-являютсяосновойсовременныхэлектроники,спинтроникиимагнитофотоники. Результаты их исследований дают возможность получать вещества сзаранее прогнозируемыми свойствами, что позволяет значительно ускорить технологическийпроцесс. Предложенный и защищенный патентом способ криогенной обработки аморфныхматериалов может быть использован для улучшения их свойств, а способ изготовлениямагнитофотонных кристаллов может найти применение в магнитофотонике.Личный вклад автора.

Все результаты, представленные в работе, получены либолично автором, либо при его непосредственном участии и руководстве студентами иаспирантами.Основные положения, выносимые на защиту:1. Экспериментальное доказательство отличия магнитостатических свойств материаловс наноразмерными магнитными элементами от свойств однородных материалов, атакже зависимость этих свойств от технологических условий получения материала.2.

Механизм влияния магнитных неоднородностей или разных магнитных фаз наповерхности или в объеме магнитномягких пленок и лент, приводящих к появлению-5-перетянутых, многоступенчатых, а также частично инвертированных петельгистерезиса.3. Экспериментальное подтверждение влияния постоянного магнитного поля прихимическом синтезе ферромагнитных наночастиц на размеры и распределениеполучаемых частиц.4. Технологическиепараметры,определяющиемагнитномягкиехарактеристикимикропроводов, пленок и лент, регулирующие внутренние закалочные напряжения,возникающие при их изготовлении и термообработке.

Характеристики

Тип файла PDF

PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.

Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.

Список файлов диссертации