Автореферат (1103149)
Текст из файла
МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТимени М. В. ЛОМОНОСОВАФизический факультетНа правах рукописиБуравцова Виктория ЕвгеньевнаИССЛЕДОВАНИЕ ГРАНУЛИРОВАННЫХ И МНОГОСЛОЙНЫХНАНОГЕТЕРОСТРУКТУР НА ОСНОВЕ АМОРФНЫХФЕРРОМАГНИТНЫХ СПЛАВОВ И ПОЛУПРОВОДНИКОВМЕТОДАМИ МАГНИТООПТИЧЕСКОЙ СПЕКТРОСКОПИИСпециальность 01.04.11 – физика магнитных явленийАВТОРЕФЕРАТдиссертации на соискание учёной степеникандидата физико-математических наукМосква – 2011Работа выполнена на кафедре общей физики физического факультета Московского государственного университета им.
М.В.Ломоносова.Научный руководитель :доктор физико-математических наук,профессор Е.А.ГаньшинаОфициальные оппоненты :доктор физико-математических наук,профессор А.С.Андреенкокандидат физико-математических наук,доцент А.Н.ЮрасовВедущая организация :Защита состоится «Институт радиотехники и электроникиим. В. А. Котельникова РАН, г. Фрязино» декабря 2011 года вчасов на заседании диссер-тационного совета К 501.001.02 Московского государственного университетаим. М.В.Ломоносова по адресу: 119899, ГСП , Москва, Воробьевы Горы, д.1,стр.
35, конференц-зал Центра коллективного пользования физического факультета МГУ им. М.В.Ломоносова.АС диссертацией можно ознакомиться в библиотеке физического факультетаМГУ.Автореферат разослан « » ноября 2011 года.Ученый секретарьДиссертационного Совета Д-501.001.70доктор физико-математических наук,профессорГ.С.ПлотниковОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫАктуальность работы.
В настоящее время исследование физических свойствнаноразмерных структур является одним из основных направлений физикиконденсированного состояния. Устойчивый интерес к наноструктурам обусловлен возможностью модификации и принципиального изменения свойствизвестных материалов при переходе в нанокристаллическое состояние. Созданные благодаря нанотехнологиям новые наноразмерные магнитные материалыпроявляют ряд уникальных свойств: гигантское магнитосопротивелние (ГМС),гигантский магнитный импеданс (ГМИ) [1], аномальный эффект Холла (АЭХ)[2], сильный магнитооптический (МО) отклик [3] и аномальные оптическиеэффекты [4].
Все эти явления открывают огромные перспективы, как для фундаментальных исследований, так и для многообещающих возможностей ихприменения.Объектом интенсивных экспериментальных и теоретических исследований является вопрос взаимного влияния состава и микроструктуры на магнитные, магнитооптические и магнитотранспортные свойства наногетероструктур.Несмотря на большое количество работ, до сих пор нет достаточной ясности впонимании процессов, сопровождающих структурную перестройку вещества,т.к. трудно предсказать свойства пленок, в которых значительную роль играютвзаимодействия наночастиц между собой, с матрицей и с подложкой, при влиянии размерных и поверхностных эффектов, накладываемых частицами, их границами и поверхностью пленок.В связи с этим актуальными оказываются экспериментальные методы,позволяющие получить представление о внутренней структуре таких материалов и особенностях магнитного взаимодействия в них.
Оптические и магнитооптические методы являются наиболее простыми, эффективными и информативными при исследовании наноструктур. Магнитооптические методы обладают рядом достоинств, главное из которых состоит в том, что в отличие от оптических, они чувствительны к спину электрона, что позволяет выделить, к какой1спиновой подзоне относится данный оптический переход. Магнитооптическиеметоды чувствительны к наличию магнитных неоднородностей, к изменениюформы и размера частиц, к их объемному распределению и к появлению новыхмагнитных фаз.Таким образом, детальные исследования магнитооптических свойств наногетероструктур в зависимости от состава и технологии получения необходимыдля понимания общих закономерностей формирования физических свойств наноструктур, что приведет к реализации практических задач, и в первую очередьдля конструирования материалов с заданными магнитными и МО параметрами, для разнообразных применений материалов в современных элементах памяти и интегральной оптики, в качестве управляемых элементов оптическихтрактов и магнитооптических устройств, в лазерной технике и т.д.Цель работы состояла в исследовании особенностей формирования магнитныхи магнитооптических свойств трех групп низкоразмерных материалов —нанокомпозитов ферромагнитный аморфный сплав – диэлектрик; многослойных магниторезистивных структур ферромагнетик–полупроводник, а такжесложных магнитополупроводниковых структур на основе гранулированногокомпозита и полупроводника.Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:1.исследование изменения магнитных и магнитооптических свойств многослойных пленок на основе Fe22Ni78 и SiC в зависимости от толщины и порядка следования слоев;2.анализ влияния толщины слоев и их соотношения на магнитные и магнитооптические свойства многослойных пленок аморфный ферромагнетикCo45Fe45Zr10 с прослойками полупроводника — гидрогенизированногоаморфного кремния;3.изучение влияния состава и технологических условий получения нанокомпозитов аморфный ферромагнетик-диэлектрик на их магнитные имагнитооптические свойства;24.исследование эволюции магнитных и магнитооптических свойств магнитополупроводниковых структур [(Co45Fe45Zr10)Z(Al2O3)100-Z/(α-Si:Н)]n в зависимости от концентрации Z ферромагнитной (ФМ) фазы в слоях композита и толщины образующих слоев.Достоверность полученных результатов обеспечена обоснованностью используемых в работе экспериментальных методов изучения магнитных и магнитооптических свойств наноструктур, детальным анализом физических явлений и процессов, определяющих эти свойства, а также корреляций результатов,полученных на различных образцах.
В значительной степени достоверностьполученных результатов подтверждается хорошим согласованием между экспериментально полученными данными по магнитооптическим свойствамструктур и данными, почерпнутыми из литературных источников, по структурным, магнитным и электротранспортным свойствам.Научная новизна результатов работы состоит в следующем:• Обнаружено, что кривые намагничивания и полярные диаграммы многослойных наногетероструктур Fe22Ni78/SiC/Fe22Ni78 в области малых магнитных полей сложным образом зависят как от толщины слоев ферромагнетика и полупроводника, так и от величины намагничивающего поля.Установлено, что наблюдаемые особенности связаны с интерфейснымиявлениями на границе раздела ферромагнетик–полупроводник.• Показано,чтоМОоткликмногослойнойпленки[(Co45Fe45Zr10)X/(a-Si)Y]n нелинейно зависит от толщины кремния.
Длягибридных магнитных структур, в которых и слой ферромагнетика, ислой полупроводника являются дискретными, наблюдается усиление МОотклика. Эволюция магнитооптических свойств исследованных структуробъясняется влиянием диффузного интерфейсного слоя на их микроструктуру.• Впервые исследована зависимость магнитооптических свойств массивных нанокомпозитов (Co45Fe45Zr10)Z(Al2O3)100-Z и композитов аналогичного химического состава, полученных послойным напылением, в зависи3мости от толщины напыляемого слоя.
Установлено, что микроструктурапослойно напыленных композитов существенно отличается от микроструктуры объемных нанокомпозитов, а порог перколяции смещается вобласть меньших значений содержания ФМ фазы.• Впервые проведено исследование магнитооптических свойств многослойныхструктурнанокомпозит–полупроводник[(Co45Fe45Zr10)Z(Al2O3)100-Z/(α-Si:Н)]n в широкой области толщин слоев иконцентраций Z магнитной фазы.
Установлена корреляция зависимостеймагнитных, магнитооптических и транспортных свойств наноструктур оттолщины Si. Показано, что в структурах нанокомпозит–полупроводниквведение тонкой прослойки Si (~ 2 нм) приводит к усилению эффективного магнитного взаимодействия между ФМ гранулами.•Впервые обнаружены аномалии зависимости магнитооптического отклика от приложенного магнитного поля для многослойных структур[(Co45Fe45Zr10)Z(Al2O3)100-Z/(α-Si:Н)]n, связанные с образованием на интерфейсеФМгранула–полупроводникновогокомпозита(Co45Fe45Zr10)(Si+силициды).Практическая ценность.
Результаты, полученные в диссертационной работесущественно расширяют представление о магнитооптических явлениях в наноструктурных материалах. Результаты исследований могут быть использованыдля развития технологий получения наноструктур необходимой конфигурациис заданными свойствами и для разработки новых материалов для спинтроники.Положения, выносимые на защиту• Аномальное поведение полевых и ориентационных зависимостей экваториального эффекта Керра и магнитных свойств многослойных пленок на основепермаллоя и карбида кремния, указывающие на сложный вид их магнитныхструктур и необходимость учета влияния немагнитной полупроводниковойпрослойки на характер взаимодействия ферромагнитных слоев.• Нелинейная зависимость величины экваториального эффекта Керра (ЭЭК)многослойных структур Co45Fe45Zr10/Si от толщины слоев полупроводника и4усиление МО отклика в гибридных структурах связаны с влиянием диффузного интерфейса ферромагнетик–полупроводник.• Микроструктура послойно напыленных композитов существенно отличаетсяот микроструктуры объемных нанокомпозитов, размер и форма гранул в нанокомпозите зависят от толщины напыляемого слоя.• Вмногослойныхструктурахнанокомпозит–полупроводник[(Co45Fe45Zr10)Z(Al2O3)100-Z/(α-Si:Н)]n МО отклик определяется конкуренциейвкладов от слоя композита и нового композита, образующегося на интерфейсе металлическая гранула – полупроводник, концентрация магнитной фазы вкотором зависит как от вида и размера гранул в композитном слое, так и скорости образования силицидов.Личный вклад автора.
Автором лично получена основная часть экспериментальных результатов: исследованы магнитооптические спектры, полевые, ориентационные зависимости экваториального эффекта Керра (ЭЭК) представленных образцов. Магнитные характеристики симметричных Fe22Ni78/SiC/Fe22Ni78и ассиметричных Fe22Ni78/Ti/Fe22Ni78/SiC наногетероструктур исследовалисьиндукционным методом в Инстиитуте Проблем Управления им.
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.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
