Отзыв оппонента доктора физ.-мат. наук Ю.А. Успенского (1104963)

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

Текст из файла

от3Ыв официального оппонента на диссертацию Смеловой Екатерины Михайловны кТеоретическое исследование магнитных и проводящих свойств биметаллических наноконтактов и нанопроводов», представленную на соискание ученой степени кандидата физикоматематических наук по специальное~ям 01.04.07 — физика конденсированного состояния и 0 !.04.! 1 - физика магнитных явлений.

Диссертация Смеловой Е,М. посвящена теоретическому исследованию электронной структуры, прочностных, транспортных и магнитных свойств одномерных металлических наноструктур. Представленное исследование тесно связано с фундаментальной проблемой особых свойств низкоразмерных наноматериалав, которые, как правило, кардинально отличаются от свойств массивных образцов. Данная тема привлекает и значительный прикладной интерес, вызванный перспективой создания миниаззорных электронных и спинтронных устройств с низким потреблением электроэнергии. Несмотря на большие успехи, достигнутые в этом направлении, синтез и экспериментальное изучение наноматериалов остаются пока весьма сложными и трудобмкими задачами, а полученная с их помощью информшзия оказывается далеко не всегда всесторонней и ~очной. В этих условиях большое значение приобретает квантово-механическое моделирование свойств наноматсришюв, их расчет из «первых принципов».

Такой подход при всех его естественных ограничениях часто позволяет заметить новые закономерности свойств наноматериалов, объяснить механизм того или иного особого явления. В диссертации Е.М. Смеловой этот вес» более широко используемый подход применен для тсоретическо~ о изучения свойст.в металлических нанопроводов и наноконтактов, для определения их оптимальной геометрии и атомного состава. Диссертация состоит из введения, трех глав и раздела кОсновные результаты и выводы».

Она включает 147 страниц текста, 80 рисунков, !26 наименований цитированной литературы. Во введении обосновывается актуальность исследования, дается краткая характеристика работы„определяются ее цели н задачи. научная и практическая значимость. Здесь же приводятся сведения об апробации результатов диссертации, формулируются положения. выносимые на защиту. В первой главе диссертации анализируется современное состояние исследований квантовых свойств одномерных структур: способы их получения, имшощиеся в литературе результаты экспериментальных и теоретических исследований.

Особое внимание уделяется стабильности, прочностным характеристикам, магн~пным. транспортным и спин— транспортным свойствам. Отмечаются связь свойств системы с ее геометрией, особенности баллистического транспортного режима, расширенные возможности структур со смешанным компонентным составом. Во второй главе диссертации подробно описан теоретический подход, использованный в диссертации. Здесь приведены основные положения теории функционала плотности, являющейся теоретической базой исследования, используемые в ней приближения для обменно-корреляционного потенциала (приближение локальной плотности и обобщенное градиентное приближение), самосогласованная система уравнений Кона-Шэма.

Подробно описаны особенное~и решения системы уравнений Кона-Шэма в базисах плоских волн, (программный пакет ЧАР), спроектированных присоединенных волн (метод РАЪУ), локализованных атомных орбиталей (программный пакет Я!ВАТА) и в рамках метода псевдопотенциала. В этой же главе кратко изложены базовые положения теории магнетизма коллективизированных электронов - критерий Стонера и энергия магнитной анизотропии, создаваемая спин-орбитальным взаимодействием. В рамках метода функций Грина обсуждено вычисленис элекгросопротивлення нанопроводов и наноконтактов, реализованное в первопринципном коде БМГзАОО(.. приведен упрощенный вывод формулы ЛандауэраБуггикера для проводимости наноконтакта.

Оригинальная часть диссертации изложена в разделе 2.1! и ~лаве 3. Раздел 2.11 описывает модели наноконтакгов и нанопроводов, численно исследуемые в диссертации. В разделе даны основные детали первопринципных вычислений; размеры сверхячейки, максимальная энергия плоских волн, ннгегрированис по зоне Бриллюэпа, точность расчета энергии и релаксации атомов к положениям равновесия и другие. Третья глава содержит основные оригинальные результаты работы. относящиеся к структуре и прочностным характеристикам наноконтактов и нанопроводов (раздел 3,1), их магнитным свойствам (раздел 3.2) и проводимости (раздел 3.3).

Теоретическое исследование наноконтактов (НК) при разных степенях их растяжения или сжатия было проведено для НК из чистого золота и НК смешанного состава Ап-Со и АцА8. Обнаружено образование устойчивых связей между атомами разных элементов в цепи контакта, позволяющее обьяснить причину стабилизации при растяжении НК и увеличение его прочности. Установлено, что в смешанных НК добавление атомов Со увеличивает прочность контакта по сравнению с НК нз чистого золоза (увеличивается значение силы, необходимой для разрыва НК), а добавление атомов А8 приводит к увеличению диапазона межатомных расстояний.

при которых возможно существование смешанного НК. Ддя НК Ап-Со отмечен интересный эффекз вытягивания из элелтродов атомов Аи прн сильном растяжении НК. Исследование атомной структуры смешанных нанопроводов, состоящих из базовых элементов Рд, Р1 и Ап, показало, что при сжатии происходит переход провода из линейной в зигзагообразную конфигурацию. При сильном сжатии смешанный провод переходит в систему двух взаигиодейств)чощих однокомпонеюггных нанопроводов, Смешение атомов благородных (Аи) и переходных (Р1, Рс3) металлов с атомами магнитных элементов (Со„ре, %) приводит к стабилизации нанопровода и к повышешно его устойчивости к деформациям. Наибольшей устойчивостью обладают смешанные нанопровода с атомами кобальта и железа в качестве второго компонента, наименьшей - провода с атомами никеля в качестве второго компонента.

При этом формирование стабгпьных одномерных сплавов наблюдается даже для тех элементов, которые не сплавляются в кристаллическом массиве (например„для Ап-Со). Во всех смешанных нанопроводах при уменьшении межатомных расстояний и переходе провода в зигзагообразную конфигурацию происходит значительное уменьшение энергии, При этом наиболее энергетически выгодным оказывается формирование смешанных нанопроводов с атомами Ре или Со в качестве второго магшп.ного компонента. Представленное в разделе 33 исследование магнитных свойств наноконтактов показывает их сильную зависимость от геометрии системы, величины межатомного расстояния и химического состава.

В НК Аи-Со прн росте расстояния между электродами от 8,7 А до 9.7 А магнитный момент остается почти постоянным, равным 2.3 рв (для положения атома Со в центре контакта). Однако при сжатии НК до 8.3 А, сопровождаемом переходом в зигзагообразную структуру, магнитный момент сильно уменьшаегся, стремясь к нулю.

В нанопроводах Ан-Со этот эффект выражен значительно слабее — при переходе провода в зигзагообразное состояние момент уменьшается примерно на 20;4. Изучение нанопроводов Ап- Х, Рд-Х и Р1-Х (Х=Ре, Со, %) продемонстрировало возможность перехода провода из ферромапппного в антифсрромапщгное состояние, Такой переход был обнаружен в нанопроводах Ав-Ре, Рс1-Ре и Р!-Ге при их растяжении, тогда как провода Ро-% Р[-%, Рс)-Со и Р[-Со остаются ферромагнитными во всей области исследованных ме>катомных расстояний, Заметный магнитный момент, наводимый в атомах Рд и Р! (0.4 рв и 0.6 рв), в антнферромагнитном состоянии становится равным нулю. Следует отметить, что переход из ферромагнитного в антиферромагнитное состояние совпадает с изменением структуры провода из зигзагообразной в линейную.

Наиболее тщательные вычисления выполнены для нанопроводов Р!-Ре, обладаюгцих самой высокой стабильностью, а потому и представляющих наибольший практический интерес. В них плотность электронных состояний на уровне Ферми полностью, на 1ОО 3!> поляризована по спину (!>а!!'-п>с!а!1!с ма!е), что может быть использовано ъи филь~рации по спину протекающих через контакг электронов. Исследование проводимости наноконтактов и нанопроводов. представленное в разделе 33, обнаруживает значительнук> ее зависимость от геометрии системы и от межатомных расстояний. Рассчитанная проводимость чисто золотого контакта в линейной конфигурации при межатомном расстоянии 2.7 А равна 1 Сч>, что согласуется с данными экспериментальных исследований.

Рассчитанная проводимость наноконтакта Ац-Со равна в линейной конфигурации 2 Са, а в зигзагообразной - ! Оо. Спиновая поляризация протекающего через контакт тока равна нулю при линейном расположении атомов и 100;4 при зигзагообразной конфигурации. Такая слоновая поляризация полностью согласуется с поляризацией тока для нанопроводов Ац-Со и с плотностью электронных состояний, построенной для обеих геометрий контакта. Расчет нанопроводов Р!-Ре показал наличие в зигзагообразной конфигурации двух режимов проводимости. Режим низкой проводимости имеет 0=1 бе и отвечает 100 !! спиновой поляризации тока. В режиме высокой проводимости С=З бс, а спнновая поляризация составляет около ЗО .

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