Автореферат (1145325)
Текст из файла
На правах рукописиЛУЦЕВ Леонид ВладимировичСПИНВОЛНОВЫЕ ВОЗБУЖДЕНИЯ И СПИНЗАВИСИМЫЕЭЛЕКТРОТРАНСПОРТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ В НАНОРАЗМЕРНЫХМАГНИТНЫХ МЕТАЛЛ-ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ГЕТЕРОСТРУКТУРАХ01.04.07 – физика конденсированного состоянияАВТОРЕФЕРАТдиссертации на соискание ученой степенидоктора физико-математических наукСанкт-Петербург20152Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном учреждении наукиФизико-техническом институте им. А.Ф. Иоффе Российской академии наукОфициальные оппоненты:Дунаевский Сергей Михайлович, доктор физикоматематических наук, профессор, главный научныйсотрудник ФГБУ «Петербургский институт ядернойфизики им. Б.П.
Константинова», г. ГатчинаФетисов Юрий Константинович, доктор физикоматематическихнаук,«Московскийгосударственныйинформационныхпрофессор,технологий,ФГБОУВОуниверситетрадиотехникииэлектроники» (МИРЭА), г. МоскваШараевский Юрий Павлович, доктор физикоматематических наук, профессор, профессор ФГБОУВПО «Саратовский государственный университет им.Н.Г. Чернышевского», г. СаратовВедущая организация:Федеральноегосударственноеавтономноеобразовательное учреждение высшего образования"Санкт-Петербургский политехнический университетПетра Великого", г.
Санкт-ПетербургЗащита диссертации состоится «» __________ 2015 г. в 13 часов 00 мин. на заседаниидиссертационного совета Д 212.232.33 по защите докторских и кандидатских диссертаций приСанкт-Петербургском государственном университете по адресу: 198504, Санкт-Петербург,ул. Ульяновская, д. 1, физический факультет СПбГУ, малый конференц-залС диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке им. М. Горького СПбГУ и на сайтеСанкт-Петербургского государственного университета spbu.ru.Автореферат диссертации разослан «» __________ 2015 г.Ученый секретарьдиссертационного совета Д 212.232.33,к.
ф.-м. н., доцентПоляничко А.М.3ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫАктуальность темы.Структуры,содержащиенаноразмерныеферромагнитныепленкиимагнитныеметаллические частицы, обладают рядом свойств и особенностей, существенно отличающих ихот объемных аморфных и кристаллических материалов. Особенности наноразмерныхмагнитных структур проявляются в их магнитных свойствах, распространении спиновых волн,электронномтранспорте,диэлектрическойимагнитнойпроницаемостях,магнитосопротивлении, в спиновом транспорте и в эффектах спиновой инжекции. Особыесвойства магнитных наноструктур позволяют их рассматривать в качестве перспективныхматериалов для изготовления приборов на спиновых волнах, нового класса радиопоглощающихпокрытий, эффективных спиновых инжекторов в спинтронных приборах, ячеек памяти ивысокочувствительных магнитных сенсоров.Вместе с тем, исследование квантовых систем, состоящих из ферромагнитных наночастиц, иэлектронных систем, в которых значительное влияние на свойства оказывает взаимодействиеспинов, в полной мере не решены, в первую очередь, из-за отсутствия математических моделейи методов, которые бы адекватно описывали процессы со спиновыми взаимодействиями,происходящиенахарактеризоватьсянаноразмерномсильнымимасштабе.локальнымиВнаносистемахвзаимодействиямивоэтипроцессывнутреннеймогутобластинанообъектов и корреляционными эффектами между разными фазами и подструктурами [1,2].Одним из эффективных теоретических методов, применяемых для исследования сильновзаимодействующих систем, является диаграммная техника, основанная на разложениифункций Грина.
В настоящее время прослеживается тенденция исследования моделей с болеесложной внутренней Ли-групповой динамикой и переход от уровня частиц сильновзаимодействующих систем к кластерному уровню [3,4]. Кластерное приближение даетвозможность описать внутреннюю динамику кластера и определить локальные корреляции сбольшейточностью.Всвязисэтим,дляизучениямагнитныхнаносистемисильнокоррелированных систем возникает необходимость обобщения диаграммной техникиФейнмана и диаграммной техники для спиновых операторов [5].При переходе от ферромагнитных макрообъектов, спиновая динамика которых описываетсяфеноменологическими уравнениями Ландау-Лифшица [6], к магнитным нанообъектамнеобходимо обобщить и уточнить уравнения Ландау-Лифшица. Это связано с тем, чтоспинволновая релаксация, обусловленная собственными процессами, и спинволновая динамикастановятся зависящими от формы и размера образца.
При переходе от одиночного нанообъектак ансамблю нанообъектов спиновая динамика усложняется. Спинволновые возбуждения вгранулированных структурах с ферромагнитными наночастицами в изолирующей аморфнойматрице обладают рядом особенностей, механизм которых не выяснен. В магнитных4нанокомпозитных структурах наблюдается аномально быстрая релаксация, величина которойрастетсуменьшениемконцентрацииферромагнитныхнаночастиц,существуютдополнительные моды в спектре ФМР в узкой области вблизи перколяционного порога [7,8].Коэффициентзатуханияспиновыхвозбуждениймагнитныхнаночастицзначительнопревышает значения, которые определяются собственными процессами.Электронный транспорт в гранулированных структурах с наноразмерными металлическиминаночастицами в изолирующей аморфной матрице имеет значительно более сложный характер,чем транспорт в аморфных структурах, полупроводниках и металлах.
Эти свойстваобусловлены малыми размерами частиц, которые проявляются в эффекте кулоновской блокады[9], и туннелированием электронов между частицами. При увеличении концентрации частицпрозрачность туннельных барьеров между ними повышается, что приводит к делокализацииэлектронов на группе частиц и к образованию проводящих кластеров [10]. Изменения размеровпроводящих кластеров под действием внешних воздействий (температурные изменения [11],сильные электрические поля) существенно влияют на электронный транспорт и приводят кнелинейностям и скачкам проводимости. Результаты теоретических и экспериментальныхисследований электронного транспорта, а также диэлектрической проницаемости, значениякоторойопределяютсяразмерамипроводящихкластеровиважныдлясозданиярадиопоглощающих покрытий, в настоящее время недостаточно изучены.Явления спинового транспорта, спиновой инжекции и магнитосопротивления представляютнесомненныйинтересизначимостьдлясозданияспинтронныхприборов,магниточувствительных сенсоров и полевых транзисторных структур со спин-поляризованнымканалом.
Магнитосопротивление нанокомпозитов с металлическими ферромагнитныминаночастицами обладает рядом свойств, не исследованных в достаточной степени и механизмкоторых не выяснен в полной мере. Наряду с отрицательным магнитосопротивлением, котороесуществуетнижеперколяционногопорога,проявляетсяэффектположительногомагнитосопротивления [12]. Величина магнитосопротивления существенно изменяется всильныхэлектрическихполях[13].Кромеэтого,нижепорогаперколяциивсуперпарамагнитной области обнаруживаются пространственные корреляции магнитныхсвойств [14] и наблюдается аномальный эффект Холла [15]. Особый интерес вызываетмагнитосопротивление гетероструктур гранулированная пленка / полупроводник в режимеразвития лавинного процесса в полупроводнике [16,А39].
Магнитосопротивление этихгетероструктур при комнатной температуре достигает 105%, что может быть использовано длясозданиявысокочувствительныхинжектированных носителейвдатчиковидляполупроводнике.увеличенияВсвязисспиновойэтимполяризациитеоретическоеиэкспериментальное исследование этих эффектов является принципиально важным.Степень разработанности темы. Спинволновыеэлектротранспортныеявленияввозбуждениянаноразмерных магнитныхиспинзависимыеметалл-диэлектрических5гетероструктурах в настоящее время являются объектом интенсивных исследований. Несмотряна открытие новых явлений, многие процессы, происходящие в этих структурах, остаютсянепонятыми. Отсутствуют математические модели и методы, адекватно описывающиепроцессы со спиновыми взаимодействиями на наноразмерном масштабе, не изученаспинволновая динамика и релаксация магнитных нанообъектов, не в полной мере исследованэлектронный транспорт, спиновая поляризация носителей тока и магнитосопротивление.
Всевышесказанное свидетельствует о большой актуальности темы исследования.Исходя из вышеизложенного, целью работы является: разработать математические моделии методы, описывающие спинволновые возбуждения в наноразмерных структурах и вструктурах, содержащих наноразмерные включения, исследовать спинволновые возбуждения иэлектронный транспорт в гранулированных структурах с ферромагнитными наночастицами визолирующей матрице, изучить явления спинового транспорта, спиновой инжекции имагнитосопротивления в гранулированных структурах с ферромагнитными металлическиминаночастицами и в гетероструктурах гранулированная пленка / полупроводник.Новизна работы заключается в том, что в ней впервые:- Построены диаграммные разложения для квантовых систем с внутренней Ли-групповойдинамикой.
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}
