Исследование распределений размеров частиц и магнитных свойств композитных плёнок с различными металлическими и диэлектрическими фазами

• Автор: Устюгов, Владимир Александрович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Сыктывкар
• Количество страниц: 121 с. : ил.

Оглавление

Введение

ГЛАВА 1. Магнетизм дисконтинуальных сред

1.1 Свободная энергия и внутренние поля ферромагнетика

1.1 Л Обменное взаимодействие

1.1.2 Дипольное взаимодействие

1.1.3 Магнитная анизотропия

1.1.4 Ферромагнетик во внешнем поле

1.1.5 Условие равновесия вектора намагниченности

1.1.6 Уравнение движения намагниченности

1.1.7 Резонансная частота ферромагнетика
1.2 Особенности гранулированных сред
1.2.1 Модели описания гранулярных плёнок
1.3 Вопросы моделирования гранулированных магнетиков
ГЛАВА 2. Исследование структурных и магнитных характеристик
гранулированных композитных плёнок
2.1 Получение образцов гранулированных плёнок и методы исследования
2.1.1 Обоснование выбора объекта исследования
2.1.2 Исследование структуры плёнок
2.2 Структура гранулированных композитных плёнок
2.2.1 433 серия
2.2.2 1025 серия
2.3 Влияние отжига на структуру композитных плёнок
2.3.1 433 серия
2.3.2 1025 серия
2.4 Аппроксимация плёнок сплошной средой
2.5 Исследование магнитных характеристик композитных плёнок
2.5.1 433 серия
2.5.2 1025 серия
2.6 Выводы
ГЛАВА 3. Моделирование динамики намагниченности свободной
ферромагнитной частицы
3.1 Уравнение резонанса для эллиптической частицы с одноосной
анизотропией
3.2 Динамика намагниченности эллипсоида
3.2.1 Влияние температуры на поведение намагниченности .
3.3 Выводы
ГЛАВА 4. Динамика намагниченности в композитных гранулированных
плёнках
4.1 Эффективная анизотропия ансамбля эллипсоидов
4.2 Ферромагнитный резонанс в композитной структуре
4.2.1 Случай А
4.2.2 Случай В
4.2.3 Случай С
4.2.4 Случай Б
4.2.5 Случай Е
4.2.6 Обсуждение результатов
4.3 Моделирование ансамблей эллипсоидальных частиц
4.3.1 Динамика магнитной структуры ансамбля эллипсоидов
4.4 Выводы
Заключение
Литература
Авторский список литературы
Введение
Актуальность проблемы
В последние десятилетия исследователи проявляют большой интерес к изучению свойств низкоразмерных магнитных систем, таких как моно-, поли-кристаллические и аморфные магнитные плёнки, композитные и многослойные структуры [1—4]. Значение исследований этих гетерогенных сред для фундаментальной физики конденсированного состояния обусловлено проявлением в них нелинейных и квантовых эффектов: гигантского и туннельного маг-нетосопротивления, эффекта Рашбы и спинового эффекта Холла, и т. д. Кроме того, вызывает интерес исследование структур многокомпонентных систем и вопрос взаимосвязи структуры с электрическими и магнитными характеристиками. Изучение вышеперечисленных проблем позволило разработать методики получения новых материалов для разнообразных технических применений [5-10].
Исследование и внедрение в производственные технологии наноразмер-ных объектов позволило за последние два десятилетия значительно расширить рынок магнитных материалов, запоминающих устройств и магнитных датчиков, имеющий на сегодняшний день оборот порядка 30 миллиардов долларов США в год. Значительные усилия научных работников направлены на дальнейшее изучение процессов, протекающих на нано- и субмикронном уровнях, что не только даёт долгосрочный вклад в экономическое развитие и стимулирует повышение вычислительных мощностей современных компьютеров, но и способствует накоплению знаний в фундаментальных областях науки.
Сложность структуры многокомпонентных наноразмерных систем стимулирует развитие методов микро- и наноспектроскопии. В настоящее время для определения характеристик поверхности тонких плёнок и особенностей их внутренней структуры применяются такие методы, как атомная и магнит-
Глава 2. Исследование структурных и магнитных характеристик гранулированных композитных плёнок
2.1 Получение образцов гранулированных плёнок и методы исследования
Композитные плёнки для исследований были получены методом ионнолучевого распыления на напылительной установке, спроектированной в Воронежском государственном техническом университете.
Напылительная установка представляет собой модернизированный вакуумный напылительный пост УВН-2М (рис. 2.1). В его вакуумной камере размещены 7 источников ионно-лучевого распыления (4). Шесть из них служат для напыления металлических, композитных, полупроводниковых или диэлектрических слоёв, один — для очистки подложки (5).
Источник ионно-лучевого распыления (рис. 2.2) состоит из двух постоянных магнитов, анодов, магнитных зазоров и корпуса магнитопровода. Магнитная система создаёт высокую напряжённость магнитного поля (« 80 кА/м) в магнитном зазоре. На анод источника приложено высокое положительное напряжение (1-4 кВ) от модернизированного высоковольтного блока питания БП-100.
Перпендикулярная конфигурация магнитного и электрического полей в зазоре источника приводит к возникновению самостоятельного тлеющего разряда. Ускоряемые электрическим полем ионы аргона бомбардируют мишень (3) в случае ионного распыления или подложку (7) в случае ионного травления. Благодаря тому, что магнитная система источника не связана с материалом мишени и наличию электронного компенсатора (6), нейтрализующего избыточный положительный заряд на распыляемой поверхности, данная установка позволяет распылять магнитные и немагнитные материалы.