Магнитные и спектральные микроособенности доменной структуры в слабоферромагнитных материалах - YFeO3, DyFeO3 и α-Fe2O3

• Автор: Абакумов, Павел Владимирович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Курск
• Количество страниц: 122 с. : ил.

Оглавление
Введение

Глава 1. Обзор литературы

1.1 Мультиферроики - перспективные материалы для микроэлектроники

1.2 Магнитная структура редкоземельных ортоферритов

1.3 Оптические свойства и магнитооптические эффекты в слабых ферромагнетиках

1.4 Динамика доменных границ в редкоземельных ортоферритах

1.5 Рамановская спектроскопия - основные теоретические сведения

1.6 Спектральные приборы для измерения раман-спектров

1.7 Колебания кристаллов и их симметрия

Глава 2. Методика экспериментальных исследований

2.1 Аппаратные возможности рамановского микроспектрометра
2.2 Методики получения ориентационных зависимостей КРС
2.3 Исследуемые образцы
2.4 Обоснование применимости расчетов спектров КРС в ортоферритах ab-initio
Глава 3. Результаты исследования
3.1 Магнито-оптические измерения
3.2 Магнитно-силовые исследования
3.3 Раман-визуализация доменной структуры тонкой структуры доменной 1раницы
3.4 Механизм формирования гиперспектральных распределений при изучении тонкой структуры ДГ иДС
Глава 4. Моделирование и применение колебательных спектров
4.1. Спектр комбинационного рассеяния света для YFeC>3 из первых принципов
4.2. Применение метода комбинационного рассеяния света для анализа минерального состава обогащаемой руды
Заключение
Список литературы

Введение
Актуальность темы. В компьютерной технике жесткие диски с магнитными головками (ШЮ) вытесняются твердотельными жесткими дисками (БвВ), обладающими очевидными преимуществами: скорость чтения любого блока данных независимо от физического расположения (более 200 Мб/с); энергопотребление при чтении данных с накопителя (приблизительно на 1 Вт ниже, чем у ШЖ); пониженное тепловыделение; бесшумность и высокая механическая надёжность.
Конструкция ЗББ имеет один транзистор с дополнительным парящим затвором, удерживающим электроны. Разница потенциалов между стоком и истоком приводит к созданию проводящего канала, по которому движутся электроны. Электрическое поле способно «выталкивать» электроны из канала на парящий затвор, где они могут сохраняться длительное время. Именно заряд парящего затвора определяет состояние ячейки флэш-памяти: стерта она или запрограммирована. Таким образом, такая ячейка может хранить лишь один бит информации. В БББ используются двух и трех уровневые ячейки, что увеличивает объем хранимой информации, однако усложняет алгоритмы работы устройства и уменьшает его износостойкость.
Принципиально иным способом хранения информации обладают фер-роэлектрические (БКАМ) и магниторезистивные (МЕТАМ) элементы. Так для ИГАМ основным элементом является конденсатор из двух пластин разделенных сегнетоэлектриком. Запись в ячейке РЙАМ основана на возбуждении электрическим полем атомов сегнетоэлектрика в одно из двух стабильных положений с разным направлением поляризации, что фактически совпадает с бинарным представлением: логической переменной «0» или «1».
Запись по технологии М31АМ основана на магнитных элементах из двух ферромагнитных слоев: первый - постоянный магнит, намагниченный в определённом направлении, второй - перемагничивающийся под действием внешнего поля, которые разделены тонким слоем диэлектрика. Устройство памяти организовано по принципу сетки, состоящей из отдельных «ячеек»,

содержащих элемент памяти и транзистор. Его работа основана на эффекте туннельного магнетосопротивления. Время записи в МВАМ не превышает
2.3 не, что более чем в 1000 раз быстрее, нежели время записи во флэш-память и в 20 раз быстрее скорости обращения к ЕИАМ. Очевидно, что скорость работы МЯАМ памяти определяется скоростью перемагничивания одного из магнитных слоев.
Открытие в 1988 году эффекта гигантского магнетосопротивления стало началом развития новой области электроники — спинтроники, с которой связываются надежды по решению проблемы объединения на одной платформе согласованные и взаимосвязанные магнитные (для записи информации) и электропроводящие (для обработки информации) среды. В этой связи наибольший интерес представляет группа веществ с электрическим и магнитным упорядочением - так называемые мультиферроики, характеризуемые, по крайней мере, двумя типами упорядочения различной природы [1]. В настоящее время исследователи, работающие в этой области науки, изучают магнитные и магнитооптические воздействия в полупроводниковых структурах, динамику и когерентные свойства спинов в конденсированных средах, а так же квантовые и магнитные явления в нанометровых структурах [1-5].
Цель работы: Целью данной диссертационной работы являлось исследование магнитных и спектральных микроособенностей доменной структуры в отдельных слабоферромагнитных материалах, обладающих разными типами магнитного и электрического упорядочения.
Научная новизна работы:
1. Получены результаты магнитооптических и магнитно-силовых исследований микроособенностей, неоднородностей и доменных образований в про-

составляет 1-5 см'1, а низкочастотная часть спектра может быть записана начиная от 50 - 60 см'1
В последнее время получили распространение так называемые раманов-ские микроскопы. В них первая ступень заменена notch или edge фильтром для отсечения лазерной линии (Рис. 15), что обеспечивает измерение стоксовой или антистоксовой компонент, соответственно. В этом случае достигается повышение пропускания и спектрального разрешения, по сравнению даже с двухступенчатым монохроматором.
Фокальная плоскость

I / і і і і і і і і і і /'
Edge/notch фильтр
11 1
Рисунок 15 - Оптическая схема «римановского микроскопа»
С появлением лазерных источников света и улучшением добротности оптических элементов рамановская спектроскопия получила относительно широкое распространение. Данный метод достаточно широко применяется и для изучения особенностей магнитоупорядоченных сред, таких как СивсО, [60], СиСг28е4 [61], Сг02 [62], манганиты лантана с легированием [63] и без [64] и т.д. Исследования ортоферритов с помощью КРС так же производятся [7, 25, 26, 65, 66]. Однако, стоит отметить, что все измерения спектров КРС (Рис. 16), описанные в этих работах, выполняются при рассеянии света с естественных граней монокристаллов. Исследования, проведенные таким образом, не дают полной информации об образце ввиду наличия в нем оптической оси, не совпадающей ни с одной кристаллографической осью.