Упругие, неупругие и магнитные свойства гранулированных нанокомпозитов (Co45Fe45Zr10)x(Al2O3)100-x, Cox(CaF2)100-x и Cox(PZT)100-x

• Автор: Тарасов, Дмитрий Павлович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 147 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1 Методы получения гранулированных композитов

1.2 Структура гранулированных композитов

1.3 Физические свойства гранулированных нанокомпозитов

1.3.1 Электрические свойства нанокомпозитов металл - диэлектрик

1.3.2 Магнитные свойства нанокомпозитов металл — диэлектрик

1.4 Физические свойства и структура кобальт - содержащих систем

1.5 Физические свойства и структура цирконий — содержащих систем

1.5.1 Физические свойства тонкопленочных
цирконий - содержащих систем
1.5.2 Физические свойства и структура цирконата - титаната свинца
1.6 Постановка задачи исследований
ГЛАВА 2. ПОЛУЧЕНИЕ ОБРАЗЦОВ И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА
2.1 Получение гранулированных композитов металл-диэлектрик
2.2 Методика измерения внутреннего трения
2.3 Оценка возможности наблюдения внутреннего трения
в тонких пленках
2.4 Методика измерения намагниченности гранулированных композитов
2.5 Методика исследования диэлектрической проницаемости гранулированных композитов
2.6 Анализ структуры образцов
ГЛАВА 3. УПРУГИЕ И НЕУПРУГИЕ СВОЙСТВА НАНОКОМПОЗИТОВ (Co45Fe45Zr]o)x(Al20з)loo-x, СоДСэБгоо-х и Cox(PZT)loo-x
3.1 Высокотемпературный фон внутреннего трения в нанокомпозитах (Co45Fe45Zr]o)x(Al20з)юо-х, Сох(СаР2)юо-х и Со,ЙТ)1оо.х
3.2 Упругие и неупругие свойства нанокомпозитов (С045ре457Г1о)х(А120з)кх)-х, Сох(Сар2)юО-х И Cox(PZT)l00-x в области температур
175-275 К
ГЛАВА 4. РЕАЛИЗАЦИЯ СЕГНЕТОЭЛЕКТРИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ В ПОДВЕРГНУТЫХ ТЕРМИЧЕСКОМУ ОТЖИГУ ОБРАЗЦАХ КОМПОЗИТОВ Сох(ргт),оо-Х
4.1 Реализация сегнетоэлектрического фазового перехода в композитах Сох(РгТ)10о-х
4.2 Возникновение сегнетоэлектрической доменной структуры
в композитах Сох(РгТ)юо-х
ГЛАВА 5. МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА ГРАНУЛИРОВАННЫХ НАНОКОМПОЗИТОВ Сох(РгТ)100-х
5.1 Магнитные , свойства свежеприготовленных образцов гранулированных нанокомпозитов Сох(Р7Л')юо-х
5.2 Влияние термического отжига на магнитные свойства композитов
Сох(Р7Т)|00-х
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы
В последние годы в физике твердого тела существенно возрос интерес к гетерогенным структурам с характерным масштабом неоднородностей порядка 1-10 нм. Уже первые исследования показали, что благодаря квантовым эффектам и высокому вкладу поверхностной составляющей энергии наночастиц, они приобретают уникальные физические свойства. Однако, в отличие от случая канонических композиционных материалов, свойства которых изучены и могут с определенной точностью прогнозироваться на основе знаний свойств компонентов и их связности, физика нанокомпозитных конденсированных сред находится в начале своего развития, которое стимулируется большой практической значимостью этих материалов.
В числе таковых выделяют гранулированные нанокомпозиты, характеризующиеся сосуществованием ультрадисперсных металлической и диэлектрической фаз. Такое строение обусловливает появление у данных объектов ряда физических свойств, отличающих их от обычных материалов.
В частности, некоторые наногранулированные системы типа «ферромагнитный металл - диэлектрик» характеризуются эффектом гигантского магнитосопротивления, малой магнитной анизотропией и другими особенностями, обусловливающими их использования в технике СВЧ, а также в качестве датчиков магнитного поля и в других электронных устройствах.
В настоящее время акцент преимущественно делается на изучении электрических и магнитных свойств наногранулированных конденсированных сред. Вместе с тем, механизмы наблюдаемых в них явлений и закономерности их изменения под действием влияющих факторов, до сих пор в полной мере не выяснены. Поэтому целесообразно расширить круг экспериментальных методов изучения наногранулированных материалов, включив в него методы, обладающие высокой чувствительностью к структурным перестройкам.

68, 76], среда может быть немагнитным металлом, как, например, в случае гранулированных систем Со-Си или Бе-Си [77-78]. Суперпарамагнитные свойства наблюдались и в ферромагнитных наногранулах, распределенных в полимерной матрице [41], или просто напыленных на непроводящую подложку [39]. Во всех случаях классическим условием существования суперпарамагнетизма является отсутствие взаимодействия между ферромагнитными гранулами [79].
Если намагниченность системы гранул измеряется в режиме, для которого характерное время измерения сравнимо с тогда магнитные моменты будут успевать релаксировать к равновесному состоянию. Этот эффект носит название магнитной вязкости [71]. Намагниченность системы гранул как функция времени после изменения внешнего магнитного поля может быть выражена следующим соотношением [73]
Г ег Л
М{()
1- |ехр(-1/0е-£,к*т)п(Е)с1Е

(1.5)
где п(Е)ЛЕ - доля частиц, у которых энергетический барьер находится в интервале от Е до Е+с1Е. Выражение (1.5) может быть упрощено [68]:
М(Т) = М0 (1 - п(Ё)кБТ 1п(г/о)), (1.6)
где Е - среднее значение энергетического барьера, обусловленного анизотропией, которое может быть преодолено за время проведения одного измерения.
При охлаждении суперпарамагнетика происходит уменьшение величины тепловой энергии и при некоторой температуре, называемой температурой бифуркации или температурой блокировки (ТБ), энергия магнитной анизотропии оказывается выше, чем величина разориентирующей тепловой энергии. В таком состоянии магнитные моменты гранул оказываются «замороженными» вдоль оси легкого намагничивания (при условии отсутствия внешнего поля). Таким образом, ниже температуры