Исследования магнитных свойств поверхности слабо ферромагнитных кристаллов

• Автор: Вчерашний, Даниил Борисович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 127 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ИССЛЕДОВАНИЯ ЯВЛЕНИЙ В ПОВЕРХНОСТНЫХ СЛОЯХ

МАГНИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ

§1.1. Поверхностные явления в магнитных материалах

§ 1.2. Методы исследований поверхности магнетиков

§1.3. Экспериментальные исследования свойств поверхности

ВЫВОДЫ к главе 1 и постановка задачи

ГЛАВА 2. ПРИМЕНЕНИЕ ЭФФЕКТА МЕССБАУЭРА ДЛЯ

ИССЛЕДОВАНИЙ МАГНИТНОГО ПОВЕДЕНИЯ КРИСТАЛЛОВ

§2.1. Основные положения эффекта Мессбауэра
§2.2. Мессбауэровская спектроскопия как метод исследования
магнитных свойств кристаллов §2.3. Разновидности Мессбауэровской спектроскопии
§2.4. Метод селективной по глубине конверсионной электронной
мессбауэровской спектроскопии (СГКЭМС)
ВЫВОДЫ к главе 2
ГЛАВА 3. ОДНОВРЕМЕННАЯ ГАММА, РЕНТГЕНОВСКАЯ И
ЭЛЕКТРОННАЯ МЕССБАУЭРОВСКАЯ СПЕКТРОСКОПИЯ ПРИ НИЗКИХ ТЕМПЕРАТУРАХ
§3.1. Низкотемпературная система для мессбауэровских исследований 63 свойств поверхности и объема макроскопических кристаллов §3.2. Метод ОГРЭМС при низких температурах
ВЫВОДЫ к главе 3
ГЛАВА 4. ВЛИЯНИЕ ПОВЕРХНОСТИ НА МАГНИТНОЕ
ПОВЕДЕНИЕ ЕеВОз.
§4.1. Кристаллическая и магнитная структура ЕеВОз
§4.2. Влияние поверхности на эффективные магнитные поля в БеВОз. 79 При комнатной температуре §4.3. Критическое поведение поверхности ЕеВОз.

ВЫВОДЫ к главе 4
ГЛАВА 5. ИССЛЕДОВАНИЕ СПИН-ПЕРЕОРИЕНТАЦИОННОГО
ФАЗОВОГО ПЕРЕХОДА И СВЕРТОНКИХ ПАРАМЕТРОВ НА ПОВЕРХНОСТИ И В ОБЪЕМЕ МОНОКРИСТАЛЛОВ а-Ее
§5.1. Магнитные свойства кристаллов а-Ге203
§5.2. Влияние поверхности на параметры сверхтонких взаимодействий 96 кристалла а-Ее203.
§5.3. Исследования СПФП на поверхности и в объеме монокристаллов 101 а-Ге
ВЫВОДЫ к главе 5
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ВВЕДЕНИЕ
Интерес к свойствам поверхностных слоев макроскопических кристаллов возник в связи с необходимостью развития твердотельной электроники, оптоэлектроники, создания запоминающих устройств со сверхвысокой плотностью, разработки новых катализаторов, антикоррозийных покрытий и т.п. Поэтому с конца 1960-х годов стремительно растет число работ, посвященных исследованиям свойств поверхности твердых тел. В результате этих исследований выявилась значимость роли поверхности в формировании свойств различных материалов и, следовательно, необходимости изучения ее физико-химических параметров.
Следует отметить, что еще в 1935 г. Л. Д. Ландау и Е.М. Лифшицем и в 1953 г. Л. Неелем было показано, что поверхность играет важную роль в формировании свойств ферромагнетиков. Тем не менее, только с начала 70-х годов наблюдается резкий рост количества работ, посвященных изучению свойств поверхности в таком обширном классе твердых тел, как магнитные материалы. Теоретические рассмотрения магнитных свойств макроскопических кристаллов основано на том, что как трехмерные объекты они обладают идеальной периодичностью в трех измерениях и их свойства можно описать методами, основанными на такой периодичности. Поверхность ограничивает периодичность в одном направлении и может приводить к значительным изменениям магнитных свойств как в поверхностном слое, так и в объеме кристаллов. Возможны также ситуации, когда появление такого «дефекта», как поверхность, вносит такие * существенные “возмущения”, что свойства кристалла могут отличаться как от свойств макроскопического объемного образца, так и от свойств тонкого

Прямые экспериментальные доказательства существования на поверхности макроскопического кристалла переходного слоя были представлены в работах /52/. Эти результаты были получены с использованием нового метода одновременной гамма, рентгеновской и электронной мессбауэровской спектроскопии (ОГРЭМС) /53,54/. Метод ОГРЭМС основан на одновременной регистрации трех вышеупомянутых видов излучения, чьи длины свободного пробега в кристалле различны, и поэтому он позволяет извлекать информацию из поверхностного слоя и объема кристалла также одновременно.
Методом ОГРЭМС были исследованы свойства поверхности и объема массивного антиферромагнитного кристалла РезВОб. В результате было экспериментально показано, что на поверхности РезВОб существует “переходный” слой, в котором ориентация магнитных моментов ионов железа отличается от ориентации магнитных моментов ионов железа, занимающих положения в объеме образца/52/. Послойными исследованиями было установлено, что толщина “переходного” слоя составляет -300 «и. По мере приближения к поверхности кристалла угол отклонения магнитных моментов ионов железа от ориентации их в объеме (нижняя граница “переходного” слоя) плавно возрастает до величины угла, соответствующего ориентации моментов ионов, расположенных на поверхности кристалла (верхняя граница “переходного” слоя). Среднее значение величины угла скоса спинов в “переходном” слое для данного типа кристаллов составило <0>яв 10° при комнатной температуре /52/. А исследование поверхности кристаллов Ре2>75Паод5ВОб показали, что замещение в Ре3ВОб 9% ионов железа диамагнитными ионами галлия на порядок увеличивают толщину “переходного” слоя /55/.
В /10/ была рассмотрена двухмерная модель простого ферромагнетика с намагниченностью в объеме, перпендикулярной поверхности. На