Экспериментальное исследование динамики спиновой намагниченности металла вблизи поверхности методом ЭПР

• Автор: Романюха, Александр Алексеевич
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Свердловск
• Количество страниц: 137 c. : ил

1. ОБЗОР ОСНОВНЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ И ТЕОРЕТИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ СРЭП В МЕТАЛЛАХ

1.1 Модифицированное уравнение Блоха

1.2 Решение модифицированного уравнения Блоха в рамках феноменологического подхода

1.3 Феноменологическое описание формы линии СРЭП

1.4 Микроскопическое описание поверхностной релаксации

1.5 Постановка задачи

2. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА

2.1 Технология приготовления образцов

2.2 Методика измерения толщины пленок и защиты их

от окисления

2.3 Аппаратура для записи сигналов СРЭП и ФМР

3. СПИНОВЫЙ РЕЗОНАНС В УСЛОВИЯХ КРОСС-РЕЛАКСАЦИИ ЭЛЕКТРОНОВ ПРОВОДИМОСТИ И МАГНИТНЫХ МОМЕНТОВ
НА ПОВЕРХНОСТИ ОБРАЗЦА
3.1 Особенности экспериментальной методики и результаты измерений
3.2 Анализ формы линии
3.3 Интерпретация и обсуждение экспериментальных результатов
Выводы
4. СИЛЬНАЯ ПОВЕРХНОСТНАЯ МАГНИТНАЯ РЕЛАКСАЦИЯ ЭЛЕКТРОНОВ ПРОВОДИМОСТИ
4.1 Особенности экспериментальной методики и результаты измерений
4.2 Теория формы линии резонанса
4.2.1 Несимметричные граничные условия
4.2.2 Анализ формы линии при симметричных граничных условиях
4.3 Интерпретация и обсуждение полученных экспериментальных результатов
Выводы
5. ОСОБЕННОСТИ ФЕРРОМАГНИТНОГО РЕЗОНАНСА В ПЛЕНКАХ ЖЕЛЕЗА ПРИ НАНЕСЕНИИ НА ИХ ПОВЕРХНОСТЬ ПАРАМАГНИТНОГО МЕТАЛЛА
5.1 Методика и результаты эксперимента
5.1.1 Результаты исследования ФМР в пленках железа
5.1.2 Методика и результаты эксперимента в биметаллических образцах
5.2 Теория размерной зависимости ширины линии
5.3 Обсуждение результатов
Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
Одним из важных направлений физики твердого тела является исследование свойств металлических пленок. Во многом этот интерес обусловлен их широким применением в технике. Металлические пленки используются в микроэлектронике и оптике, служат антикоррозийными покрытиями, а современные элементы СВЧ-трактов также представляют собой пленочные структуры.
Наличие в металлах электронов проводимости, обладающих ненулевым спиновым моментом, позволяет применить для их изучения электронный парамагнитный резонанс (ЭПР). С помощью этого метода можно определить времена спин-спиновой и спин-решеточной релаксации электронов, фермижидкостные параметры, коэффициент спиновой диффузии, высокочастотное сопротивление и ряд других параметров. Однако интерпретация результатов исследования металлов методом ЭПР существенно усложняется из-за высокой подвижности в них электронов проводимости, которая приводит к большому числу их столкновений с поверхностью за время релаксации неравновесной спиновой намагниченности. Вследствии этого параметры спектра спинового резонанса сильно зависят от магнитных свойств поверхности образца.
Помимо чисто практического интереса к изучению поверхностной магнитной релаксации в металлических пленках, это важно и потому, что использование в резонансных экспериментах образцов в виде пленок и фольг, в которых наиболее ярко проявляются поверхностные эффекты, объясняется как требованиями методики эксперимента ( исследования резонансного прохождения

обильное выделение газов и ухудшение вакуума под колпаком УВН-2М-2. После некоторого промежутка времени (для лития около 40 мин.) это газовыделение снижается и осаждение металла на подложку происходит в более чистых условиях.
Очень важно, чтобы литий не полностью испарялся из тигля, поскольку в осадке содержится большее количество тяжелых примесей, чем в остальном объеме. Количество лития в нашей конструкции испарителя позволяло выполнить это условие, после напыления образцов в тигле оставалось около 1/4 начального количества лития.
Для напыления железа использовался алундовый тигль с нагревателем также в виде вольфрамовой спирали. При напылении железа мы, в основном, придерживались таких же правил как и в случае лития за исключением того, что поскольку температура испарения железа примерно на 1000° выше чем лития, . время отжига перед испарением увеличивалось до 3 - 4 часов. Это связано с тем, что за счет высокой температуры испарителя происходит нагрев и дополнительное газовыделение с поверхностей подколпачного устройства. Кроме того, необходимо было избегать слишком большой загрузки железа в тигль, так как, если она превысит 30% веса вольфрамовой спирали, то это приведет к разрушению нагревателя испарителя [79].
Как уже указывалось, другим значительным источником загрязнения пленок могут быть остаточные газы под колпаком.
Для уменьшения их влияния проводилась длительная ионная очистка подколпачного устройства с помощью газового разряда (см. рис. 2.1, электроды газового разряда (12)). Вакуум во
время напыления пленок составлял обычно 10 Topp. Такой ва-