Взаимосвязь магнитных, электрических и упругих свойств в манганитах и халькопиритах

• Автор: Защиринский, Денис Михайлович
• Шифр специальности: 01.04.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 129 с. : ил.

Содержание работы:

Введение

Глава I. Литературный обзор

1.1. Основные проблемы и направления развития спинтроники

1.2. Кристаллическая структура халькопиритов АиВ1УСу2:Мп

1.3. Магнитные и кристаллографические свойства перовскитов 11е1_хАхМпОз

1.4. Теория магнитнодвухфазного состояния в манганитах

1.5. Свойства манганитов с нестехиометрией по кислороду

1.6. Природа магнитокалорического эффекта

1.7. Магнитное охлаждение. Магнитный холодильник

1.8. Магнитокалорический эффект в манганитах

Глава II. Получение образцов и методики эксперимента
2.1.Получение образцов
2.2.Измерение парамагнитной восприимчивости
2.3.Измерение намагниченности
2.4.Измерение удельного электросопротивления и магнитосопротивления
2.5.Измерение теплового расширения и магнитострикции
2.6.Измерение магнитокалорического эффекта
Глава III. Новые материалы спинтроники
3.1 .Магнитные и электрические свойства 2пОеАз2:Мп
3.2.Обсуждение полученных результатов системы гпСеАзуМп
3.3.Магнитные и электрические свойства системы 2п81Аз2:Мп
3.4.Обсуждение полученных результатов системы 2п81Аз2:Мп

3.5.Магнитные свойства СсЮеАз2:Мп

Глава IV. Аномалии магнитосопротивления и объемной магнитострикции
4.1. Система Ьаі.хВахМп03
4.2.Система Ьаі.хСахМп03
4.3. Сильный э-с! обмен - основная причина гигантской объемной магнитострикции и колоссального магнитосопротивления в манганитах Ьаі_хАхМпОз (А = Са, Ва)
Глава V. Влияние дефицита кислорода на магнитные, электрические магнитоэлектрические и магнитоупругие свойства манганитов Гаі_х8гхМпОз_б
5.1.Экспериментальные данные и их обсуждения для манганитов
Ьаі_х8гхМп03_5 с х = 0, 0.2 и 0.4
5.2.Экспериментальные данные и их обсуждения для манганитов
Ьа0.98голМпОз.д
Глава VI. Магнитокалорический эффект и магнитные свойства манганитов 8шо.558г0.45МпОз.
Выводы
Список публикаций по теме диссертации
Список цитируемой литературы

ВВЕДЕНИЕ
Вот уже многие годы у исследователей всего мира не угасает интерес к магнитным полупроводникам (МП). Современное развитие техники выдвигает все новые и более жесткие требования к свойствам используемых материалов. В настоящее время все производители устройств, стремятся сделать свои аппараты компактным, надежным, энергоэффективным и конечно недорогим, поэтому просто необходимо, чтобы один и тот же элемент в микросхеме мог выполнять несколько различных операций. МП — это материалы, обладающие одновременно магнитными и полупроводниковыми свойствами.
МП были известны давно: первый ферромагнитный полупроводник (СгВг3) был получен ещё в 1961 году, а антиферромагнитный ещё раньше. За это время изменилось само понятие МП. Изначально МП считали любые полупроводниковые материалы с атомным магнитным порядком, но под это определение подпадает огромное количество простых и сложных веществ. В нас гоящее время МП считают материалы, для которых характерна сильная взаимосвязь магнитных и электрических свойств и магнитное взаимодействие осуществляется с участием электронов проводимости.
В последнее время в физике магнитных полупроводников активно развивается новое направление - спинтроника. Спинтроника - это раздел квантовой электроники, занимающийся изучением спинового токопереноса (спин-поляризованного транспорта) в твердотельных веществах, в частности в гетероструктурах ферромагнетик-парамагнетик или ферромагнетик-сверхпроводник. Некоторые авторы даже называют спинтропику - электроникой завтрашнего дня [1].
Современная электроника основана на использовании электрического тока, точнее, на движении электронов (от которых она и получила свое название). Через каждый элемент микросхемы для совершения логической операции протекает огромный поток электронов. До недавнего времени такая электроника всех устраивала пока характерными компонентами (начиная от спирали электроутюга до транзисторов в микрочипах процессоров) были достаточно велики. Но в последние годы наблюдается прорыв в область нанотехнологий, где характерные

Эффективность работы любого холодильника зависит от величины необратимой работы, которая выполняется за цикл. В магнитном холодильнике такой работы совершается меньше, чем в газовом. По теоретическими расчетам эффективность магнитного холодильного цикла в температурном диапазоне от 4.5 до 300 К может составлять от 38 до 60 % эффективности цикла Карно (около 52 % при температурах от 20 до 150 К, и около 85% в интервале от 150 до 300 К). Так же стоит отметить, что магнитный холодильник состоит из меньшего количества движущихся деталей, которые работают на низких частотах. Это позволяет уменьшить их износ и, следовательно, увеличить срок эксплуатации холодильника. Энергопотребление магнитного рефрижератора ниже, чем у обычного холодильника. По оценкам министерства энергетики США применение магнитных холодильников позволит снизить общее потребление электроэнергии в их стране на 5 %.
Эффективность работы магнитного холодильника зависит от двух главных параметров: рабочего охлаждающего тела (т.е. от величины МКЭ, которым обладает материал) и от величины внешнего магнитного поля. Именно поэтому ученые, инженеры и конструкторы стараются улучшить оба этих параметра в своих новых моделях.
В настоящее время магнитные холодильники можно разделить на два класса: системы, использующие сверхпроводящие магниты и системы на постоянных магнитах. Уже созданы рефрижераторы с магнитным охлаждением, которые используют сверхпроводящие магниты. Эти устройства обладают достаточно высокой выходной мощностью и большим интервалом рабочих температур. Такое оборудование можно использовать в промышленности: в системах
кондиционирования больших зданий, охлаждения больших хранилищ пищевых продуктов. Для домашних холодильников такая система не подходит из-за большой конечной себестоимости такого устройства. На постоянных магнитах пока удается создать небольшие по мощности холодильники для автомобилей или пикников. Несколько ведущих мировых компаний успешно занимаются улучшение свойств постоянных магнитов ШРеВ.
Большая экологическая безопасность - это ещё одно преимущество магнитного холодильника. Рабочее тело холодильника состоит из малотоксичных