Магнитные и электрические свойства кристаллов Fe1-xCoxSi

• Автор: Юркин, Глеб Юрьевич
• Шифр специальности: 01.04.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Красноярск
• Количество страниц: 107 с. : ил.

Содержание
ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. ОСОБЕННОСТИ ФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ
СИСТЕМЫ Бе^Со^
1.1. Структурные свойства Ге1_хСох
1.2. Магнитотранспортные свойства Fei.xCo.xSi
1.3. Особенности магнитосопротивления Ге|.хСох
1.4. Зависимость сопротивления Ре|.хСох81 от давления
1.5. Аномальный эффект Холла
1.6. Коэффициент Зеебека
1.7. Описание магнитных свойств Ре[.хСох81 с помощью модели 1Л)А+ВМГТ
1.8 Постановка задач
Глава 2. МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ И ИССЛЕДОВАНИЯ СВОЙСТВ Бе^Со^
2.1. Методики получения кристаллов
2.1.1. Метод газового транспорта
2.1.2. Описание установки для роста монокристаллов
2.1.3. Приготовление поликристаллических образцов
2.2. Определение структуры и количественный анализ образцов
2.2.1. Полуколичественный метод определения состава вещества
2.2.2. Рентгенофазовый анализ исследуемых образцов
2.3. Магнитометрические методы
2.3.1. Физические основы квантовой магнитометрии
2.3.2. Исследование магнитных характеристик при помощи СКВИД-магнитометра
2.3.3. Система стабилизации параметров механических колебаний образца в высокотемпературном вибрационном магнитометре
2.4 Четырехзондовый метод измерения сопротивления
Выводы

Глава 3. СТРУКТУРА И СОСТАВ ПОЛИ- И МОНОКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ Ее,_хСох
3.1. Спектры рентгеновской дифракции
3.2. Состав образцов
Выводы
Глава 4. МАГНИТНЫЕ И ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА Бе^Со^
4.1. Результаты магнитометрических исследований
4.2. Обсуждение результатов магнитостатических исследований.
4.3. Электрические свойства кристаллов
Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ВЫВОДЫ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ.

Введение
Актуальность
На протяжении нескольких десятков лет фундаментом информационных технологий служила полупроводниковая электроника, основанная на операциях с электрическими зарядами электронов. Но улучшать характеристики полупроводниковых интегральных схем с каждым годом становится все труднее и труднее. «Зарядовая электроника» почти исчерпала свои ресурсы. Одной из возможных альтернатив является «спиновая электроника» — спинтроника, в которой функции зарядов выполняют электронные спины.
Впервые термин «спинтроника» был использован в совместном сообщении знаменитых Лабораторий Белла (Bell Labs) и ученых Йельского университета, которое датировано 30.07.1998. Специалисты выделяют три главных направления ее развития: квантовый компьютер, спиновый полевой транзистор и спиновая память.
Остановимся подробнее на спиновом полевом транзисторе SFET (spin field-effect transistor) [1]. Первые попытки создания спинового транзистора, в котором в качестве инжектора спинов использовались ферромагнитные контакты из железа, никеля и кобальта, потерпели крах. Все дело в том, что такой способ "впрыска" спинов через границу ферромагнитный металл/полупроводник малоэффективен (число поляризованных спинов всего около 1%) из-за большого различия в их проводимостях. Исследователями был предложен еще один вариант: нужно создавать новый класс материалов - магнитные полупроводники, которые, с одной стороны, были бы источниками спин-поляризованных электронов (спины выстроены в выбранном направлении), а с другой - легко интегрировались с традиционными полупроводниковыми устройствами. На текущий момент такие магнитные полупроводники уже существуют, например, GaMnAs и Cdi.xMnxGeP2, на их основе осуществляются попытки создания спиновых устройств [2]. Как только будет налажено промышленное производство спиновых транзисторов, сразу же возрастет быстродействие, уменьшится

В ОМБТ спектральная функция зависит от температуры. На рис. 18 представлены ОМРТ плотности состояний, полненные при Т=58 К и Т=232 К при помощи строгой методики диагонализации.
Можно заметить, что значение плотности состояний в пике максимума больше, чем 1 состояние/эВ при Т=58 К, но становится меньше, чем 1 при Т=232 К. Кроме того, при Т=58 К выполняется стонеровский критерий для магнетизма, чего не наблюдается при Т=232 К. Этот результат согласуется с экспериментальным значение температуры Кюри Тс=50 К.
Далее приводится количественный анализ магнетизма. Вычисления БМРТ для Ре1_хСох81 были выполнены для различных концентраций х. Результаты для х=0.36 и х=0.66 представлены на рис. 19. Можно заметить, что для х=0.36 плотность состояний на уровне Ферми Р1(ЕР) > 1, а для х=0.66 >1(ЕР) < 1. Согласно стонеровскому критерию, магнитное и немагнитное основные состояния существуют при х=0.36 и х=0.66, соответственно, что согласуется с экспериментальными данными.
Рис.19 Плотности состояний датированного Не81 при Т=58 К для х = 0,36 (коричневая линия) и х = 0,66 (красная линия)