Магниторефрактивный эффект в гранулированных нанокомпозитах

• Автор: Козлов, Андрей Александрович
• Шифр специальности: 01.04.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 129 с. : ил.

Глава 1. Наноматериалы

1.1. Нанокристаплическне твердые тела

1.2. Многослойные наноструктуры

1.3. Гранулированные нанокомпозиты

1.3.1. Магнитные свойства нанокомпозитов

1.3.1.1. Магниторезистивные свойства нанокомпозитов

1.3.1.2. Особенности магнитных свойств нанокомпозитов

1.3.2. Получение нанокомпозитов с высокими значениями магнитосопротивления

Глава.2. Магнитооптические исследования шрторазмерных нанокомпозитов

2.1. Классификация магнитооптических эффектов

2.2. Феноменологическое описание магнитооптических эффектов

2.3. Магнитооптические свойства наноструктур
2.3.1. Магниторефрактивный эффект
Глава. 3. Методы измерения и экспериментальные установки
3.1. Фурье-спектроскопия
3.2. Магнитооптические установки для исследования магнитоотражения
3.3. Методики измерений магниторефрактивного эффекта на отражение
3.4. Магнитооптическая установка для измерения магниторефрактивного эффекта в проходящем излучении
3.5. Магнитооптическая установка и методика измерения экваториального эффекта Керра
3.6. Методика определения оптических констант многослойных материалов
Глава 4. Образцы
4.1. Аморфные гранулированные композиционные материалы ферромагнитный металл-диэлектрик
4.2. Гранулированные композиционные материалы ферромагнитный металл-диэлектрик, обладающие гигантским туннельным магнитосопротивлением

Глава 5. Магнитооптические и оптические свойства нанокомпозитов
5.1. Дисперсия оптического отражения и магнитооптических эффектов
5.1.1. Дисперсия оптического отражения
5.1.2. Дисперсия магниторефрактивного эффекта
5.1.3. Дисперсия экваториального эффект,?. Керра
5.2. Полевые зависимости магнитооптических эффектов
5.2.1. Полевые зависимости магниторефрактивного эффекта
5.2.2. Полевые зависимости экваториального эффекта Керра
5.3. Поляризационная и угловая зависимости магниторефрактивного эффекта
и оптического отражения
5.4. Экспериментальное определение оптических констант
5.5. Расчет частотной, угловой и поляризационной зависимостей магниторефрактивного эффекта
5.6. Магниторефрактивный эффект в проходящем излучении
Выводы
Цитируемая литература
Литература по теме диссертации

Явление магиитосопротивления в его экстремальных проявлениях: гигантское -в многослойных структурах ферромагнитный металл — немагнитный металл, гигантское туннельное - в гранулированных структурах ферромагнитный металл — диэлектрик, а также колоссальное - в ферромагнитных полупроводниках, давно приковывает внимание исследователей.
В данной работе представлены результаты исследований магнитных, магнитооптических и некоторых других физических свойств современных, искусственно синтезируемых наноразмерных ферромагнетиков, которые в соединениях ферромагнитный металл-диэлектрик, получили название нанокомпозитов. Размер гомогенности таких структур составляет 1-10 нм. Нанокомпозиты ферромагнетик-диэлектрик, выявившие практически в первых исследованиях ряд важных и необычных транспортных свойств и, в первую очередь, туннельное магнитосопротивление (ТМС) [1] и гигантский Холл-эффект [2], сразу попали во внимание и практиков, и исследователей. Интерес, однако, не ограничился только магнитотранспортными свойствами. В ряде магнитоупорядоченных наноструктур, таких как Со-СиО, Со-• АЬОз, наряду с гигантским и туннельным магнитосопротивлением [3], в области видимого и близкого инфракрасного (ИК) диапазонов длин волн были обнаружены линейные и нелинейные оптические и магнитооптические эффекты (МОЭ) [4-6]. Показано, что для широкого набора составов кристаллических и аморфных нанокомпозитов с магнитными наногранулами, внедренными в матрицу из оксида кремния или алюминия, оптические и магнитооптические (МО) свойства существенным образом отличаются от соответствующих свойств массивного твердого тела и находятся в сильной зависимости от различных структурных параметров [7-8]. Наиболее яркие отклики взаимодействия излучения оптического и особенно инфракрасного диапазонов с ферромагнетиками, содержащими магнитные неоднородности нанометрово-го размера, на воздействие магнитного поля состоят в появлении нелинейного по намагниченности гигантского магнитооптического эффекта - магниторефрактивного эффекта (МРЭ). МРЭ в ИК диапазоне выявляет своеобразную частотную зависимость и превышает традиционные нечетные и четные МО эффекты отражения в десятки раз. В целом, все - электрические, магнитные и оптические свойства гранулированных металлодиэлектрических структур зависят от концентрации ферромагнит-

Глава 4. Образцы
4.1. Аморфные гранулированные композиционные материалы ферромагнитный металл - диэлектрик.
Пленки аморфного ферромагнитного сплава Co4sFe45Zrio в аморфной матрице двуокиси кремния a-SiCh были получены методом ионно-лучевого распыления составных мишеней. Многокомпонентная мишень представляла собой литую основу из соответствующего ферромагнитного сплава размером 270x80 мм2, на поверхности которой перпендикулярно продольной оси размещались пластины диэлектрического материала - кварца шириной 9лш. Напыление осуществлялось в вакууме М0‘5 Topp на неподвижные водоохлаждаемые ситалловые подложки. При одновременном распылении металлического сплава и диэлектрика из составной мишени с переменным расстоянием между пластинами кварца в едином технологическом цикле формировалась гранулированная структура с широким и непрерывным набором концентраций металлической фазы. Значения концентраций металлической фазы х находились в
Рис. 11. Микроструктура и электронограмма композита (Со45Ке452гю)б2,4(510| 7)з76, напыленного на неподвижную водоохлаждаемую подложку.
интервале от 30 до 65 атомных процентов. Исследование магнитосопротивления показали (рис.4), что с увеличением доли металлической фазы МС изменяется не монотонно, с ярко выраженным максимумом вблизи порога перколяции (х = 43 ат.%) и последующим снижением величины МС до нуля за порогом перколяции. Величина в максимуме - это гигантское магнитосопротивление, достигающее 3.5%. По данным электронно-микроскопических исследований ^полученные композиты представляли собой аморфные металлические гранулы размером от 2 до 7 нм (в зависимости от со-