Особенности структуры и резонансных магнитных свойств мультислойных пленок Co/Pd, Co/Pd/CoNi

• Автор: Шепета, Наталья Александровна
• Шифр специальности: 01.04.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Красноярск
• Количество страниц: 119 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ.
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА I. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Общая характеристика мультислойных пленок

1.2. Межслойное обменное взаимодействие

1.3. Структура и магнитные свойства мультислойных пленок

1.4. Структура и магнитные свойства мультислойных пленок Co/Pd

Постановка задачи исследования

ГЛАВА II. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ОБРАЗЦОВ. МЕТОД ИХ ПОЛУЧЕНИЯ

И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1. Метод получения образцов (химическое осаждение)
2.2. Рентгеноструктурный анализ
2.3. Методы магниторезонансных исследований
2.3.1. Ферромагнитный резонанс
2.3.2. Спин - волновой резонанс
2.3.3. Ядерный магнитный резонанс
2.4. Низкотемпературная зависимость намагниченности — метод определения намагниченности насыщения и обменного взаимодействия
2.5. Исследуемые образцы
Выводы ко II главе
ГЛАВА III. ИДЕНТИФИКАЦИЯ ОСОБЕННОСТЕЙ СТРУКТУРЫ
ИНДИВИДУАЛЬНЫХ СЛОЕВ Со МУЛЬТИСЛОЙНЫХ ПЛЕНОК Co/Pd МАГНИТОСТРУКТУРНЫМИ МЕТОДАМИ
3.1. Намагниченность насыщения и обменное взаимодействие
3.2. Рентгеноструктурные исследования
3.3. Магнитоструктурные исследования методом ядерного магнитного резонанса
Выводы к III главе
ГЛАВА IV. ФЕРРОМАГНИТНЫЙ И СПИН - ВОЛНОВОЙ РЕЗОНАНСЫ
В МУЛЬТИСЛОЙНЫХ ПЛЕНКАХ Co/Pd, Co/Pd/CoNi
4.1. Характеристика образцов, используемых для СВЧ - исследований
4.2. ФМР в мультислойных пленках Co/Pd, Co/CoNi, Co/Pd/CoNi
4.3. СВР в мультислойных пленках Co/Pd, Co/CoNi, Co/Pd/CoNi
Выводы к IV главе
ГЛАВА V. МАГНИТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ КОМПОЗИТА (Со/№)/Си ДО И ПОСЛЕ УДАРНО - ВОЛНОВОГО НАГРУЖЕНИЯ.
ОТСЛЕЖИВАНИЕ ДЕФОРМАЦИОННЫХ ПРОЦЕССОВ,
ПРОТЕКАЮЩИХ В МЕДИ
5.1. Введение в проблему
5.2. Структура планарного композита (Со/№)/Си до и после УВВ
5.3. Магнитная структура планарного композита (Со/№)/Си до и после УВВ.
Выводы к V главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

ВВЕДЕНИЕ.
Планарные металлические многослойные системы представляют собой новый класс наноструктурированных материалов, интенсивно изучаемых в современном материаловедении и физике магнитных явлений. В мультислойных металлических пленках экспериментально обнаружен целый ряд физических эффектов, обусловленных особенностями оптических, электрических и магнитных свойств, многие из которых находят техническое применение [1]. Здесь исследуются всевозможные комбинации: ферромагнетик / диамагнетик, парамагнетик, сверхпроводник, полупроводник. Для синтеза этих композиционно модулированных металлов используются разнообразные технологические методики: от новых, таких как молекулярно — лучевая эпитаксия, до известных более полутора столетий - электрохимическое либо химическое осаждение [2].
В настоящее время идет накопление экспериментальных данных измерений разнообразных физических свойств этого нового класса материалов [3]. Однако уже сейчас стало ясным, что многочисленные модификации этих физических свойств могут быть разбиты по механизмам, их определяющим, на две обширные группы. Одна из них сформирована характеристиками, обусловленными фактом модуляции электронной структуры в этих композиционных планарных системах. Вторая - характеристиками, зависящими от дефектов строения мультислойных пленок. Примером последних может служить перпендикулярная магнитная анизотропия в ферромагнитных мультислойных пленках, определяемая по Неелю особенностями межфазной поверхности (интерфейса) [4].
Этот пример иллюстрирует необходимость выявления эффектов, исследование которых приводит к выяснению взаимосвязи между дефектами мультислойных структур и их физическими свойствами.
Дефекты строения мультислойных металлических пленок условно могут быть идентифицированы как внешние и внутренние. К внешним разумно отнести особенности межфазной поверхности (ее морфологию: шероховатость и т.д.), а также дисперсию величин вектора модуляции структуры; к внутренним - многочисленные дефекты индивидуальных слоев металлов (вакансии, дислокации, границы зерен и т.д.).
Недостаточное внимание уделяется двум типам внутренних дефектов индивидуальных слоев в мультислойных пленках. Это случай технологически неизбежной для малых толщин слоев металлов (3-^20 А) перфорации индивидуальных слоев [5]. Второе -это реализация в тонких слоях (2(Н50 А) ферромагнитных 3-<1 металлов метастабильных атомных структур [6]. И тот, и другой тип дефектов могут существенно модифицировать
включений, дефектов, структурных размагничивающих полей, создаваемой доменной
структурой в динамическом режиме.
Рассмотрим магнитоизотропный ферромагнетик, имеющий форму эллипсоида
вращения с размагничивающими факторами
ЫхЩ+Ыг=4л. (11)
Пусть направление поляризации высокочастотного поля Ь~ совпадает с осью х. Постоянное магнитное поле Н наложено вдоль оси г. Вокруг направления поля будет прецессировать вектор магнитного момента Мо=.Ту, где у-объём образца. При этих условиях компоненты результирующего поля по осям:
Н,х—к-ЫхМпх;
Н,у=-Ыу Мо/, (12)
Нп=Н-Ы:М0:
ГД6 1х, 1у, "
компоненты переменной намагниченности 1=1ое1'Л,‘. Рассчитаем ларморову частоту прецессии спиновых моментов с учетом результирующего магнитного поля Нь Так как
§ = гКя], (13)
то после соответствующих вычислений выражение для собственной резонансной частоты
запишется в виде:
«О =ИК*Х+НН + {Ну ;]}- (14)
вместо а>о=уН .
Рассмотрим резонансные условия для тонких пленок. Если вектор намагниченности направлен параллельно плоскости пленки, то размагничивающие факторы Мх=Мг=0, а ^=4л (рис. 8.а), тогда
а}=?[Н(Н+4лМп)]. (15)
Если же вектор намагниченности ортогонален к поверхности (рис. 8.6), то Ых=]Му=0, Ы2=4л, а
а?=/[Н-47гМо]2. (16)
Из опытов по ферромагнитному резонансу определяется только величина эффективной намагниченности