Магнитооптика тонких пленок манганитов La0.7Sr0.3MnO3 и Pr1-xSrxMnO3

• Автор: Гребенькова, Юлия Эрнестовна
• Шифр специальности: 01.04.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Красноярск
• Количество страниц: 106 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Структуры ЬаМпОз - Lai.xSrxMn03 - БгМпОз и РгМпОз - Pri-xSrxMn03 -SrMnO

1.2. Магнитные свойства пленок Еа0.7Бго.зМпОз, Рго.вБгодМпОз и Pr0.6Sr0.4MnO

1.2.1. Природа магнетизма в замещенных манганитах

1.3. Оптическая проводимость и Магнитооптические исследования манганитов

1.4. Зонная структура манганитов

ГЛАВА 2. ОБРАЗЦЫ И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТОВ

2.1. Получение и характеристика образцов

2.2.Методика измерений

ГЛАВА 3. СТРУКТУРА, МОРФОЛОГИЯ И МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА ПЛЕНОК ЬаотБго зМпОз и Pr,.xSrxMn03 (х = 0.2 и 0.4)
3.1. Структура образцов и морфология их поверхности
3.2. Полевые и температурные зависимости намагниченности пленок ЬаолБго.зМпОз
3.3. Полевые и температурные зависимости намагниченности пленок Рг].хБгхМпОз
(х = 0.2 и 0.4)
3.4 Обсуждение результатов
ГЛАВА 4. МАГНИТНЫЙ ДИХРОИЗМ И ОПТИЧЕСКОЕ ПОГЛОЩЕНИЕ В ПЛЕНКАХ Ьао.уБго.зМпОз
4.1. Экспериментальные спектры поглощения
4.2. Магнитный круговой дихроизм: экспериментальные результаты
4.3. Магнитный линейный дихроизм: экспериментальные результаты
4.4. Разложение экспериментальных магнитооптических спектров на компоненты
4.5. Обсуждение результатов
ГЛАВА 5. МАГНИТНЫЙ КРУГОВОЙ ДИХРОИЗМ И ОПТИЧЕСКОЕ ПОГЛОЩЕНИЕ В ПЛЕНКАХ Рго.68г0.4МпОз и Рг0.88г0.2МпОз
5.1. Экспериментальные спектры поглощения
5.2. Магнитный круговой дихроизм: экспериментальные результаты
5.3. Разложение экспериментальных спектров магнитного кругового дихроизма на компоненты
5.4. Обсуждение результатов
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность
Замещенные манганиты со структурой перовскита, описываемые общей формулой К1.хАхМпОз, где Я - трехвалентный редкоземельный ион, а А -двухвалентный ион щелочного металла, являются одними из центральных
объектов исследований в современной физике магнитных явлений. Исходные члены этого ряда ЯМпОз являются Моттовскими диэлектриками с антиферромагнитным основным состоянием. При замещении части ионов редкой земли двухвалентными ионами щелочного металла возникает большое разнообразие магнитных и электрических фаз, свойства которых зависят от типа двухвалентных ионов и их концентрации. В частности, в области значений х от ~
0.2 до ~ 0.5 соединения, как правило, находятся в ферромагнитной металлической фазе. Особый интерес к этим материалам связан с их уникальными магнитными и транспортными свойствами [1-6], такими, как колоссальное магнитосопротивление [2, 4, 6], зарядовое, спиновое и орбитальное упорядочение [1], спин-поляризованное туннелирование носителей зарядов [5, 6]. Открытие колоссального магнитосопротивления вызвало взрывной интерес к замещенным манганитам и бурному развитию теоретических исследований их электронной и магнитной структуры. Однако, не смотря на активное изучение подобных материалов, многие их аспекты остаются до конца не выясненными. Стоит отметить, что при переходе от массивных кристаллов к тонкопленочным образцам, которые чрезвычайно востребованы в случае практических приложений, физические свойства последних могут также зависеть от природы подложки [7-9], толщины слоя и разнообразных поверхностных эффектов [10-13].
Оптические свойства замещенных манганитов чрезвычайно интересны и сами по себе, и как источник информации об особенностях электронной структуры соединений. Однако в спектрах оптической проводимости манганитов в видимой и ближней инфракрасной областях спектра наблюдается лишь одна широкая полоса (иногда со слабо заметной тонкой структурой). Это привело к

смесь АгЮ2 = 4/1. Остаточное давление в камере перед напылением составляло 3-10'6 Торр, рабочее суммарное давление смеси - 3• 10“3 Торр.
Толщина пленок задавалась временем напыления и определялась ex-sity с помощью рентгеновского флуоресцентного анализа. Толщины исследуемых образцов представлены в Таблице 2.1. Химический состав полученных пленок был исследован методом Резерфордовского обратного рассеяния (Rutherford back scattering spectrometry - RBS). Проведенный методом RBS химический анализ показал, что состав полученных пленок в пределах точности метода совпадает со стехиометрией соединения.
Таблица 2.1. Толщины исследуемых пленок
№ образца 1 2 3 4
без обработки подложки d (Lao.ySro^MnCh) нм 20 50 75 90
d (Pro.ôSro^MnCh) нм 20 30 50 80
d (Рго.вЗго.гМпОз) нм 20 30 50 100
№ образца 1’ т 3’ 4’ 5’
с обработкой подложки d (Lao ySrojMnCb) нм 30 80 90
2.2. Методика измерений
Рентгенограммы исследуемых пленок были получены на порошковом дифрактометре Bruker D8 ADVANCE с линейным детектором VANTEC. Измерения проводились с помощью Си K(Xij2 - излучения при 40 кВ and 40 мА в Институте физики им. JI.B. Киренского СО РАН. Шаг сканирования по углу 20 в диапазоне от 10° до 140” составлял 0.016° с экспозицией в каждой точке 10 секунд. Рефлексы от подложки были смоделированы отдельными пиками с профилем Пирсон VII, остальные рефлексы подгонялись соответствующими фазами методом Ритвельда. В качестве исходной структуры была взята структура