Получение и свойства наноструктурированных материалов на основе ферромагнитной халькогенидной шпинели

• Автор: Ким Дон Су
• Шифр специальности: 02.00.21
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 159 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ

1.1. Спинтроника перспективное направление развития .

информационных технологий

1.2. Природа магнитных полупроводников и

роль свободных носителей

1.3. Способы управления магнитным состоянием полупроводника

1.4. Особенности магнитных свойств малых частиц

1.5. Выбор условий эксперимента

1.6. Выбор исследуемых материалов

1.7. Результаты исследований влияния света .
на функциональные свойства магнитных полупроводников
1.8. Методы синтеза нанодисперсных материалов
1.8.1. Метод испарения и конденсации .
1.8.2. Метод осаждения из плазмы
1.8.3. Метод осаждения из коллоидных растворов
1.8.4. Метод кристаллизация аморфных сплавов .
1.8.5. Метод химического процесса
1.9. Постановка задачи .
2. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1. Приготовление образцов
2.1.1. Микроволновой синтез нанокристаллов .
2.1.2. Синтез стекол, поликристаллов и стеклокристаллов .
2.1.3. Получение пленок методом УФЛА
2.2. Методы исследования
2.2.1. Дифференциальнотермический анализ .
2.2.2. Магнитные исследования .
2.2.3. Электронная микроскопия
2.2.4. Оптические методы исследования .
2.2.5. Рентгенофазовый анализ .
3. СВОБОДНЫЕ НАНОКРИСТАЛЛЫ ШПИНЕЛИ .
3.1. Синтезы на песчаной бане .
3.2. Изучение взаимодействия отдельных компонентов с ПЭГ
3.3. Исследавания жидких продуктов взаимодействия ПЭГ .
3.4. Методика синтеза шпинели .
3.4.1. МВсинтезы с заменой отдельных реагентов .
3.4.2. Синтезы шпинели с отжигом продукта .
3.4.3. О специфике микроволнового синтеза .
3.5. Характеризация полученных нанокристаллов .
3.5.1. Структурные свойства шпинели .
3.5.2. Магнитные свойства нанокристаллов шпинели и
влияние лазерного облучения
4. МИКРОКРИСТАЛЛЫ ШПИНЕЛИ В МАТРИЦЕ .
СТЕКЛООБРАЗНОГО ПОЛУПРОВОДНИКА
4.1. Область стеклообразования в системе СиСгАэе
4.2. Идентификация выделяющихся кристаллических фаз
4.3. Магнитные свойства стеклокристаллов .
5. ТОНКИЕ ПЛЕНКИ СиСге4 .
5.1. Получение пленок шпинели и их свойства .
5.2. Многослойные пленки, выбор состава слоев и получение .
5.3. Кристаллизация многослойных пленок .
5.4. Магнитные и электрические свойства пленок, .
возможность записи информации
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА


Поэтому энергия электрона минимальна, когда спины всех атомов параллельны друг другу . Следовательно, в антиферромагнитном полупроводнике АФП или парамагнитном полупроводнике ферромагнитном полупроводнике при температуре несколько выше точки Кюри ПМП при достижении достаточно высокой концентрации свободных носителей должен наблюдаться переход в ферромагнитное состояние. Так, отдельный электрон может создать ферромагнитную микрообласть и автолокализоваться в ней. Затраты энергии на переворот магнитных моментов ионов компенсируются выигрышем в электронной энергии, поскольку ферромагнитная область является потенциальной ямой для электрона в среде АФП или ПМП. Существование таких объектов впервые было доказано в . В , с. Вещество в этом случае будет иметь неоднородную магнитную структуру. В работе представлены результаты исследования Еи1. ОбхО х О, 0. КР. Эти результаты демонстрируют фазовую неоднородность вблизи Тс, характеризующуюся наличием КР, соответствующего переориентации спинов при нулевом поле, которая связана с образованием магнитных поляронов. Описаны эволюция и поведение этих магнитных поляронов в зависимости от температуры, неупорядоченности и концентрации Об. Принимая во внимание сказанное выше, становится ясным, что идеи управления магнитным состоянием магнитных полупроводников с помощью различных физических воздействий широко обсуждаются в литературе. Так, например, Т. Дитл отмечает Современные исследования в области спинтроники включают практически все семейства материалов, однако ферромагнитные полупроводники представляют особый интерес, поскольку сочетают в себе возможности полупроводников и ферромагнетиков. Так как магнитные свойства соединений на основе Сг и Мп контролируются зонными носителями, мощные методы, разработанные для изменения концентрации носителей за счет электрического поля и света в полупроводниковых квантовых структурах, могут быть применены для изменения магнитного порядка. Т1. К
ь о о
ш
о
X
У, 0. Рис. Сс1,МпТе, помещенной в центре рчп диода сД и р4р С1руктуры а,Ь. Расщепление и сдвиг линии свидетельствует о появление ферромагнитного порядка, на который можно влиять с помощью света Ъ и напряжения с,6, изменяя концентрацию дырок р в квантовой яме . Рис. Схематическое описание захваченного состояния магнитного полярона в и изменение за счет магнитного поля по оценкам этой и предыдущей публикаций . Поскольку рассматриваются АВУ1 РМП, то эти возможности были продемонстрированы для квантовых ям С, МпТе , рис. Важно, что переключение намагниченности является изотермическим и обратимым. Несмотря на то что это не исследовалось подробно, однако, ожидается, что лежащие в основе процессы достаточно быстрые. Так как фоновая концентрация дырок в АпВУ1 квантовых ямах на основе Мп мала, то относительное изменение температуры Кюри обычно больше, чем для АшВу соединений. Спектры отражения магнитного полупроводника ОсБз были измерены в диапазоне энергий фотона 0. В при температуре К и магнитном поле до 5Т . Положение пика, соответствующего энергии около 0. В, сдвигается в сторону более низких энергий, а также происходит уширение пика по мере увеличения магнитного поля. Предполагается, что такое поведение является доказательством того, что эта структура возникает в результате оптического поглощения на глубоких уровнях магнитного полярона. Используя эти экспериментальные результаты, авторы предложили энергетическую схему, которая показана на рис. Важно, что наблюдались поляроны с очень высокой энергией связи 0. В. Следовательно, можно ожидать существование магнитных ноляронов с очень высокой стабильностью и временем жизни. Введение примесей. К формированию ферронов может привести, например, введение донорных примесей в магнитный полупроводник . Феррон, образованный электроном, локализованным на доноре, может быть назван магнитным поляроном. Автор указывает, что в результате такого допирования может наблюдаться значительный рост магнитной восприимчивости, изменение знака константы Вейсса и даже формирование спонтанной намагниченности , с.