Ферромагнитные резонансные свойства наноструктурированных композитных и многослойных плёнок

• Автор: Ефимец, Юрий Юрьевич
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Сыктывкар
• Количество страниц: 121 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
1.1 Намагниченность магнитоупорядоченных сред
1.1.1. Уравнения движения вектора намагниченности
1.1.2. Затухание свободных колебаний намагниченности
1.1.3. Магнитная релаксация
1.1.4. Процессы релаксации
1.2 ФМР в композитных плёнках
1.2.1 Влияние аморфности металла на магнитное состояние
1.2.2 Ферромагнитный резонанс в композитных плёнках
1.2.3. Особенности ФМР в композитных плёнках
1.2.4. Ширина линии ФМР и релаксация магнитных колебаний в пленках с ферромагнитными наночастицами в диэлектрической матрице
1.2.5. Исследование морфологии наногранулированных композитов
Постановка задачи
ГЛАВА 2. Методика и техника измерения характеристик однослойных и многослойных пленок
2.1 Получение образцов однослойных и многослойных наноструктур
2.1.2 Выбор систем для исследования

2.2. Принципиальная схема, принцип работы радиоспектрометра и методика измерений
2.2.1. Исследование исходных характеристик образцов
2.2.2. Зависимость характеристик пленки от отжига и низких температур
2.3. Общие сведения о гранулированных нанокомпозитных пленках
ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ МАГНИТНОЙ РЕЛАКСАЦИИ В ОДНОСЛОЙНЫХ КОМПОЗИТНЫХ ПЛЕНКАХ (Со45Ее452г10)х(А12Оз)у
3.1. Структура и характеристики композитных плёнок
3.2. Ферромагнитно-резонансные характеристики (ФМХ) и магнитная релаксация композитных плёнок
3.3. Влияние отжига композитных пленок на спектр ФМХ
Выводы
ГЛАВА 4. МАГНИТНЫЕ И РЕЛАКСАЦИОННЫЕ СВОЙСТВА МНОГОСЛОЙНЫХ ПЛЕНОК КОМПОЗИТ -КОМПОЗИТ/ПОЛУПРОВОДНИК
4.1. Изготовление, состав многослойных плёнок
4.2. Формулы для интерпретации результатов
4.3. Экспериментальные результаты и их обсуждение
4.4. Влияние отжига на магнитные, релаксационные и структурные свойства пленок
Выводы
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА
АВТОРСКИЙ СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы.
Прогресс естественных наук в XXI веке в области нанотехнологий позволил создать индустриально-стратегическое направление, которое определит в будущем страны лидеры мирового экономического роста. Перспективность научного направления, связанного с исследованием наноструктурированных материалов (наноматериалов), включающих в себя наноэлементы (гранулы, слои, имеющие наноразмеры) подтверждают громадные средства, выделяемые в мире на эти исследования. Результатом таких исследований являются создание новых материалов с качественно новыми физическими свойствами. Устройства электронной техники, созданные на основе нанотехнологий и новых наноструктурированных материалов, обладают рядом преимуществ: малыми размерами и малыми временами срабатывания. Перспективными наноматериалами для создания элементов магнитной записи, датчиков магнитного поля, СВЧ поглощающих покрытий, СВЧ устройств, считаются наноструктурированные композитные материалы, состоящие из магнитных гранул, внедренных в немагнитную матрицу. Поскольку длина СВЧ волн на несколько порядков превышает толщину исследуемых плёнок и тем более наногранул, то очень трудно создать тонкие композитные плёнки, которые достаточно сильно поглощали бы СВЧ излучение.
Для этого необходимо провести огромную серию экспериментов по исследованию характеристик СВЧ ферромагнитного резонанса наноструктурированных плёнок различных составов и концентраций металлических и диэлектрических фаз, а также влияния внешних факторов, таких как температура, внешние магнитные поля, и отжиг. В ходе исследований необходимо выявить критические явления, возникающие в плёнках под действием на них электромагнитных полей при изменении температуры образцов, температурного отжига и постоянного магнитного поля. Результатом таких комплексных исследований должно стать создание технологий изготовления тонких наноструктурированных композитных или многослойных плёнок

Расчеты среднего межатомного расстояния проведенные по диаметру гало, близки по величине к минимальному межатомному расстоянию а-Со в композитах (Со86Та,Ь2)х(8'Ю2) 1 оо-х и принимают промежуточные значения относительно минимального межатомного расстояния в а-Со и а-Ре для композитов (Со4,Рез9В2о)х(8Ю2)кю-х- При увеличении доли металлической фазы интенсивность гало меньшего диаметра снижается и в образцах с составами, находящимися вблизи порога перколяции, идентифицируется только гало большего диаметра, отражающее присутствие значительной доли металлической фазы в материале (рис. 1.1 в, 1.2в).
Следует заметить, что на представленных электронограммах присутствуют размытые гало, а не четкие кольца. Обычно наличие диффузионных гало связывают с неупорядоченностью структуры исследуемого вещества. Поэтому можно предположить, что диэлектрическая и металлическая фазы исследуемых композитов находится в аморфном состоянии. Кроме того, нами была получена дифракция электронов от гомогенного аморфного сплава Со4|Ре39В2о. На рисунке 1.3 показаны электронограммы аморфного сплава Со41рез9В2о и исследованных гранулированных композитов (Со41рез9В2о)х(8Ю2),оо-х (X = 30, 44, 59 ат.%). Анализ приведенных рисунков показал, что качественной разницы между видом внешнего гало в композитах и в аморфном сплаве нет. Это может являться еще одним подтверждением того, что металлическая фаза в композитах (Со8бТа12№>2)х(8Ю2)1оо-х и 1С о41Рез9В2о)х(8102) | оо-х имеет аморфную структуру. Общая дифракция от гранулированных образцов Аи-8Ю2, Со-Си или Бе-А, несмотря на их наноразмерную структуру и независимо от соотношения фаз в материале, имела вид, характерный для поликристаллических образцов, то есть имела набор четких дифракционных колец. По характерному набору колец для кристаллических нанокомпозитов определялись структура и параметры фаз, входящих в состав гетерогенной системы.