Электрические и магнитотранспортные свойства гранулированных нанокомпозитов Co-CaF, Co-AlO, Co-SiO

• Автор: Авдеев, Сергей Фёдорович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 138 с. : ил.

1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
1.1. Методы получения гранулированных нанокомпозитов
1.2. Структура нанокомпозитов металл-диэлектрик
1.3. Электрические свойства нанокомпозитов металл-диэлектрик
1.4. Магниторезистивные свойства нанокомпозитов металл-диэлектрик
1.5. Выводы, цели и задачи диссертации
2. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА
2.1. Методика получение гранулированных композитов и подготовка образцов
2.2. Методика измерения магниторезистивных и электрических свойств гранулированных композитов
2.3. Методика измерения намагниченности нанокомпозитов
2.4. Методика проведения температурных исследований электрического сопротивления композитов в температурном интервале 295 - 1100 К
2.5. Анализ структуры образцов
3. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ГРАНУЛИРОВАННЫХ НАНОКОМПОЗИТОВ Со-АЮ, Со-БЮ, и Со-СаР
3.1. Концентрационные зависимости удельного электрического сопротивления нанокомпозитов Сох(А12Оп)юо.х, Сох(БЮп)юо-х, Сох(СаРп)юо-х
3.2. Структура нанокомпозитов Со-СаР и Со-БЮ
3.3. Механизмы электропереноса в гранулированных нанокомпозитах Со-АЮ и Со-СаР
3.4. Влияние нагрева на электрические свойства нанокомпозитов Со-АЮ, Со-БЮ, и Со-СаР
4. МАГНИТОТРАНСПОРТНЫЕ СВОЙСТВА ГРАНУЛИРОВАННЫХ НАНОКОМПОЗИТОВ Со-АЮ, Со-БЮ и Со-СаР
4.1. Отрицательное магнитосопротивление гранулированных
нанокомпозитов Со-АЮ, Со-БЮ и Со-СаБ
4.2 Аномальное положительное магнитосопротивление гранулированных нанокомпозитов Со-АЮ и Со-БЮ
4.3. Изотропность положительного магниторезистивного эффекта в гранулированных нанокомпозитах Со-АЮ
4.4. Влияние кислорода на электрические и магнитотранспортные свойства гранулированных нанокомпозитов Со-АЮ
4.5. Влияние температурного фактора на ПМС гранулированных нанокомпозитов Со-АЮ
4.6. Модель положительного магнитосопротивления в гранулированных нанокомпозитах металл-диэлектрик
4.7. Магнитотранспортные свойства гранулированных нанокомпозитов Со-АЮ, Со-БЮ и Со-СаБ при температуре 77 К
4.8. Влияние нагрева на ПМС гранулированных нанокомпозитов Со-АЮ

4.9 Причины отсутствия положительного магнитосопротивления в системе Со-СаБ
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

Актуальность темы
В настоящее время одним из наиболее динамично развивающихся направлений современной физики твердого тела является изучение фундаментальных свойств и практическое применение искусственно создаваемых наносред, с масштабом гетерогенности 1-10 нм. Связано это с тем, что наноразмерные структуры многих веществ приобретают новые физические свойства, которые не могут быть реализованы в материалах с мезоскопическим или микроскопическим размером неоднородностей. Наногранулированные композиционные материалы металл - диэлектрик (представляющие собой металлические гранулы диаметром несколько нанометров, распределенные в объеме диэлектрической матрицы) являются одними из наиболее интересных структур такого класса.
Нанодискретность металлической фазы композитов обуславливает появление в них новых макроскопических свойств: гигантского туннельного магнитосопротивления, аномального эффекта Холла, аномально высокого значения эффекта Керра, высокого значения коэффициента поглощения СВЧ-излучения и целого ряда других необычных физических свойств. Важным аспектом изучения физических свойств этих материалов является исследование электропроводности, величина которой может изменяться на несколько порядков в зависимости от соотношения долей металлической и диэлектрической фаз.
Несмотря на интенсивные исследования нанокомпозитов, практически отсутствует сравнительное и систематическое изучение систем, полученных в идентичных условиях, но различающихся материалом диэлектрической фазы, не показана роль и влияние материала диэлектрической фазы на свойства композитов. Крайне мало результатов о подробном исследовании концентрационной зависимости физических свойств композитов с небольшим

суммарным магнитным моментом, способным ориентироваться как целое в слабых магнитных полях. В свою очередь для ориентации магнитных моментов суперпарамагнитных наночастиц железа с размером ~ 50 А необходимы поля ~ 10 кОе. В сильных магнитных полях при полном выстраивании магнитных моментов наночастиц происходит формирование ФМ-порядка в кластерных образованиях. Окончательно доменная структура в ФМ-областях, формируется после того, как нанокомпозиты дополнительно несколько раз подвергаются воздействию слабого поля Н ~ 100 Ое с изменением его направления, что, очевидно, способствует некоторой разориентации магнитных моментов доменов. При этом величина ПМС в слабых полях увеличивается до некоторого постоянного значения (вплоть до ~ 10%).
Значительное инверсное магнитосопротивление (6-8 %) наблюдалось в нанокомпозитах (Ре^Со^ВгоМАЬОзЭюо-х» которые были получены методом ионно-лучевого распыления составной мишени на ситалловую подложку [82]. Толщина полученных пленок составляла около Юрм. Электронномикроскопические исследования структуры полученных образцов показывали, что они состоят из металлических аморфных гранул, случайным образом распределенных в диэлектрической матрице АЬОз. Средний размер гранул составлял 2-5 пт. Следует отметить, что полученные в процессе напыления пленки металлические гранулы не являлись абсолютно изолированными друг от друга (даже в случае высокой концентрации диэлектрика), а образовывали небольшие конгломераты и цепочки в плоскости пленки. С большой долей вероятности был определён порог перколяции в системе (Ре4оС04оВ2о)х(А12Оз),оо-х и составлял величину X = 42 гХ.%. Вблизи порога перколяции (х = 31 аР%) при низких температурах (4,2 К) наблюдалось значительное (до 6 - 8 %) инверсное магнитосопротивление (рис. 1.23). Инверсное МС быстро уменьшалось с повышением температуры и практически отсутствовало при комнатной температуре. Также эффект инверсного МС практически отсутствовал в продольной