Установлено, що внаслідок внесення до інтерфейсу між шарами Fe та Tb немагнітного металевого прошарку моноатомної товщини має місце екранування близькодіючих магнітних взаємодій, які є джерелом перпендикулярної магнітної анізотропії (ПМА) у системі Fe/Tb. Показано, що у разі зникнення ПМА взаємодія між шарами Fe і Tb залишається та здійснюється за рахунок непрямої обмінної взаємодії крізь прошарок немагнітного металу. Виявлено, що енергія обмінної взаємодії між даними шарами є недостатньою для наведення магнітного впорядкування в шарі Tb. Зазначено, що магнітно-впорядкованим є перший атомний шар Tb на інтерфейсі з немагнітним прошарком. У тришаровій структурі Fe/Au/Tb виявлено осциляції обмінної взаємодії, характер яких залежить від товщини матеріалу немагнітного прошарку. Уперше визначено, що у разі її збільшення в даній структурі відбувається періодична зміна знака магнітної взаємодії між шарами Fe та Tb. З'ясовано, що на характер осциляції обмінної взаємодії суттєво впливає фазовий склад інтерфейса з підкладкою. Показано, що застосування буферного шару з немагнітного металу дає змогу зменшити вплив матеріалу підкладки на характер обмінної взаємодії в структурі, що досліджувалась. Експериментально виявлено, що за відсутності зовнішнього магнітного поля в магнітній плівковій структурі на напівпровідниковій підкладці існує ефект, що є подібним до аномального ефекту Холла. Визначено, що існування Холл-подібного ефекту обумовлене механізмом спін-орбітальної взаємодії та наявністю в даній структурі спінового струму. Установлено, що на характер обмінної взаємодії в подібних структурах впливають матеріали прошарку та підкладки, а також

Наведено результати дослідження спін-поляризованого електронного транспорту у періодичних магнітних мультишарах та сандвічах, а також кінетичних ефектів у двошарових (ДП) та багатошарових (БП) плівках з моно- та полікристалічною структурою. Передбачено, що вплив шорсткостей інтерфейсів та меж зерен на амплітуду ефекту гігантського магнітоопору визначається конфігурацією центрів, які асиметрично розсіюють електрони, а величину та зміну знака (інверсію) зазначеного ефекту можна визначати за одержаними модельними формулами. Одержано загальні вирази для транспортних коефіцієнтів (провідності, температурного коефіцієнта опору, коефіцієнтів тензочутливості, опору) у ДП та БП, що дозволило визначити для них лінеаризовані співвідношення, які перевірено під час обробки даних експериментальних досліджень, а також обгрунтовано їх немонотонну розмірну залежність, зумовлену конкуренцією інтерфейсного, зерномежового й об'ємого розсіяння електронів. З'ясовано, що наявність ортогонального до інтерфейсів зовнішнього магнітного поля у ДП та БП призводить до немонотонної розмірності залежності опору в області слабкого магнітного поля. Зі збільшенням поля опір зазначених провідників осцилює з його зміною. Відзначено, що взаємна дифузія металів змінює транспортні характеристики провідників, за зміною яких можна вивчити процес зерномежової дифузії на підставі одержаних модельних формул. З урахуванням результатів дослідлення осциляційного акустоелектронного ефекту в одно- та багатошарових плівках показано, що в області слабкої просторової дисперсії коефіцієнт згасання звукової енергії немонотонним чином залежить від товщини шарів, яка має зазначену

Вивчено властивості острівцевих металічних плівок (ОМП) золота, в яких з окремих нанометрових ділянок (центрів) спостерігається електронна та фотонна емісія. Дані плівки являють є одним з важливих видів нанооб'єктів, вивчення властивостей яких є актуальним у зв'язку зі становленням наноелектроніки. Одержано плівки, структура яких більшою мірою, ніж структура неупорядкованих плівок, відповідає модельним уявленням за умов теоретичного розгляду явищ, які спостерігаються в ОМП. На підставі експериментальних досліджень характеристик фотонної емісії з нанокомпозитної системи "острівці золота - молекули стеарона" виявили складний характер залежності світіння від напруги та наявності декількох механізмів випромінювання фотонів, що обумовлені процесами, які відбуваються в острівцях золота та в органічних молекулах. На зразках плівок, що містять один центр емісії, виявлено ефект кулонівської блокади за кімнатної температури та показано, що на величину цього ефекту сильно впливають адсорбовані на поверхні плівки молекули. З метою уточнення механізму емісії гарячих електронів проведено дослідження чистих упорядкованих плівок, за яких виявлено вплив ефекту Шоткі на величину струму електронної емісії.

Досліджено взаємозв'язок оптичних і магнітооптичних характеристик надтонких гранулярних плівок Al, Cr та їх бінарних композитів з параметрами шорсткості та кривини поверхні підкладки. Розроблено нову методику проведення спектроеліпсометричних вимірювань із збудженням поверхневих поляритонів за схемою Кречмана. З'ясовано, що у випадку збільшення товщини плівок алюмінію реєстрація плівок значно ускладнюється за рахунок значного поглинання світла в плівці. За даних умов відбуваються значні зміни у зонній енергетичній картині алюмінію. Виявлено механізми формування бінарних плівок відповідно до ступеня кривини поверхні підкладки. Визначальний вплив на форму гранул має величина шорсткості підкладки. Досліджено зміну електронних характеристик алюмінію та хрому за умов переходу від масивного стану до тонких плівок.

  Скачати повний текст

Експериментально встановлено взаємозв'язок між структурою, порогом перколяції та магнітотранспортними властивостями магнітних гранульованих керметних і металевих плівок з широким розподілом розмірів феромагнітних частинок. Знайдено суттєве зміщення максимуму магнітоопору в область менших об'ємних часток феромагнітного матеріалу, не передбачене теоретичними розрахунками для плівок з широким розподілом розмірів феромагнітних частинок. Виявлено суттєве зміщення максимуму магнітоопору від об'ємної частки феромагнітного матеріалу для магнітних металевих і керметних гранульованих плівок якісно подібні. З'ясовано закономірності зміни магнітних і транспортних властивостей металевих магнітних гранульованих плівок за умов збільшення об'ємної частки феромагнітного матеріалу. Експериментально досліджено та пояснено особливості магнітних і магнітотранспортних властивостей тонких плівок сплавів Гейслера, осаджених за методом лазерного напилення. Запропоновано модель, що описує аномально великий негативний магнітоопір нанокристалічних плівок сплавів Гейслера. Установлено можливість значного збільшення магнітоопору багатошарових плівок завдяки особливій конфігурації протікання струму, аналогічній геометрії "струм під кутом" до шарів. Експериментально досліджено особливості статичних і динамічних магнітних властивостей плівок пермалою з нанорозмірною періодичною просторовою модуляцією структури. Показано, що такі плівки можуть бути використані як матеріали надщільного запису магнітної інформації.

Досліджено взаємодію поверхневих і плоских електромагнітних хвиль з макро-, мікро- та нанонеоднорідностями поверхні золота та срібла. Розглянуто процес дифракції поверхневих хвиль на макромасштабних неоднорідностях поверхні. Встановлено характерні особливості просторового розподілу розсіяння плазмон-поляритонних і спадних хвиль на довільно орієнтованому одновимірному дефекті поверхні. На підставі результатів кількісного аналізу просторового розподілу розсіяння плоских хвиль різної довжини розвинено метод дослідження кореляційних властивостей неоднорідностей мікрорельєфу та діелектричної проникності досліджуваної поверхні. Експериментально доведено, що величина повного інтегрального розсіяння для поверхневих плазмон-поляритонів є значно більшою за її величину для плоских хвиль. Одержано залежності просторового розподілу розсіяння плоских і поверхневих хвиль на планарному шарі наночастинок галію. Кількісний аналіз даних розсіяння дозволив визначити характерні особливості розсіяння хвиль різних типів, а також розрахувати перетини розсіяння однією наночастинкою.

Індекс рубрикатора НБУВ: В378.22,022 + В378.26,022

Рубрики:

Дефекти металів

Тонкі шари металів

Шифр НБУВ: РА304367 Пошук видання у каталогах НБУВ 

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

На підставі результатів комплексного дослідження електрофізичних властивостей, фазових перетворень і дифузійних процесів встановлено кореляцію між електрофізичними властивостями і структурно-фазовим станом плівкових матеріалів. Вперше вивчено процеси фазоутворення в двошарових плівках Ni/V, Ni/Cr, Ni/Co та Co/Cr. Виявлено можливість формування заданого структурно-фазового стану плівкових матеріалів методом зміни товщини компонент двошарової структури та режимів термообробки. Встановлено імовірні типи багатоатомних кластерів, які утворюються у колоні мас-спектрометра під час взаємодії первинного пучка іонів аргону з двошаровими плівковими зразками. На підставі дослідження взаємної дифузії атомів показано, що наявність кластерів істотно не впливає на форму дифузійних профілів. Здійснено розрахунок коефіцієнтів взаємної дифузії атомів у процесі зерномежової конденсаційно-стимульованої дифузії та термодифузії. Встановлено, що у першому випадку величина коефіцієнта дифузії на порядок вища у порівнянні з термодифузією. Доведено вплив на температурні залежності опору та температурного коефіцієнта опору (ТКО) фазових перетворень і дифузійних процесів у двошарових плівкових системах Ni/V, Ni/Cr, Ni/Co та Co/Cr. Апробовано теоретичні моделі розмірного ефекту в ТКО двошарових плівок і плівкових сплавів. Показано існування чіткої кореляції між величиною ТКО та структурно-фазовим станом плівкових систем.

  Скачати повний текст

Проведено теоретичне й експериментальне дослідження особливостей структурно-фазового стану, дифузійних процесів, електрофізичних, магнітнотранспортних і магнітооптичних властивостей функціональних елементів мікроприладів у вигляді спін-клапанної структури на основі Au, Co, Cu і Cr або багатошарових плівкових систем зі спін-залежним розсіюванням електронів на основі Co і Cu, Ag і Au. За результатами проведених досліджень особливостей структурно-фазового стану плівкових систем на основі Co, Cu, Ag і Au запропоновано методику формування функціонального елемента спін-клапанної структури у вигляді багатошарової плівкової системи шляхом пошарової конденсації нанорозмірних шарів Au, Co, Cu або Cr з відповідною послідовністю температурної обробки у процесі осадження. Вивчено електрофізичні, магнітооптичні та магнітотранспортні властивості даних приладових структур.

На підставі комплексних експериментальних досліджень виявлено додаткові механізми впливу атомарного гідрогену на структуру й електрофізичні властивості тонких металевих плівок (Ni, Cu, Ag) і структур на їх основі. З'ясовано, що такими процесами є рекристалізація плівок та їх ущільнення, які обумовлють на плівках з товщиною більше критичної зростання та зрощення зерен, а в кінцевому результаті - збільшення електропровідності. Встановлено закономірності перебігу процесів взаємодії атомарного гідрогену з тонкими плівками та структурами на їх основі. За критерієм впливу на електропровідність тонких плівок виконано розподіл механізмів впливу атомарного гідрогену на домінуючі в окремі проміжки часу. Виявлено, що кінетика процесів, обумовлених дією атомарного гідрогену, залежить від його концентрації, тиску у камері, матеріалу плівки, властивостей вихідної плівки, теплоємності та теплопровідності підкладинки. Встановлено, що під дією процесів, ініційованих атомарним гідрогеном, відбувається зміна тензометричного коефіцієнта плівок, збільшення їх щільності й адгезії до підкладинок. Досліджено вплив технології обробки на властивості кремнієвих підкладинок, що входять до складу структур на основі тонких металевих плівок. Виявлено залежність ефекту впливу атомарного водню на поверхневий потенціал від властивостей поверхні Si, зокрема, орієнтації та товщини оксиду.

Наведено результати комплексних досліджень процесів фазоутворення, електрофізичних (термічний коефіцієнт опору та коефіцієнт тензочутливості) і гальваномагнітних (магнітоопір, ефект Холла) властивостей багатошарових і мультишарових зразків на основі Pd і Fe, одержаних методом пошарової конденсації з наступною термообробкою. Дослідження фазового складу плівкових систем на основі Pd і Fe дозволили визначити умови формування неупорядкованої ГЦК-PdFe і упорядкованої ГЦТ-PdFe фаз. Внаслідок термообробки мультишарів до 780 К величина термічного коефіцієнта опору та магнітоопору збільшується, що можна пояснити процесами атомного та магнітного упорядкування. Вперше на прикладі одношарових плівок Pd і Ре як компонент мультишарів проведено апробацію теоретичної моделі Тельє та Тоссе для поздовжнього магнітоопору, яка враховує поверхневе та зерномежове розсіювання електронів. Встановлено залежність величини сталої Холла від загальної товщини системи (кількості фрагментів в мультишарі), товщини шару Pd та інтервалу термообробки. Унаслідок розмиття структурних і недосконалих магнітних інтерфейсів одержано лише якісну кореляцію між експериментальними та розрахованими на основі співвідношення для паралельного з'єднання двошарових фрагментів результатами.

Проведено комплексні експериментальні та теоретичні дослідження фізичних властивостей плівкових гранульованих сплавів і твердих розчинів (ТР). Установлено умови формування гранульованих метастабільних ГЦК ТР на основі Co або Fe і Ag або Au за пошарової одночасної конденсації та термообробки відповідних дво- чи багатошарових плівкових систем, у яких реалізується спін-залежне розсіювання електронів. Установлено вплив структурно-фазового стану на електрофізичні та магніторезистивні властивості ТР з елементами гранульованого стану. Вперше запропоновано й апробовано теоретичну модель для коефіцієнта тензочутливості ТР з елементами гранульованого стану, з якої випливає, що величина коефіцієнта тензочутливості здебільшого визначається тензочутливістю фрагментів ТР, оскільки в гранулах реалізується балістичне перенесення носіїв струму. Встановлено кореляцію між структурно-фазовим станом і термо-, тензо- та магніторезистивними властивостями плівкових гранульованих сплавів.

Індекс рубрикатора НБУВ: В378.26,022 + В378.734,022

Рубрики:

Тонкі шари металів

Феромагнетизм. Феромагнітні метали

Шифр НБУВ: РА422653 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Індекс рубрикатора НБУВ: В378.26,022

Рубрики:

Тонкі шари металів

Шифр НБУВ: РА437807 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Досліджено вплив структурно-фазового стану на магнітні та магніторезистивні властивості приладових структур на основі плівкових систем із перехідних феромагнітних (Ni або Сo) металів і рідкоземельного Dy або Ві та при різній орієнтації зразків у зовнішньому магнітному полі. Встановлено, що для всіх досліджуваних плівкових систем фіксується анізотропний характер магнітоопору за кімнатної температури вимірювання. Показано, що під час зміні товщини прошарку з ка-Dy залежність магнітоопору та коерцитивної сили виявляє немонотонний характер, який зникає під час переходу до кристалічного стану. Дослідження магнітних властивостей показали, що після термообробки у тришарових плівках у більшості випадків відбувається зростання величини коерцитивної сили, намагніченості насичення та залишкової намагніченості. У тришарових плівках Со/Ві/Со у свіжосконденсованому стані коерцитивність не залежить від товщини прошарку з Ві, після відпалювання до 680 К її значення зростає зі збільшенням ефективної товщини Ві. Показано можливість практичного використання результатів дослідження для розробки функціональних елементів індукційних датчиків положення, анізотропних магніторезистивних датчиків положення та кута повороту, магнітного середовища запису інформації, що будуть мати стабільні робочі характеристики в широкому діапазоні температур.

Встановлено закономірності формування кристалічної структури і фазового складу, проходження дифузійних процесів, поведінки електрофізичних (питомий опір), магніторезистивних (анізотропний і гігантський магнітоопір) та магнітних (коерцитивна сила, поле насичення) властивостей і їх взаємозв’язку для чутливих елементів плівкових сенсорів. Установлено закономірності в польових залежностях анізотропного та гігантського магнітоопору для магнітонеоднорідних плівкових матеріалів із різною товщиною та концентрацією компонент магнітних, немагнітних і додаткових шарів. Досліджено розмірні концентраційні й температурні залежності величини ізотропного магнітоопору та магнітних параметрів, а також розраховано чутливість магнітоопору плівкових систем до магнітного поля. Експериментально досліджено і теоретично проаналізовано із використанням феноменологічного підходу (резисторної та двострумової моделей) ефект гігантського магнітоопору в тришарових плівках. Уперше одержано аналітичні вирази для розрахунку параметра спінової асиметрії та опору високоомного спінового каналу. Досліджено залежності величини ефекту анізотропного гігантського магнітоопору від товщини покривного магнітного шару. Розраховано параметр асиметрії, що характеризує відмінність довжин вільного пробігу електронів у спінових каналах провідності для поздовжньої та поперечної геометрій вимірювання магнітоопору. Вивчено фізичні процеси в плівкових матеріалах в аспекті їх можливого застосування як чутливих елементів із високою температурною і часовою стабільністю багатофункціональних сенсорних та інформаційних приладів різного призначення.