Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Магнитные свойства и структура магнетиков ферромагнитный металл-диэлектрик Балаев, Александр Дмитриевич

Данная диссертационная работа должна поступить в библиотеки в ближайшее время
Уведомить о поступлении

Диссертация, - 480 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Балаев, Александр Дмитриевич. Магнитные свойства и структура магнетиков ферромагнитный металл-диэлектрик : автореферат дис. ... кандидата физико-математических наук : 01.04.11 / Ин-т физики.- Красноярск, 1996.- 21 с.: ил. РГБ ОД, 9 96-4/789-6

Введение к работе

Актуальность теш. В современной технике традиционные кристаллические ферромагнетики заменяются . аморфными ферромагнитными материалами с уникальными физическими свойствами. Актуальность исследования новых аморфных систем, в частности системы нанокластерннх аморфных ферромагнитных пленок металл -диэлектрик Fe-sio, визвана несколькими причинами. Во первых, такие исследования важны с точки, зрения фундаментальных вопросов магнетизма и физики твердого тела. Во вторых, эти исследования развивают косвенные магнитные и электрические методы изучения структуры и размеров микрочастиц, поскольку в аморфном состоянии рентгено и микроскопические методы достаточно трудоемки. Наконец, интерес обусловлен возможностью практического применения.

Существуют два класса магнитных материалов, по своим свойствам близким к системе Fe-SiO. с одной стороны, это

Гранулярные МеТаЛЛЫ ТИПа Ni-SiOz, Co-Si02, Fe-Si02. Выло

показало, что металла-керметы остаются кристаллическими вплоть до содержания диэлектрика 90-95 об Л. В области 50-55 об.Ж диэлектрика происходит переход ферромагнетик (FM) суперпарамагнетик (SP),. и обнаруаивается туннельный механизм проводимости. Магнитный момент, приходящийся на атом 3d металла р и обмен в гранулах размером 50-70 А равны соответствующим величинам массивных материалов.* С другой стороны, это амофные бинарные сплавы металл - металлоид типа f>-si , f«?-b, fr-p, . Fe-tse и др. Аморфное "состояние, как правило, стабилизируется ..при содержании металлоида 10-20 ат.%, йр ,и обменное взаимодействие при этом значительно уменьшаютсяі Это происходит вледствие как структурного, так и химического Ооспорядков, однако превалирующим фактором является легирование. Бинарные аморфные сплавы исследовались в области концентраций металлоида до 30-40 ат.Ж.

Аморфные кластерные пленки Fe

промежуточное положение между гранулярными металлами и аморфными сплавами металл - металлоид вледствие невысокой стабильности диэлектрика зю, особенно а присутствии железа, поэтому интересно исследовать систему пленок с проходом по концентрации диэлектрика 0<х<о.95, выявить отличие и сходство их структурных, магнитных и электрических свойств от свойств гранулярных металлов и аморфных бинарных сплавов или пленок . Выяснить причину аморфизации в сие-

теме Fe-Sio. Исследовать вышеупомянутые свойства со значительными добавками диэлектрика на предмет существования sp состояния, изучить внутри и межкластерное обменное взаимодействия.

Цель работы заключалась в исследовании структурных, магнитных, резонансных и электрических свойств аморфных пленок система Fej^isio)^, полученных вакуумной технологией напыления и массивных аморфных ферромагнетиков (МАФ), полученных методом взрывного компактирования. Для изучения магнитных и электрических параметров требовалось создать вибрационный магнетометр, работающий в широком диапазоне ползи и температур. Работа вэлаеь в следующих направлениях:

  1. Разработка и изготовление высокочувствительного вибрационного магнетометра для измерения намагниченности в сильном магнитном поле и широком-диапазоне температур. На приборной и криостатной базе магнетометра создание методик по измерению восприимчивости в переменных полях и по измерении электросопротивления.

  2. Исследование свойств системы аморфных кластерных пленок Fe-sio методами электронной микроскопии, спин-волнового резонанса (СВР) и вибрационного магнетометра. Определение основных фундаментальных параметров пленок - момента, обмена, флуктуации обмена, размеров кластеров, выявление причины амортизации в системе Fe-sio, построение фазовой т-х диаграммы магнитных состояний FM-SP и т. д. Анализ и интерпретация полученных результатов и сравнение с гранулярными металлами.

  3. Реализация в макрокластерном варианте МАФ методом ударно -волнового нагружения. Исследование структурных, магнитных и электрических свойств МАФ. Оценка возможного практического применения

Научная новизна. I. Проведены исследования структурных, магнитных, резонансных и электрических свойств системы пленок Fej металл - диэлектрик. Определены такие важные параметры, как мРе, обмен, флуктуация обмена, удельное электросопротивление р, размеры кластеров. Выяснена причина амортизации пленок. Показано влияние аморфизации (при х>0.25) на обмен. При высоком содераании х обнаружен переход FM-SP и, соотввгстветнно, металл - диэлектрик. В SP области концентраций определены внутрикластерннй и межкластерный обмены и, соответственно, точки Кюри е и в' , оценены'размеры кластеров. Построена фазовая т-х диаграмма FM-SP- Показано, что причиной аморфизации пленок является нестабильность ню, образование Fesi,

чем и вызван сдвиг концентрации, при которой происходит амор-физация пленок Fe-sio по сравнению с бинарными сплавами fb-si и сдвиг лшиа раздела FM-^SP но сравненяв с гранулярными металлами. 2. Методом взрывного компактировавия получена композитная система МАФ. Аморфность полученных образцов подтверждена рентгеноструктуршми исследованиями. Проведены измерения магнитных и электрических свойств. Результаты магнитных измерений позволили определить толщину сварки металлических и диэлектрических частиц, что подтверждается микроскопичоскими исследсваяияш.

Практическая цеННОСТЬ. Б СИСТеые аМОрЗНЫХ ШіенСК F^^SiO)

существуют такие составы, что ТКС мал (<* =« 2-ю-5) в .широком интервале температур, что дает принципиальную возможность применения в качестве внсокорезистивных и термостабильных материалов. Кроме того, исследование этой системы интересно с фундаментальной точки зрения, например, изучение влияния амортизации на обмен, фазнка слабовзэимодайствуицах кластеров в суперпарамагнитном состоянии.

Методом взрывного кошактирования получены и исследованы МАФ металл - диэлектрик. Показано, что в определенной области концентраций диэлектрика намагниченность меняется незначительно, а удельное электросопротивление повышается на несколько порядков, что, в принципе, перспективно для технического использования.

В лаборатории сильных магнитных полей разработан и создан высокочувствительный автоматизированный вибрационный магнетометр для измерения намагниченности в полях от о до 85 кЭ и диапазоне температур I.5f40QK. На его основе проводятся измерения восприимчивости в переменных полях, а также исследования электросопротивления. Лабораторная установка явилась прототипом магнетометров, работающих в Москве и в Минске с аналогичными параметрами.

На защиту выносятся:

Результаты исследования . структурных, магнитных и

Электрических СВОЙСТВ СИСТеМЫ аМОрфНЫХ КЛаСТерНЫХ ПЛеНОК Fe-SiO.

Выявление причины аморфизации и ее влияние на параметр обменного взаимодействия. Построение магнитной фазовой т-х диаграммы. .

Переход fm-sp при повышении концентрации siо. Оценка размеров изолированных кластеров различными методами исследования. Определение меж и внутрикластерного обмена.

Технологические параметры метода взрывного кошактирования

МАФ, состоящих из частиц аморфного ферромагнитного порошка и диэлектрика. Результаты .исследования структурных, магнитных и электрических свойств МДФ )- диэлектрик.

Конструкция и технические данные высокочувствительного автоматизированного вибрационного магнетометра со сверхпроводящим соленоидом, позволяющим измерять магнитные и электрические свойства веществ широкого класса.

Апробация работы. Результаты работы представлялись на: Международной конференции по магнетизму ісм - , і9вз Сан-^анциско; Международном симпозиуме по магнитным и аморфшм материалам - Балатонсцэплак ..- І98Б - Венгрия; Ыэздународной конференции но магнетизму ісм - 1994 - Варшава, Польша.

Всесоюзных конференциях по физике магнитных явление и аморфному магнетизму: Красноярск - 1980, Пермь - 1981, Самарканд - 1983, Тула - 1933, Донецк - 1985.

Всесоюзной научно - технической конференции по проблемам магнитных измерений - Ленинград - 1983, Ташкент - 1987.

III Всесоюзной школе - семинаре по физике взрыва и применению взрыва в эксперименте - Красноярск - 1984 г.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 22 работы.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав и заключения, содержит 150 стр. машинописного текста, включая 32 рисунка, 4 таблицы и список цитированной литературы (159 наименований).