Введение к работе
Актуальность темы. Система у-Со-Уе-Ni сплавов является основой многих прецизионных сплавов с особыми физическими свойствами (пермаллоев, перминваров, инваров) а так же тонкопленочных устройств для радиоэлектронной техники. В то же время эта система весьма привлекательна для исследований, поскольку имеет широкую область гомогенности и есть возможность исследовать сплавы с сильно различающимися магнитными свойствами и парциальными моментами кобальта. В литературе однако отсутствуют систематические результаты по сверхтонким полям (СТП) на ядрах Со в Co-Fe-Jfl сплавах.
Исследование СТП является одним из основных способов определения парциальных моментов атомов и ближнего порядка. Метод импульсного ядерного магнитного резонанса (ЯМР) позволяет определять СТП, динамические характеристики ядерных систем и относится к числу наиболее информативных методов исследования локальной атомной и магнитной структуры ферромагнетиков. Поэтому представляет интерес анализ спектров ЯМР и определение связи меаду распределением СТП и парциальными магнитными моментами атомов.
Прикладным аспектом исследований ферромагнетиков методом импульсного ЯМР является также разработка физических предпосылок создания новых материалов функциональной электроники, основанных на эффекте ядерного спин-эхо ( устройства свертки, согласованные фильтры, устройства спектрального анализа).
Картина СТП и ядерной релаксации в ферромагнитных сплавах остается неполной и весьма противоречивой. Актуальным остается и вопрос о природе СТП и ЯМР релаксации в ферромагнетиках.
Целью настоящей работы является получение систематических данных о сверхтонких полях на ядрах Со, кинетике спадов спин-
-эхо и параметрах ядерной релаксации в y-Co-Pe-Nl сплавах в виде массивных материалов и тонких пленок в широких интервалах концентраций и температур.
Научная новизна
Были впервые систематически исследованы концентрационные
зависимости распределений сверхтонких полей на ядрах Со и параметров ядерной релаксации в широкой области тройных концентрированных у-Со-?е~Ш сплавах. В работе впервые:
показано, что форма и ширина распределения сверхтонких полей на ядрах 59Со в концентрированных y-Co-Pe-Nl сплавах удовлетворительно описываются аддитивной моделью, учитывающей статистические флуктуации наведенного вклада в сверхтонкое ноле, пропорционального магнитному моменту первой координационной сферы атома кобальта; определена концентрационная зависимость параметров аддитивной модели.
предлокено новое феноменологическое соотношение для среднего СТП, которое позволяет расчитывать парциальный магнитный момент атомов кобальта в ГЦК Co-Fe-Ni сплавах по данным о
среднем сверхтонком поле на ядрах Со и среднем магнитном моменте сплава, и простая апроксимация вклада внутризонной корреляции в сверхтонкое поле, которая согласуется с зависимостью СТП от магнитных моментов.
предложен способ разделения плохо разрешенных ЯМ? спектров и определения количественного соотношения фаз в тонких ферромагнитных пленках, основанный на эффекте ЯМР;
показано, что при гелиевых температурах концентрационная зависимость скорости поперечной реакции на ядрах Со определяется механизмом косвенного взаимодействия поперечных компонент ядерных спинов в неоднородно уширенной системе.
- 'показано, что при Т=4.2 К кинетика спада двухимпульсного
эхо описывается выражением Аэ«ехр(-2'Г/Т2).ехр(-('Г/В)й).
Для сплавов показатель степени а равен двум, а для чистого
кобальта со структурой ГЦК и ГПУ - равен трем, различие
может быть связано с тем, что в Со неоднороднось СТП
не является микроскопической.
- показано, что имеющий размерность времени параметр неэкспо
ненциальной компоненты спада 'В', определяется химическим
составом (1/В убывает при уменьшении содержания кобальта),
но не зависит от условий возбуждения спин-эхо, способа
приготовления образца и одинаков в ГЦК и ГПУ кобальте.
На защиту выносятся:
1. Результаты экспериментальных исследований распределений
сверхтонких полей ядер Со и параметров ядерной релаксации в массивных и тонкопленочных образцах в ГЦК Go-Pe-Nl сплавах в широком диапазоне концентраций.
2. Простая апроксимация вклада внутризонной корреляции в сверх
тонкое поле и новое феноменологическое соотношение, которое
позволяет определять парциальные магнитные моменты атомов ко
бальта в сплавах по данным о средних сверхтонких полях на ядрах
Со и средних магнитных моментах сплава.
-
Способ разделения плохо разрешенных ЯМР спектров гетерофазных образцов и определения соотношения фаз в ферромагнитных пленках.
-
Экспериментально выявленные закономерности кинетики спада спинового эхо. Отсутствие зависимости параметра, характеризующего неэкспоненциальную компоненту спада двухимпульсного эхо при Т=4.2 К от симметрии решетки, амплитуды и длительности возбуждающих РЧ импульсов, топологических и размерных факторов доменной структуры.
5. Концентрационная зависимость параметров ядерной релаксации, а так же об'яснение природа концентрационной зависимости скорости поперечной ядерной релаксации в у-Со-їе-Ni сплавах.
Практическая ценность
Результаты, полученные в работе, могут быть использованы для интерпретации ЯМР спектров сплавов, содержащих кобальт; для определения парциальных магнитных моментов атомов кобальта в сплавах; при анализе результатов экспериментальных исследований спадов двухимпульсного эхо; для разделения плохо разрешенных спектров гетерофазных образцов и проведения фазового анализа ферромагнетиков методом ЯМР; для разработки новых материалов и устройств функциональной электроники, основанных на эффекте ядерного спин-эхо.
Апробация работы
Материалы работы долокены на XVIII Всесоюзной конференции по физике магнитных явлений, на семинарах в ИТЭФ, ИРЭ АН СССР, ИАЭ им. Курчатова, Институте Физики АН Грузии.
Публикации
Основное содержание работы излокено в шести печатных работах, список которых приведен в конце автореферата.
Структура и об'єм диссертации.
Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, приложения,.списка цитируемой литературы, содержащего 162 наименования. Диссертация изложена на 144 страницах, содержит 32 рисунка и 4 таблицы, 1 приложение -Зстраницы.