Фазовий і елементний склад та електрофізичні і магніторезистивні властивості плівкових сплавів на основі Co, Fe та Ni - Автореферат

СУМСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ УНІВЕРСИТЕТ АВТОРЕФЕРАТ дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наукРобота виконана у Сумському державному педагогічному університеті ім. Макаренка Міністерства освіти і науки, молоді та спорту України. Науковий керівник - кандидат фізико-математичних наук, доцент Лобода Валерій Борисович, Сумський державний педагогічний університет ім. Офіційні опоненти: доктор фізико-математичних наук, професор Дехтярук Леонід Васильович, Харківський державний технічний університет будівництва та архітектури, професор кафедри фізики; Захист відбудеться "24" вересня 2011 р. о 1000 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 55.051.02 у Сумському державному університеті за адресою: 40007, м.В останні роки значна увага приділяється вивченню тонких магнітних плівок, що викликане низкою їх унікальних властивостей, зокрема, відкриттям явища гігантського магнітоопору в просторово-модульованих системах і багатошарових плівкових структурах, та його застосуванням для розробки магнітних зчитуючих голівок, магнітних сенсорів, магніторезистивної памяті. Літературні дані про особливості одержання, структуру, фізичні та захисні властивості, а також питання теорії випаровування сплавів у вакуумі найчастіше стосуються лише окремих закономірностей формування тих чи інших властивостей сплавів, зокрема, на основі матеріалів, властивості яких добре вивчені в масивному стані. Дослідження проводилися частково в рамках держбюджетних НДР № 0104U000637 “Структура та фізичні властивості плівкових матеріалів з гігантським магнітоопором” (2004-2006 рр.) та № 0107U002245 “Дослідження явища гігантського магнітоопору у багатошарових плівкових зразках” (2007-2009 рр.) Міністерства освіти і науки України. Виходячи із завдань, нами було вибрано наступні методи одержання та експериментального дослідження зразків: електронно-променева конденсація у високому вакуумі для одержання плівок; резистометрія в умовах впливу температури і магнітного поля; електронографія для дослідження фазового складу плівок; просвічуюча електронна мікроскопія для дослідження кристалічної структури плівок; вторинно-іонна мас-спектрометрія (ВІМС) та рентгенівський мікроаналіз для дослідження елементного складу. Знайшли подальший розвиток дослідження фазового стану плівкових сплавів CONI і FENI і при цьому показано: невідпалені плівки сплаву CONI при вмісті Со менше 70 мас.% мають ГЦК-структуру, а при ССО?80 мас.% - ГЩП структуру; у відпалених плівках при ССО?70 мас.% зберігається ГЦК решітка, параметр якої збільшується зі збільшенням концентрації Со у відповідності з правилом Вегарда;У першому розділі "Фізичні властивості тонких металевих плівок Co, Ni та Fe та сплавів на їх основі" проведено аналіз літературних даних про фазовий склад і кристалічну структуру одношарових плівок чистих металів і сплавів на основі Fe, Ni, Co. Проведено аналіз літературних даних стосовно експериментальних досліджень електрофізичних та магніторезистивних властивостей плівкових сплавів на основі Fe, Co, Ni та показано, що є потреба в комплексному і систематичному дослідженні плівкових сплавів на основі цих металів, зокрема, з точки зору їх використання як індивідуальних шарів у багатошарових спін-вентильних структурах. Вивчення елементного складу плівок методом ВІМС показало, що досліджені зразки плівкових сплавів CONI є гомогенними за товщиною. Вивчення фазового складу плівкових сплавів CONI показує, що для зразків з вмістом Co до 70 мас.% на електронограмах присутні лінії лише ГЦК-твердого розчину на основі Ni (рис.1 а), параметр решітки якого при збільшенні вмісту Со лінійно зростає від 0,352 нм до 0,355 нм. Дослідження показують, що у вибраному температурному діапазоні на залежностях r(Т) та b(Т) не спостерігаються особливості, які можна було б повязати з точкою Кюрі сплавів, що узгоджується з літературними даними про магнітний перехід в сплавах CONI та FENI (температура Кюрі для цих сплавів перевищує 700 К).Вивчення структурно-фазового і елементного складу плівкових сплавів методами електронографії, просвічуючої електронної мікроскопії, вторинно-іонного мас-спектрометричного та рентгенівського мікроаналізу дозволило встановити такі закономірності: показано, що вміст елементів у плівкових сплавах CONI та FENI в цілому відповідає їх вмісту у вихідному сплаві, а плівки є гомогенними за товщиною; вперше показано, що в плівкових сплавах CONI товщиною d<15 нм, одержаних на аморфних підкладках при Т=300 К, спостерігається острівцева структура з середнім розміром острівців 1-2 нм у невідпалених та 20-25 нм у відпалених плівках, в залежності від ефективної товщини; невідпалені і відпалені плівки сплаву CONI при ССО<70 мас.% мають ГЦК-структуру, відпалені плівки з ССО?80 мас.% мають двофазний склад (ГЦК ГЩП)-т.р.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ