Виготовлення і застосування плівок, їх фізичні та хімічні властивості. Уявлення про фізичну природу анізотропії феромагнетиків. Розширення можливостей дослідження зв"язку між структурними характеристиками і фізичними властивостями магнітних матеріалів.
Аннотация к работе
Дніпропетровський національний університет імені Олеся Гончара Реферат з курсу «Фізики твердого тіла»У звязку з пошуком нових елементів памяті для інформаційно-логічних машин в даний час дослідження властивостей тонких феромагнітних плівок приділяється велика увага. Насамперед це повязано з тим, що вивчення фізичних властивостей феромагнітних плівок сприяє вирішенню фундаментальних проблем фізики магнітних явищ, розвитку теорії феромагнетизму. Наприклад, вивчення тонких плівок істотно розширило уявлення про фізичну природу анізотропії феромагнетиків, дозволило виявити та дослідити різноманітні процеси перемагнічування, виявити нові фізичні явища.Хоча оптичні властивості тонких плівок вивчаються вже протягом багатьох років, дослідження їх магнітних властивостей розпочато порівняно недавно. Однак тільки на початку цього століття тонкі відображають плівки вперше знайшли застосування в оптичній інтерферометрії.Саме через принципової відмінності між станами речовини в тонкій плівці і в масивному матеріалі, а також великої технічного значення магнітних тонко плівкових елементів фізичні властивості тонких плівок становлять великий інтерес. Оскільки як обємні, так і поверхневі неоднорідності можуть чинити сильний вплив на магнітні властивості тонких плівок, то можна очікувати, що вивчення тонких плівок виявиться більш складним, ніж вивчення масивних зразків . Безліч аномалій, які спостерігаються в тонких плівках, можна пояснити низьким ступенем орієнтованості кристалітів, обумовленої впливом підкладки, та іншими неоднорідностями, а також зернистістю структури. Через такого закріплення поверхневих спинив можуть виникнути поверхневі моди, амплітуда яких швидко падає від поверхні до внутрішніх областям, що може впливати на процес перемагнічування плівки. Через такого закріплення поверхневих спинив можуть виникнути поверхневі моди, амплітуда яких швидко падає від поверхні до внутрішніх областям, що може впливати на процес перемагнічування плівки.Тонкі плівки в даний час в основному використовуються як логічні елементи і елементи памяті в лічильно-обчислювальних пристроях. Крім того, вони використовуються як елементи звязку змінної індуктивності в параметричних ланцюгах, працюючого в мегагерцовому діапазоні, і як односпрямовані вентилі в техніці міліметрових хвиль. Тут ми хотіли б звернути увагу на деякі найбільш істотні сторони використання плівок. Коли пермалоєвих плівка осідає на підкладку у присутності постійного магнітного поля, прикладеного в певному напрямку, вісь легкого намагнічування співпадає з напрямком поля. Таким чином, в плівках існують два напрямки з мінімальної енергією (? = 0, ?); ці два стани стійкої рівноваги можна використовувати для здійснення запису «0» і «1» в двійковій системі.Тонкі плівки можна виготовляти чотирма різними методами: 1) вакуумним напиленням; 2) електролітичним осадженням; 3) катодним розпиленням; 4) хімічним осадженням. Він полягає в наступному: у вакуумі проводиться випаровування матеріалу, так що утворюється потік молекул, які осідають на підкладку, виготовлену зазвичай зі скла або кварцу. При катодному розпиленні скло або кварц покриваються пермалоя в тліючому розряді низького тиску. Можна також використовувати деякі хімічні методи отримання плівок.Коротенько метод вакуумного напилення полягає в тому, що метал, який повинен бути обложений, розплавляють у вакуумі; на шляху утворюється пучка молекул поміщають підкладку, на якій і утворюється плівка. Якщо відстань від випарника до підкладки досить мало в порівнянні з середньою довжиною вільного пробігу молекул пара у вакуумній системі, то більша частина молекул металу сягатиме підкладки, не відчуваючи зіткнень з молекулами залишкового газу. Середня довжина вільного пробігу молекул повітря при температурі 25 C і тиску ~ 10-4 мм рт. ст. становить близько 45 см, середня довжина вільного пробігу молекул водяної пари - переважаючою компоненти залишкового газу у вакуумній системі - при тих же умовах дорівнює 34 см. Середня довжина вільного пробігу молекул інших металів, галоїдних сполук, сірчистих сполук і т. д. в газах при низькому тиску взагалі невідома, але вона навряд чи відрізняється від середньої довжини вільного пробігу атомів і молекул, згаданих вище, якщо їх радіуси мають близьку величину. Тому в типовій лабораторної вакуумній установці з розмірами порядку десятків сантиметрів середня довжина вільного пробігу молекул парів металів при тиску 10-5 мм рт. ст. буде багато більше відстані від випарника до підкладки.Якщо досліджувати гальванічну ванну після того як в ланцюзі певний час проходив струм, то виявиться, що сталося осадження металевого нікелю на катоді і видалення еквівалентної маси нікелю з анода, так що концентрація розчину залишається незмінною. Згідно закону Фарадея, кількість будь-якої речовини M, що виділився з розчину, залежить тільки від повного заряду, що пройшов через ланцюг, або , (4.4) де F - постійна Фарадея, дорівнює 9.65?104 К / (г ? атом), А - атомна вага и v валентність елемента.