Вплив діамагнітного заміщення у феримагнітних плівках на їх магнітні властивості - Автореферат

На сьогоднішній день все більшого значення набувають дослідження плівкового стану та поверхневих шарів твердих середовищ, що у великій мірі повязано в першому випадку з перспективою використання плівок у різних галузях науки та техніки в якості функціональних матеріалів, а в другому з поліпшенням або наданням нових фізикохімічних властивостей поверхням конструкційних матеріалів. Для розширення частотного діапазону роботи НВЧ пристроїв та їх номенклатури необхідні монокристалічні плівки з іншими ніж у ЗІГ значеннями магнітних параметрів, що може бути реалізовано в плівках заміщеного ЗІГ та плівках феритів з іншими структурами кристалічної решітки. Розробку нових та проведення цілеспрямованої модифікації відомих функціональних та конструкційних матеріалів для забезпечення фізикохімічних властивостей, які б відповідали заданим технічним вимогам, неможливо здійснювати без установлення впливу хімічних заміщень та умов синтезу на їх магнітні властивості та структуру, що є однією з актуальних наукових та прикладних задач. Основною метою роботи було встановлення впливу діамагнітних заміщень, умов синтезу на структуру, магнітні властивості та надтонкі взаємодії у феримагнітних плівках та поверхневих шарах залізомістких сплавів для прогнозованої модифікації відомих і створення нових функціональних та конструкційних матеріалів. Наукова новизна одержаних результатів У дисертаційній роботі застосовано комплексний підхід до вивчення магнітних властивостей феримагнітних плівок, який базується на використанні як сучасних експериментальних методів та теоретичних моделей, так і результатів досліджень магнітних властивостей обємних магнетиків та надтонких взаємодій у них, що дозволило одержати такі нові наукові результати: установлено кореляції між магнітними характеристиками епітаксійних плівок Sc та Ga заміщеного ЗІГ, багатошарових феритгранатових структур, вирощених методом РФЕ, та параметрами їх росту, і показано, що упровадження в кристалічну решітку ЗІГ іонів лантану приводить до зменшення неузгодженості (Da) між параметрами решіток плівки і підкладки та збільшення намагніченості насичення в епітаксійних плівках Sc:ЗІГ;У вступі до дисертації визначено актуальність теми, проаналізовано її сучасний стан, сформульовано мету і завдання досліджень, обгрунтовано наукову новизну і практичну цінність одержаних результатів, подано інформацію про апробацію та публікації результатів роботи, а також визначено особистий внесок здобувача в процесі виконання роботи. Оскільки метод РФЕ в роботі був базовим для вирощування монокристалічних плівок феритів, то в цьому ж розділі коротко розглянуто кінетичні процеси, які відбуваються при РФЕ феритгранатових плівок. У другому розділі розглянуто особливості методики РФЕ стосовно вирощування монокристалічних плівок феритгранатів, представлено результати розробки способів зменшення дефектності епітаксійних плівок феритгранатів з ЦМД, описується методика синтезу монокристалічних плівок феритшпінелей методом хімічних транспортних реакцій (ХТР) в малій щілині, коротко наведено характеристики методів дослідження магнітних та структурних параметрів обєктів досліджень, викладено результати по вдосконаленню методики ЯГР. Наведені коефіцієнти дозволяють ефективно змінювати температуру насичення (Тн) розчинурозплаву, яка була завжди на 10…30 К вищою від температури росту (Тр) плівок. В процесі вирощування епітаксійних плівок контролювали такі параметри росту: ступінь переохолодження розчинурозплаву (DT), швидкість росту плівки (Vp), швидкість обертання підкладки (w) та температуру росту.Подальший вміст іонів Sc3 у плівці приводив до зменшення параметру 4PMS, що повязуємо із входженням частини іонів Sc3 у тетраедричну (d) підрешітку. Установлено, що при заміщенні іонів Fe3 іонами Sc3 морфологія поверхні плівок за рахунок зростання неузгодженості Da погіршується. Установлено, що для плівок La,Sc:ЗІГ діаметром 76,2 мм та товщиною h=20 мкм неоднорідність по товщині не перевищує 6...8 %, по ширині лінії ФМР 9...12 %, по намагніченості насичення 2...4%. Зроблено висновок, що заміщення частини іонів ітрію в плівках Y2Fe5XSCXO12 на іони лантану поліпшує морфологію поверхні, приводить до збільшення параметру 4PMS і зменшення DH лінії ФМР. Оскільки значення 4PMS для плівок ЗІГ є значно вищим, ніж для плівок з ЦМД (4PMS=200 Гс), їх резонансні частоти сильно відрізняються, що є позитивним фактором для практичного використання таких структур.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

1.С.А. Юрьев, Ю.Г.Юскевич, С.И.Ющук. О корреляции между некоторыми магнитными и структурными параметрами ферритов состава 0,8NIFE2O4?(0,2x)?CUFE2O4?XBIFE2O4 // Вестник Львовского политехнического института “Теория и проектирование полупроводниковых и радиоэлектронных устройств и систем. 1980. №142. С. 97101.

2. С.И.Ющук, С.А.Юрьев, Ю.Г.Юскевич, М.А.Емчик, Е.А.Нечай, И.М. Сыворотка, А.А. Хома. Исследование методом ЯГР влияния условий синтеза и термообработки на эпитаксиальные пленки никелевого феррита // Физическая электроника. Изд. Львов. унта “Выща школа” 1984. вып.28. С. 5256.

3. Юрьев С.А., Ющук С.И., Хомяк Г.Е. Цифровой генератор опорного сигнала для ядерного гаммарезонансного спектрометра на базе многоканального анализатора импульсов NTA1024 // Приборы и техника эксперимента. 1986. №1. С. 104106.

4. Ющук С.И., Юрьев С.А., Бр?кайло И.И., Кузьма Ю.Б., Орищин С.В. Мессбау?ровские и рентгеноструктурн?е исследования фосфидов железа // Кристаллография. 1988. Т.33. в?п.4. С. 888890.

5. Ющук С.И., Юрьев С.А., Шевчук П.И., Костюк П.С., Хомин С.И. Использование мессбауэровской спектроскопии для контроля параметров эпитаксиальных пленок никелевого феррита // Неорганические материалы. 1989. Т.25. №1. С. 119123.

6. Рыльников Б.С., Любецкая Л.В., Ющук С.И., Юрьев С.А. Электронное состояние атомов железа в окалине на сплавах FEAL // Защита металлов. 1989. Т.XXV. №2. С. 250255.

7. Ющук С.И., Юрьев С.А., Давыденко А.Г., Беленький Л.Е. Эффект Мессбауэра на ядрах 119Sn и 57Fe в твердом растворе 1,0Fe2O3?0,05SNO2 // Неорганические материалы. 1990. Т.26. №2. С. 312317.

8. А.Н.Кондирь, А.С.Борисюк, С.А.Юрьев. Температурная зависимость намагниченности насыщения при внутрифазовом распаде в сплавах системы FECR // Физика металлов и металловедение. 1990. №1. С.131137.

9. Ющук С.І., Юрєв С.О., Беленький Л.Є., Корабель В.В. Локальні магнітні поля на ядрах 57Fe в LITI феритах // Вісник ДУ “Львівська політехніка” “Теорія і проектування напівпровідникових та радіоелектронних пристроїв”. 1994. №280. С.6974.

10. С.І. Ющук, С.О. Юрєв, П.С. Костюк. Деякі особливості вирощування плівок залізоітрієвого гранату з однорідними магнітними властивостями // Вісник ДУ “Львівська політехніка” “Теорія і проектування напівпровідникових та радіоелектронних пристроїв”. 1995. №289. С. 9094.

11. С.І. Ющук, С.О. Юрєв, П.С. Костюк. Вирощування і властивості монокристалічних плівок залізоітрієвого гранату з малими магнітними втратами // Вісник ДУ “Львівська політехніка” “Теорія і проектування напівпровідникових та радіоелектронних пристроїв”. 1996. №302. С. 122 125.

12. С.И.Ющук, С.А.Юрьев, П.С.Костюк. Выращивание и свойства монокристаллических пленок (Y,Sc)3Fe5O12 // Неорганические материалы. 1997. Т.33. №7. С. 881883.

13. S.O.Yuryev, S.I.Yushchuk, Yu.B.Kuzma, I.E. Lopatynsky. 57Fe Mцssbauer spectroscopic investigation of structural details of some ternary borides // Journal of Alloys and Compounds. 1998. №270. P.1620.

14. С.О.Юрєв, С.І.Ющук, Л.М.Ракобовчук, Р.В.Сколоздра. Магнітні поля на ядрах 119Sn в твердих розчинах TICO2XSN (x=0,0…1,0) // Вісник НУ “Львівська політехніка” “Електроніка”. 2000. № 401. С. 101107.

15. С.О. Юрєв, В.Й. Ніколайчук, С.І.Ющук, П.С.Костюк. Виготовлення і властивості шаруватих ферогранатових структур // Вісник ДУ “Львівська політехніка” “Елементи теорії та прилади твердотільної електроніки”. 2000. №393. С. 3740.

16. Рішення про видачу патенту України на винахід “Спосіб вирощування епітаксійних плівок феритгранатів з циліндричними магнітними доменами”. С.І. Ющук, П.І. Юрчишин, С.О. Юрєв, С.С. Варшава. Заявка 98105486. МПК 6 Н 01 F 10/10, C 30 B 19/00. Заявл.20.10.1998 р.

17. Рішення про видачу патенту України на винахід “Спосіб вирощування монокристалічних плівок феритгранатів методом рідиннофазної епітаксії”. С.С. Варшава, С.О.Юрєв, П.С.Юрчишин, С.І. Ющук. Заявка 98115820. МПК С 30 В 19/02; 29/28. Заявл. 03.11.1998 р.

18. S.I. Yushchuk, S.A. Yuryev, Yu.G. Yuskevich, L.G. Voljenskaya. Magnetic Hyperfine Interaction of 57Fe in YFESC Garnets. Proc. VIIITH International Conference on Hyperfine Interactions. - Prague (Czechoslovakia). 1989. B479.

19. С.А.Юрьев, С.И.Ющук, Г.В.Архангельская, М.А.Новарчук. Влияние азотирования на мессбауэровские спектры стали 38ХМЮА // Тезисы докл. III Всесоюзного совещания по ядерноспектроскопическим исследованиям сверхтонких взаимодействий. ч .IV. АЛМААТА. 1989. С.24.

20. Б.С.Рыльников, С.И.Ющук, С.А.Юрьев, Л.В.Любецкая. Исследование магнитного и структурного состояния поверхностных слоев конструкционной стали 38ХН3МФА методом ЯГР // Материалы III Всесоюзного совещания по ядерноспектроскопическим исследованиям сверхтонких взаимодействий. - Москва: Издво Моск. унта.1990. С.144148.

21. Stepan Yushchuk, Sergiy Yuryev, Valentina Nikolaychuk. The Growth and Properties of Monocrystaline Y3Fe5XGAXO12 Garnet Film// Proc. on 2nd International Symposium on Microelectronics Technologies and Microsystems. Lviv (Ukraine). 1998. P. 4044.