Особливості кристалічної та маґнітної мікроструктури LаGа – заміщених епітаксійних плівок залізо-ітрієвого ґранату
Вивчення кристалічної та магнітної мікроструктури об’ємних і приповерхневих шарів епітаксійних гетероструктур ЗІҐ/ҐҐҐ. Визначення максимальної концентрації густини дислокацій невідповідності. Аналіз діаграм результуючого вектора магнітного моменту.
Рубрика | Физика и энергетика |
Вид | автореферат |
Язык | украинский |
Дата добавления | 28.09.2014 |
Размер файла | 120,4 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Міністерство освіти і науки України
Прикарпатський національний університет імені Василя Стефаника
Автореферат
дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наук
01.04.18 - фізика і хімія поверхні
Особливості кристалічної та маґнітної мікроструктури LаGа - заміщених епітаксійних плівок залізо-ітрієвого ґранату
Мокляк Володимир Володимирович
Івано-Франківськ - 2007
Дисертацією є рукопис
Робота виконана на кафедрі матеріалознавства і новітніх технологій Прикарпатського національного університету імені Василя Стефаника Міністерства освіти і науки України
Науковий керівник: доктор фізико-математичних наук, член-кор. НАН України, професор, Остафійчук Богдан Костянтинович, Прикарпатський національний університет імені Василя Стефаника, ректор
Офіційні опоненти:
доктор фізико-математичних наук, професор Фодчук Ігор Михайлович, Чернівецький національний університет імені Юрія Федьковича, професор кафедри фізики твердого тіла
кандидат фізико-математичних наук, доцент Юр'єв Сергій Олексійович, Національний університет “Львівська політехніка”, доцент кафедри фізики
Провідна установа: Інститут фізики НАН України, відділ фотонних процесів, м. Київ
Вчений секретар спеціалізованої вченої ради Г.О. Сіренко
Анотація
Мокляк В.В. Особливості кристалічної та маґнітної мікроструктури LaGa - заміщених епітаксійних плівок залізо-ітрієвого ґранату. - Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наук за спеціальністю 01.04.18 - фізика і хімія поверхні. Прикарпатський національний університет імені Василя Стефаника, Івано-Франківськ, 2007.
У дисертації запропоновано цілісний комплексний підхід для оцінки структурної досконалості ЕФҐП. Встановлено оптимальну величину переохолодження для вирощування LaGa - заміщених плівок ЗІҐ, яка рівна =25 K. Вивчено розподіл деформацій та залишкових напруг в структурі ЕФҐП зумовлений процесами післяростової обробки та порізки. Встановлено факт порушення стехіометрії аніонної підгратки приповерхневих шарів ЕФҐП. Експериментально встановлено функціональні залежності зміни кутової орієнтації вектора результуючого магнітного моменту від величини прикладеного зовнішнього магнітного поля та ступеня заміщення іонами галію. Виділено вклад від диполь-дипольної взаємодії у величину ефективного магнітного поля на резонансному ядрі при заміщенні іонами галію.Досліджено процеси старіння в даних матеріалах.
Ключові слова: залізо-ітрієвий ґранат (ЗІҐ), епітаксійні плівки ферит-ґранатів (ЕФҐП), рідкофазна епітаксія, рентґенівська дифрактометрія, рентгенодифрактометрична тензометрія, конверсійна електронна мессбауерівська спектроскопія (КЕМС), ефективне магнітне поле на ядрі.
Аннотация
Мокляк В.В. Особенности кристаллической и магнитной микроструктуры LaGa - замещенных эпитаксиальных пленок железо-иттриевого граната. - Рукопись.
Диссертация на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук по специальности 01.04.18 - физика и химия поверхности. Прикарпатский национальный университет имени Василия Стефаника, Ивано-Франковск, 2007.
В диссертации представлены результаты исследований механизмов формирования кристаллической и магнитной микроструктуры LaGa - замещенных эпитаксиальных пленок ЖИГ полученных при разных технологических условиях выращивания.
Предложен целостный комплексный подход по поводу использования существующих неразрушающих методов и методик, который обеспечивает возможность проведения полной оценки структурного совершенства ЕФГП и позволяет установить максимальную концентрацию плотности дислокаций несоответствия.
Получены функциональные зависимости коэффициентов вхождения катионов Ga3+ и La3+ в феррит-гранатовую структуру от температуры переохлаждения. Установлено оптимальную с точки зрения соответствия реального состава ожидаемому величину переохлаждения для виращивания LaGa - замещенных пленок ЖИГ, которая равна =25 K.
Исследовано распределение деформаций и остаточных напряжений в структуре ЭФГП, которые обусловлены процессами послеростовой обработки и порезки. Построен полный тензор малых деформаций и восстановлен тензор остаточных напряжений:
Числовые значения компонент построенных нами тензоров свидетельствуют о значительной анизотропии механических характеристик в плоскости пленки.
Установлен факт нарушения стехиометриии анионной подрешетки поверхостных слоев эпитаксиальной пленки ЖИГ, о чем свидетельствуют присутствие на КЕМ спектре дополнительного секстиплета от магнитонеэквивалентной d - позиции ионов железа и дублетная компонента, которая отвечает ионам железа в парамагнитном состоянии с промежуточной степенью валентности +2…+3.
Экспериментально установлено зависимости, которые имеют линейный характер, для угловой ориентации вектора результирующего магнитного момента от степени замещения ионами Ga3+ в диапазоне Х = 0-0.7 ат./форм.од. и от значения прилагаемого внешнего магнитного поля в диапазоне Hзовн= 0-2.8 кЕ; скорости изменения составляют соответственно:
(21±2)o/(ат./форм.од.) и ? 18o/1 кЕ.
Величина вклада от диполь-дипольного взаимодействия ядра с другими атомами прямо пропорциональна числу косвенных сверхобменных взаимодействий в цепочках Fea3+- O2-- Fed3+, о чем свидетельствует линейный характер изменения величины Hеф в зависимости от степени замещения ионами галлия.
Установлен факт старения поверхностных слоев эпитаксиальных гетероструктур ЖИГ/ГГГ и LaGa:ЖИГ/ГГГ, которое заключается в залечивании кислородных вакансий, на что указывает уменьшение части 4s - электронов железа в результате локализации соответствующих волновых функций на отстроенных анионных узлах (срок ? 1 календарный год).
Ключевые слова: железо-иттриевый гранат (ЖИГ), эпитаксиальные пленки ферит-гранатов (ЭПФГ), редкофазная эпитаксия, рентгеновская дифрактометрия, рентгенодифрактометрическая тензометрия, конверсионная электронная мессбауэровская спектроскопия (КЭМС), эффективное магнитное поле на ядре.
Summary
Moklyak V.V. Crystal and magnetic microstructure characteristics of LaGa - substituted epitaxial films yttrium-iron garnet. - Manuscript.
The dissertation for the Candidate Degree in Physics and Mathematics. Speciality 01.04.18 - Physics and Chemistries of Surfaces. Vasyl Stephanyk Precarpathion National University, Ivano-Frankivsk, 2007.
In a thesis complex holostic approach for structural perfection rating of LaGa - substituted epitaxial films yttrium-iron garnet is proposed. For epitaxial growing LaGa - substituted epitaxial films yttrium-iron garnet the optimal supercooling value (T=25 K) is obtained. The distribution of strain and temper in a structure epitaxial films yttrium-iron garnet, post-growth treatment of processes conditions and cutting are studied. The fact of superficial layer's anionic sublattice nonstoichiometry is fixed. Functional dependences of total magnetic moments angle's orientation versus external magnetic field's magnitude and substitution degree's are experimental established. The dipole-dipol interaction's contribution in effective magnetic fields on ferrous nuclei versus gallium substitution degree are separated. The aging processes in stressed films superficial layers at room temperature are investigated.
Keywords: yttrium-iron garnet, epitaxial ferrite-garnet films, liquid phase epitaxy, X-ray diffractometry, X-ray strain measurement, conversion electron mossbauer spectroscopy, effective magnetic fields on ferrous nuclei.
1. Загальна характеристика роботи
магнітний мікроструктура епітаксійний
Актуальність роботи. Інтенсивне вивчення та практичне застосування епітаксійних ферит-ґранатових плівок (ЕФҐП) як матеріалу для напівпровідникової електронної техніки розпочалося на початку 80-х років, що було обумовлено їх високою радіаційною стійкістю в порівнянні із традиційними матеріалами.
На даний час сфера їх використання в якості активного середовища включає пристрої на спінових хвилях, що працюють в області надвисоких частот (НВЧ) в діапазоні 108-1011 Гц, елементи твердотільних лазерів, магнітооптичні пристрої (точкові модулятори, аналізатори, корелятори, дефлектори з робочими частотами 20-25 ГГц), сенсорні пристрої візуалізації неоднорідностей магнітних полів та пристрої для магнітометрії ультрамалих полів.
Залізо-ітрієвий ґранат (ЗІҐ) в даному випадку слугує базовим матеріалом, оскільки наявність трьох пов'язаних антиферомагнітною взаємодією катіонних позицій різних розмірів дозволяє в найширших межах керувати хімічним складом шляхом заміщення, що одночасно з варіюванням умовами росту дає можливість створення магнітної мікро- та макроструктури необхідного типу, із зміною намагніченості насичення, константи одновісної анізотропії та параметрів згасання магнітостатичних хвиль. Тому епітаксійні плівки ЗІҐ є зручними модельними об'єктами для відпрацювання та вдосконалення нових методів та методик дослідження кристалічної та магнітної мікроструктури даних матеріалів.
LaGa - заміщені плівки ЗІҐ використовуються як матеріал для створення НВЧ пристроїв для обробки та передачі сигналів, які працюють в більш низькому діапазоні частот порівняно з базовим матеріалом (0.2-2.0 ГГц), що зумовлено пониженою величиною намагніченості насичення внаслідок діамагнітного заміщення іонами ґалію. Основні проблеми, які пов'язані з конструктивною реалізацією таких пристроїв, полягають в мінімізації згасання електромагнітних хвиль в НВЧ діапазоні та одночасно високою магнітною добротністю, що визначається, в першу чергу, структурною досконалістю функціонального матеріалу, оскільки дефекти є областями утворення 0о-доменних границь, які спричиняють додаткові магнітні втрати. Детальні дослідження епітаксійних гетероструктур LaGa:ЗІҐ/ҐҐҐ проводились з метою покращення їх технологічних характеристик, таких як величина намагніченості насичення, поле магнітної анізотропії, ширина лінії феромагнітного резонансу, термостабільність магнітних параметрів, що зумовлено безпосереднім застосуванням їх на практиці. Однак, при цілеспрямованій модифікації приповерхневих шарів таких структур (іонна імплантація, лазерний відпал і т. п.) виникають труднощі в прогнозуванні їх властивостей, що пов'язано із відсутністю цілісної картини про їх кристалічну та магнітну мікроструктуру.
Таким чином, комплексне дослідження закономірностей формування кристалічної структури та магнітної мікроструктури об'ємних і приповерхневих шарів в епітаксійних гетероструктурах ЗІҐ/ҐҐҐ та LaGa:ЗІҐ/ҐҐҐ є актуальним та необхідним для розробки фізичних основ науково-обгрунтованого управління структурними і магнітними властивостями плівок, вдосконалення та узагальнення методик їх аналізу, отримання інформації apriori для прогнозування впливу зовнішніх факторів, а також формулювання рекомендацій щодо можливості вдосконалення технологічних умов формування функціонального матеріалу.
Зв'язок роботи з науковими програмами, темами. Робота виконана у ході розробки наукових програм Національної Академії наук України та досліджень, пов'язаних з науковою тематикою Міністерства освіти і науки України “Вплив іонної імплантації і дифузійних процесів на формування структури і властивостей приповерхневих шарів ферит-гранатових і напівпровідникових плівок” (№ держ. реєстр. 01890070690), “Структура та магнітні властивості приповерхневих шарів моно- і полікристалічних матеріалів, модифікованих іонною імплантацією” та у процесі досліджень, виконаних у спільній науково-дослідній лабораторії фізики магнітних плівок Прикарпатського національного університету імені Василя Стефаника МОН України та Інституту металофізики ім. Г.В. Курдюмова НАН України.
Об'єкт дослідження. Епітаксійні гетероструктури ЗІҐ/ҐҐҐ та LaGa:ЗІҐ/ҐҐҐ отримані при різних технологічних умовах росту методом рідкофазної епітаксії (РФЕ).
Предмет дослідження. Кристалічна структура та магнітна мікроструктура об'ємних і приповерхневих шарів епітаксійних гетероструктур ЗІҐ/ҐҐҐ та LaGa:ЗІҐ/ҐҐҐ отриманих при різних технологічних умовах росту.
Мета і задачі дослідження. Основною метою даної роботи було вивчення кристалічної структури та магнітної мікроструктури об'ємних і приповерхневих шарів епітаксійних гетероструктур ЗІҐ/ҐҐҐ та LaGa:ЗІҐ/ҐҐҐ отриманих при різних технологічних умовах росту. При цьому вирішувалися наступні наукові завдання:
Вивчення кристалічної структури ЕФҐП. Визначення максимальної концентрації густини дислокацій невідповідності.
Дослідження процесів деформації кристалічної гратки та розподілу залишкових напруг в епітаксійній структурі в результаті процесу вирощування та післяростової обробки.
Вивчення магнітних та електричних надтонких взаємодій в приповерхневих шарах ЕФҐП методом мессбауерівської спектроскопії.
Отримання та аналіз векторних діаграм результуючого вектора магнітного моменту в епітаксійних гетероструктурах ЗІҐ/ҐҐҐ та LaGa:ЗІҐ/ҐҐҐ (площина зрізу (111)) та вивчення його поведінки у зовнішніх магнітних полях.
Дослідження процесів старіння приповерхневих шарів ЕФҐП.
Методи дослідження. При виборі методів вивчення кристалічної структури та магнітної мікроструктури ЕФҐП необхідною ставилась умова експресності та неруйнівного контролю, що зумовлено потребами практичного використання. Вирішення окресленого завдання вимагало застосування комплексу експериментальних методів та теоретичних досліджень, що несуть у собі взаємодоповнювані якісні і кількісні характеристики. Вибрані методи досліджень - двокристальна рентгенівська дифрактометрія, рентгенодифрактометрична тензометрія, модифікований індукційний метод вимірювання намагніченості насичення, конверсійна електронна мессбауерівська спектроскопія (КЕМС), відповідне програмне забезпечення для математичної обробки експериментальних результатів та моделювання фізичних процесів повністю відповідають таким вимогам.
Наукова новизна отриманих результатів. Поєднання сучасних прецизійних експериментальних методів та існуючих методик із засобами математичного моделювання, які застосовувалися у дисертаційній роботі, дали можливість вивчити кристалічну структуру та магнітну мікроструктуру об'ємних і приповерхневих шарів епітаксійних гетероструктур ЗІҐ/ҐҐҐ та LaGa:ЗІҐ/ҐҐҐ отриманих при різних технологічних умовах росту. Наукова новизна отриманих результатів полягає в наступному:
вперше представлено цілісний комплекс існуючих неруйнуючих методів та методик, який забезпечує проведення повної оцінки структурної досконалості ЕФҐП;
експериментально отримано функціональні залежності коефіцієнтів входження іонів Ga3+ та La3+ від температури переохолодження при вирощуванні гетероструктур LaGa:ЗІҐ/ҐҐҐ та встановлено оптимальну з точки зору відповідності реального складу очікуваному величину переохолодження =25 K;
вперше отримано та проаналізовано повний тензор малих деформацій та тензор залишкових напруг набутих епітаксійною плівкою в процесі росту і післяростової обробки;
вперше виявлено вплив процесу порізки на формування результуючого розподілу деформацій та залишкових напруг в ЕФҐП, що приводить до значної анізотропії механічних характеристик в площині плівки;
вперше встановлено наявність в приповерхневих шарах епітаксійної плівки ЗІҐ іонів заліза у парамагнітному стані із проміжним ступенем валентності +2…+3, що зумовлено порушенням стехіометрії аніонної підгратки;
експериментально отримано функціональні залежності просторової кутової орієнтації вектора результуючого магнітного моменту плівки від ступеня заміщення іонами галію та від значення прикладеного зовнішнього магнітного поля;
вперше встановлено факт старіння приповерхневих шарів епітаксійних гетероструктур ЗІҐ/ҐҐҐ та LaGa:ЗІҐ/ҐҐҐ, які полягають у відновленні кисневої підґратки (термін ? 1 календарний рік).
Практичне значення отриманих результатів. Представлений в дисертаційній роботі цілісний комплекс існуючих неруйнуючих методів та методик забезпечує проведення повної оцінки структурної досконалості ЕФҐП. Отримані експериментальні результати дозволяють покращити вибір технологічних умов вирощування епітаксійних гетероструктур ЗІҐ/ҐҐҐ та LaGa:ЗІҐ/ҐҐҐ та враховувати ефекти їх післяростової обробки і порізки. Проведені в роботі КЕМС дослідження доповнюють експериментальну базу для формування цілісної картини магнітних та електричних надтонких взаємодій в ЕФҐП. Перебіг процесів старіння, а саме відбудови аніонної підґратки в приповерхневих шарах епітаксійних гетероструктур, необхідно враховувати при використанні даних матеріалів на виробництві.
Особистий внесок здобувача:
участь у постановці наукових задач [3, 7-9] та плануванні методів їх вирішення [1, 3-9];
обґрунтування вибору об'єктів та методів дослідження [3, 7-9];
проведення прецизійних рентгенодифрактометричних досліджень та отримання кривих дифракційного відбивання [7, 8];
отримання конверсійних електронних мессбауерівських спектрів [1, 3, 4, 6, 9];
математична обробка отриманих результатів [1, 3, 6-9];
участь у створенні узагальнюючих теоретичних моделей та оцінка меж їх застосування [1, 3-9];
участь в аналізі та інтерпретації отриманих результатів [1-9].
Апробація результатів дисертації. Основні результати роботи доповідалися та обговорювалися на наукових семінарах та конференціях, в тому числі на ІІI Всеукраїнській конференції молодих науковців “Інформаційні технології в науці, освіті, техніці” (Черкаси, 2002), IХ-й міжнародній конференції з фізики і технології тонких плівок (Івано-Франківськ, 2003), Х-й міжнародній конференції з фізики і технології тонких плівок (Івано-Франківськ, 2005), в Інституті фізики НАН України, на об'єднаних наукових семінарах кафедр “Матеріалознавства і новітніх технологій” та “Фізики твердого тіла” Прикарпатського національного університету імені Василя Стефаника.
Публікації. Матеріали дисертації викладені в 9 публікаціях, у тому числі в 4 статтях, опублікованих у наукових фахових журналах.
Структура та обсяг дисертації. Робота складається із вступу, 4-х розділів, висновків та списку використаних джерел. Дисертація викладена на 146 сторінках, у тому числі містить 47 рисунків, 20 таблиць та 120 бібліографічних джерел.
2. Основний зміст роботи
У вступі обґрунтовано актуальність теми, сформульовано мету і завдання дослідження, відзначено наукову новизну і практичну цінність отриманих результатів.
Перший розділ містить аналітичний огляд літератури, що висвітлює стан проблеми дослідження кристалічної та магнітної мікроструктури ферит-ґранатів (ФҐ). Розглянуто формування кристалічної структури ЕФҐП та утворення структурних дефектів в процесі їх вирощування методом рідкофазної епітаксії. Показано ефективність застосування методу КЕМС при дослідженні ЕФҐП. Інформативність методу КЕМС значно зростає при зйомці зразків у зовнішньому магнітному полі і дозволяє ідентифікувати магнітно- та кристалографічнонееквівалентні положення навіть при близькості їх параметрів, які характеризують магнітні та електричні надтонкі взаємодії на резонансних ядрах Fe57, та одержати повну інформацію про орієнтацію результуючого вектора намагніченості. Також проведено аналіз літературних джерел по дослідженню заміщення катіонів основного складу ФҐ іонами Ga3+ та La3+, який дозволяє стверджувати, що переважаюча кількість робіт по даній тематиці присвячена дослідженню таких суто технічних характеристик як ширина лінії феромагнітного резонансу, величина намагніченості насичення, термостабільність магнітних параметрів та вплив на них навколишнього середовища. Однак, при цілеспрямованій модифікації приповерхневих шарів ЕФҐП (іонна імплантація, лазерний відпал і т.п.) виникають труднощі в прогнозуванні їх властивостей, які пов'язані із відсутністю цілісної картини про кристалічну та магнітну мікроструктуру даних матеріалів, що викликає необхідність проведення досліджень у даному напрямку.
У другому розділі описано технологію вирощування ЕФҐП, а також показано ефективність застосування методів двокристальної рентгенівської дифрактометрії, конверсійної електронної мессбауерівської спектроскопії та модифікованого індукційного методу для здійснення неруйнівного контролю їх структурних та магнітних параметрів.
Досліджувані епітаксійні гетероструктури ЗІҐ/ҐҐҐ та LaGa:ЗІҐ/ҐҐҐ (площина зрізу (111)) отримані методом РФЕ при різних технологічних умовах росту. Процес вирощування здійснювався на обладнанні НВП “Карат” (м. Львів). В якості розчинника було взято PbO-B2O3. Склад шихти визначається молярними коефіцієнтами Бленка-Нільсена.
Однак, незважаючи на значний теоретичний та експериментальний матеріал накопичений в даному напрямку досліджень, залишилися відкритими питання вибору технологічних умов та параметрів процесу РФЕ для отримання ЕФҐП наперед визначеного заданого складу.
Для дослідження структурних характеристик монокристалічних ЕФҐП було застосовано метод двокристального спектрометра, який дозволяє уникнути проблеми розбіжності рентгенівського пучка, що суттєво підвищує точність вимірювань. При вивченні деформованої кристалічної гратки ЕФҐП використано метод кривих дифракційного відбивання (КДВ), який дозволив нам визначити всі шість компонент тензора деформації і чотири недіагональні компоненти тензора дисторсії. Тут потрібно відмітити той факт, що на даний час не сформовано єдиного комплексного підходу для оцінки структурної досконалості ЕФҐП та встановлення ступеня їх дефектності.
Для дослідження магнітної мікроструктури ЕФҐП застосовано метод КЕМС, оскільки реалізувати зйомки в геометрії “на проходження” неможливо в зв'язку із наявністю непрозорої для г- квантів з енергією 14.4 кеВ підкладки із ҐҐҐ. Він дозволяє провести якісний та кількісний аналіз надтонких взаємодій на ядрах Fe57, які зумовлені їхнім локальним оточенням. КЕМ спектри Fe57 отримано при кімнатній температурі з використанням джерела г - квантів Co57 в хромовій матриці. Калібрування отриманих cпектрів проводилось відносно металічного б-Fe. Нестабільність нульового рівня сигналу швидкості за час набору спектру в 256 каналів не перевищувала 0.5 каналу, а півширина лінії на нітропрусиді натрію - 0.28 мм/с.
При застосуванні методу КЕМС залишається відкритим питання створення теоретичної моделі, яка б належним чином описувала отримані КЕМ спектри епітаксійної плівки ЗІҐ, що є базовою основою для усіх ЕФҐП. Для вирішення даної проблеми було використано метод діагоналізації матриці ядерного гамільтоніану при застосуванні моделі змішаної магнітної дипольної та електричної квадрупольної взаємодій.
У третьому розділі представлено сформований цілісний комплекс існуючих неруйнуючих методів та методик, який забезпечує проведення повної оцінки структурної досконалості ЕФҐП. Він включає наступні етапи:
1. Аналіз структурних параметрів (в припущенні кубічної структури).
2. Відновлення параметрів ромбоедризованої кристалічної ґратки плівки.
3. Оцінка розподілу деформацій по товщині ЕФҐП.
4. Перевірка критеріїв можливості виникнення дислокацій невідповідності та їх існування, а також оцінка максимально можливої концентрації їх густини.
5. Проведення кристалохімічного та термодинамічного аналізу стабільності вихідних продуктів в процесі РФЕ та встановлення на його основі природи структурних дефектів.
Приведений алгоритм було апробовано на модельному зразку - епітаксійній плівці ЗІҐ товщиною h = 2.85 мкм, яка вирощена методом РФЕ на підкладці із ҐҐҐ (площина зрізу (111)), згідно технологічного процесу АУЭ.01001.00001 ТУ для отримання високоякісних плівок ЗІҐ з вузькою лінією ФМР 0.5 Е 40 А/м. Встановлено, що плівка володіє ромбоедричною структурою з параметрами ромбоедра aромб = 12.3710 Е та б = 90.0032о і однорідно деформована по товщині. Величина компоненти тензора деформації (в напрямі росту гетероструктури) становить ? -9.6·10-4. Для плівки виконуються критерії можливості утворення та існування дислокацій невідповідності і максимальне значення їх поверхневої густини становить у = 2.4·107 см-2. В структурі плівки присутні домішкові немагнітні іони Ga3+, які призводять до зменшення величини параметру сталої кристалічної ґратки. Це зумовлено технологічними умовами росту, зокрема підвищеною температурою насичення Ts=1270 K для зменшення входження в структуру плівки іонів Pb2+.
Запропонований комплексний підхід було застосовано для оцінки структурної досконалості епітаксійних гетероструктур LаGа:ЗІҐ/ҐҐҐ (табл. 1). Встановлено, що усі досліджувані плівки “ромбоедризуються” з кутом при вершині ромбоедра б > 90o. Перевірка критеріїв можливості виникнення та існування дислокацій невідповідності показує, що для зразків YIG-25 та YIG-35 характерним є процес деформації кристалічної ґратки до практично повного узгодження параметрів сталих кристалічних ґраток без утворення дислокацій невідповідності (табл. 2). Процес ромбоедризації в плівках YIG-13 та YIG-51 проходить із утворенням дислокацій невідповідності з максимальними значеннями їх поверхневої густини 0.6 та 1.6·107 см-2 відповідно. Експериментальна оцінка значень компоненти тензора деформації плівок в напрямку росту гетероструктур показала, що усі плівки зазнають стиску в даному напрямку, тобто підтверджується механізм ромбоедризації з кутом при вершині ромбоедра б > 90o. Порядок величини деформації в усіх випадках становить ? 1·10-4, що є доволі відчутною величиною з якою необхідно рахуватися при подальшому використанні та цілеспрямованій модифікації даної серії зразків.
Таблиця 1. Молярні коефіцієнти Бленка-Нільсена та умови вирощування гетероструктур LаGа:ЗІҐ/ҐҐҐ
X |
z |
R1 |
R2 |
R3 |
R4 |
R5 |
||
YIG-13 |
0.10 |
0.093 |
30 |
50.0 |
15.6 |
0.140 |
6.37 |
|
YIG-25 |
0.45 |
0.120 |
30 |
27.8 |
15.6 |
0.140 |
4.76 |
|
YIG-35 |
0.70 |
0.143 |
30 |
16.8 |
15.6 |
0.143 |
4.00 |
|
YIG-51 |
0.80 |
0.200 |
30 |
7.7 |
15.6 |
0.151 |
2.86 |
|
hfilm, мкм |
Ts, K |
Tgrowth, K |
н, мкм/хв |
|||||
YIG-13 |
3.66 |
1264 |
1248 |
16 |
0.24 |
|||
YIG-25 |
3.44 |
1258 |
1234 |
24 |
0.25 |
|||
YIG-35 |
3.06 |
1253 |
1230 |
23 |
0.25 |
|||
YIG-51 |
2.19 |
1250 |
1236 |
14 |
0.22 |
|||
X та z - прогнозований вміст іонів Ga3+ та La3+ в плівці (ат./форм. од.) |
Динаміка зміни кількісних значень величини компоненти деформації добре корелює із поведінкою експериментальної величини неузгодженості f, однак, відмінна від поведінки величини розузгодження теоретично розрахованого значення параметра сталої ґратки та параметра ромбоедричної структури (табл. 2).
Для зразків YIG-25 та YIG-35 ситуація яка склалась є цілком закономірною. Тобто ми маємо малу експериментальну величину неузгодженості f < 10-3, що зумовлює відсутність дислокацій в даних зразках, і також у нас є практично рівні і малі за величиною значення розузгодженостей теоретично розрахованого значення сталої ґратки та параметра ромбоедричної структури. Сам факт наявності відмінної від нуля величини розузгодження в плівках YIG-13 та YIG-51 говорить про невідповідність реального складу плівки і теоретично очікуваного. Існує два можливі і, в деякій мірі, конкурентні механізми для пояснення даного факту:
- додаткове входження в структуру вирощуваних плівок під час процесу РФЕ катіонів із малим іонним радіусом, зокрема іонів Ga3+. Це може бути зумовлено збільшенням концентрації оксиду ґалію у шихті в результаті підтравлювання підкладки та можливим збільшенням коефіцієнта входження іонів Ga3+;
- зменшення коефіцієнта входження великих іонів La3+ в структуру вирощуваних плівок, внаслідок чого формується структура із неповністю скомпенсованим параметром кристалічної ґратки.
Таблиця 2
f, 10-3 |
, 10-3 |
, |
, |
, 10-3 Е |
||
YIG-13 |
0.45 |
0.05 |
0.6 |
-6.1 |
6.7 |
|
YIG-25 |
0.19 |
0.17 |
- |
-3.4 |
1.6 |
|
YIG-35 |
0.19 |
0.12 |
- |
-3.3 |
0.5 |
|
YIG-51 |
0.73 |
0.06 |
1.6 |
-8.1 |
11.6 |
Входження в структуру плівки домішкових немагнітних іонів Ga3+ обов'язково повинно вплинути на магнітну структуру даного зразка. Натомість, немагнітні іони La3+, які заміщають катіони основного складу Y3+ у додекаедричних позиціях, не вносять спотворення у магнітну структуру плівок.
З метою розділення вкладів двох вищезгаданих механізмів нами було проведено дослідження магнітних характеристик досліджуваних гетероструктур. Отримано цілком прогнозований результат: за рахунок входження домішкових немагнітних іонів Ga3+ в структуру плівок значення величини намагніченості насичення є меншими за відповідні теоретично розраховані величини (табл. 3). Шляхом узгодження експериментальних та теоретичних даних величини намагніченості насичення нами було проведено відновлення значень кількості домішкових немагнітних іонів Ga3+. Беручи до уваги розраховані значення та враховуючи розподіл іонів Ga3+ по кристалографічних позиціях ґранатової структури, із рентгеноструктурних даних шляхом узгодження експериментально отриманих значень сталих ґраток та теоретично розрахованих також відновлено величину дефіциту іонів La3+. Їх функціональні залежності від величини переохолодження розчину-розплаву можна описати наступними функціями:
,
.
Таблиця 3
, |
, |
, |
, |
, |
, |
||
YIG-13 |
0.1 |
0.18 |
0.093 |
0.043 |
1640 |
1310 |
|
YIG-25 |
0.45 |
0.07 |
0.120 |
0.006 |
1040 |
960 |
|
YIG-35 |
0.7 |
0.02 |
0.143 |
0.001 |
660 |
620 |
|
YIG-51 |
0.8 |
0.32 |
0.200 |
0.068 |
525 |
145 |
Відповідно до отриманих нами залежностей, величина переохолодження =25 K є оптимальною з точки зору відповідності реального складу очікуваному для вирощування гетероструктур LaGa:ЗІҐ/ҐҐҐ при виборі усіх решту параметрів згідно табл. 1.
Для отримання більш детальної інформації apriori про деформації кристалічної ґратки та розподіл залишкових напруг в ЕФҐП в результаті процесу вирощування та післяростової обробки нами було проведено апробацію методу рентгенодифрактометричної тензометрії [1]. Побудовано повний тензор малих деформацій та відновлено тензор залишкових напруг для епітаксійної плівки номінального складу Y2.907La0.093Fe4.9Ga0.1O12 (YIG-13 в табл. 1). Отримані числові значення компонент тензора малих деформацій вказують на анізотропний характер механічних властивостей в площині зрізу плівки:
,
про що свідчать різні за знаком та величиною компоненти = 5.5·10-5 та = -4.5·10-5, а також відмінні від нуля величини деформації сколу: , та . Це, очевидно, зумовлено післяростовою обробкою ЕФҐП та способом порізки зразків.
Даний факт обов'язково необхідно враховувати при використанні ЕФҐП в якості функціональних матеріалів на виробництві.
У четвертому розділі викладено результати КЕМС досліджень маґнітних та електричних надтонких взаємодій в епітаксійних ферит-ґранатових гетероструктурах LаGа:ЗІҐ/ҐҐҐ. Для відпрацювання методики та створення моделей розшифровки експериментальних КЕМ спектрів дослідження попередньо проводились на модельному зразку - епітаксійній гетероструктурі ЗІҐ/ҐҐҐ.
В переважаючій більшості експериментальних досліджень для інтерпретації КЕМ спектрів епітаксійної плівки ЗІҐ (площина зрізу (111)) використовують наступну модель - накладання зееманівських секстетів від ядер Fe57 в d - підґратці з полярним кутом між напрямком ҐЕП на ядрі та напрямком ходу - променів ( вісь [111] ) = 5444 та 1/4 частини і 3/4 частин ядер Fe57 в а - підґратці відповідно з кутами = 0 та = 7032. Однак, це призводить до неповного узгодження експериментального та модельного спектрів, оскільки досягти належного співвідношення 2 та 5 ліній результуючого спектру у припущенні лише однієї d - позиції неможливо. Тому для отримання прийнятних результатів апроксимації було висловлено припущення про наявність двох магнітонееквівалентних d - позицій з різними значеннями та орієнтаціями ефективних магнітних полів на ядрах Fe57 та незначної кількості іонів заліза, які формують парамагнітний дублет. Даний факт пояснюється порушенням стехіометрії аніонної підґратки та неконтрольованим входженням в гранатову структуру домішкових атомів з розчину-розплаву на завершальних етапах епітаксії.
На користь кисневої нестехіометрії приповерхневих шарів свідчить зростання вкладу 4s-електронів у густину електронного заряду на міченому ядрі для додатково введеної нами d - позиції іонів заліза порівняно із основною внаслідок збільшення віддалі обмінної взаємодії в ланцюжку Fea3+- O2-- Fed3+ при відсутності іонів кисню. Більша чутливість d - позиції до кисневої нестехіометрії в даному випадку зумовлена малою кількістю аніонів, які її формують, порівняно із а - позицією. Наявність дублетної компоненти на рівні ? 2.2 % є, очевидно, прямим наслідком формування двох типів d - позиції внаслідок значної концентрації аніонних вакансій в приповерхневій зоні та ростом ковалентності хімічного зв'язку в перехідному шарі плівка - повітря. Значення квадрупольного розщеплення мессбауерівського дублету рівне 2.05±0.04 мм/с, що свідчить про зниження валентності іонів заліза в приповерхневому шарі з +3 до +2. Результат про наявність двовалентного заліза в приповерхневому шарі плівки підтверджується значеннями ізомерного зсуву для парамагнітної компоненти.
Застосування методу діагоналізації гамільтоніану змішаної квадрупольної та магнітної взаємодій [3] дало змогу відновити інформацію про просторові орієнтації напрямків ефективних магнітних полів на ядрах Fe57 та побудувати векторні діаграми формування результуючого вектора магнітного моменту. Необхідно відмітити факт виявлення незначної неколеніарності магнітних моментів а - та d - позицій заліза, яка становить ? 4о, і вказує на часткове порушення антиферомагнітного впорядкування.
Для ідентифікації близьких нееквівалентних кристалографічних положень резонансних ядер було застосовано зйомки у зовнішньому магнітному полі. Це також дозволяє вивчити поведінку результуючого вектора магнітного моменту при зміні величини поля. Суттєве звуження ліній секстетів від ядер заліза в тетрапозиціях у зовнішньому магнітному полі підтверджує вищеприведені міркування про наявність спектру магнітонееквівалентних позицій заліза в тетрапідгратці. Також потрібно відмітити, що інтегральна інтенсивність парамагнітної компоненти, яка в даному випадку характеризує величину кількості іонів заліза, що не беруть участі в обмінних взаємодіях, практично не міняє свого значення і залишається на рівні ?2.2-2.4 %. Це вказує на те, що зовнішнє магнітне поле не чинить на них орієнтаційного впливу, а це можливо лише у випадку коли парамагнітна компонента формується немагнітними іонами Fe2+ (електронна конфігурація 3d6). Даний факт свідчить про перебування іонів Fe2+ в низькоспіновому стані, який формується внаслідок збільшення величини розщеплення енергетичних рівнів eg та t2g кристалічним полем.
Було встановлено лінійний характер зміни кутової орієнтації вектора результуючого магнітного моменту від величини прикладеного зовнішнього поля в усьому використаному діапазоні полів. Швидкість зміни кута нахилу при накладанні зовнішнього поля рівна приблизно ? 18o/1 кЕ. Необхідно також відмітити, що накладання зовнішніх магнітних полів не усуває неколінеарності магнітних моментів окремих підграток, яка залишається на рівні ? 4о.
При проведенні повторних зйомок через 1 рік відмічено суттєві зміни на КЕМ спектрі модельного зразка залізо-ітрієвого гранату, а саме збільшення величини ізомерного зсуву та зменшення ефективного магнітного поля на резонансних ядрах практично для всіх виділених позицій. Це свідчить про перебіг процесів старіння приповерхневого шару епітаксійної плівки. Спостережувані зміни знаходять своє логічне пояснення припускаючи перебіг із часом процесів відновлення порушеної внаслідок кисневого збіднення аніонної підгратки в приповерхневому шарі епітаксійної гетероструктури. Часткова відбудова кисневих поліедрів приводить до зростання ступеня іонності хімічного зв'язку в тетра- та октаедричних комплексах заліза, і, відповідно, до перерозподілу електронної густини в ланцюжках Fea3+- O2-- Fed3+ з локалізацією хвильової функції 4s - електронів заліза на ядрах кисню. Реалізація такого механізму власне і зумовлює збільшення величини ізомерного зсуву. Зміну величини Hеф також слід пов'язати із зменшенням спінової густини 4s - електронів на резонансному ядрі, оскільки останні приймають участь при формуванні контактного поля Фермі, яке вносить основний вклад у результуюче значення величини ефективного магнітного поля на резонансних ядрах. Суттєве звуження ширини лінії, яке спостерігається тільки для обидвох виділених d -позицій, цілком зрозуміле з точки зору більшої чутливості d - позиції до росту симетрії аніонної підгратки.
Приймаючи до уваги результати КЕМС досліджень проведених на модельному зразку, здійснено аналіз КЕМ спектрів (табл. 4) епітаксійних ферит-ґранатових гетероструктур LаGа:ЗІҐ/ҐҐҐ, в результаті чого встановлено:
- існує квазінеперервний спектр параметрів надтонких взаємодій на резонансному ядрі центр ваги якого визначається першою координаційною сферою, а його “розмиття” - впливом наступних координаційних сфер, про що свідчить суттєве зростання ширини лінії для всіх введених секстетів по мірі збільшення ступеня заміщення іонами Ga3+;
- іони Ga3+ (електронна конфігурація 4so), заміщаючи іони заліза в ґранатовій структурі LаGа:ЗІҐ, не призводять до перерозподілу електронної густини 2p - електронної оболонки іонів O2- і не впливають, таким чином, на хвильову функцію 4s - електронів заліза, оскільки величина ізомерного зсуву для всіх позицій іонів заліза в системі LаGа:ЗІҐ залишається практично незмінною;
- зменшення значень ефективних магнітних полів на резонансних ядрах із зростанням ступеня заміщення іонами Ga3+ в системі LаGа:ЗІҐ для усіх виділених позицій обумовлено формуванням парамагнітних зв'язків типу Fei3+- O2-- Gaj3+- O2--Fei3+, і втратою, таким чином, непрямих надобмінних взаємодій в ланцюжках Fea3+- O2-- Fed3+, що й призводить до зменшення вкладу Hdip від диполь-дипольної взаємодії ядра з іншими атомами. Встановлено лінійний характер зміни величини Hеф в залежності від ступеня заміщення іонами галію в діапазоні Х = 0-0.7 ат./форм.од. (рис. 8). Середні значення швидкості зміни величини ефективного магнітного поля при зміні ступеня заміщення іонами Ga3+ відповідно рівні:
для октакоординації - (57±6) кЕ/(ат./форм.од.)
для тетракоординації - (30±3) кЕ/ (ат./форм.од.)
Таблиця 4
, мм/с |
, мм/с |
, мм/с |
, |
, кЕ |
, град. |
, % |
||
La0.093Y2.907 Ga0.1Fe4.9O12 |
||||||||
“а1” |
0.47(1) |
0.63(1) |
- |
0.5(1) |
487(1) |
-3(1) |
29.2 |
|
“а2” |
0.43(1) |
0.64(1) |
- |
1.5(3) |
466(1) |
90(9) |
9.7 |
|
“d1” |
0.47(1) |
0.33(1) |
- |
6.3(2) |
397(1) |
-49(1) |
27.2 |
|
“d2” |
0.51(1) |
0.46(1) |
- |
-5.5(2) |
384(1) |
-52(1) |
31.5 |
|
“D” |
0.46(1) |
0.58(1) |
2.02(4) |
- |
- |
- |
2.4 |
|
La0.12Y2.88 Ga0.45Fe4.55O12 |
||||||||
“а1” |
0.50(1) |
0.63(1) |
- |
0.3(2) |
475(1) |
-18(1) |
29.5 |
|
“а2” |
0.46(1) |
0.65(1) |
- |
1.0(3) |
449(1) |
90(7) |
9.8 |
|
“d1” |
0.47(1) |
0.36(1) |
- |
6.5(2) |
390(1) |
-49(1) |
28.5 |
|
“d2” |
0.51(1) |
0.48(1) |
- |
-1.2(2) |
376(1) |
-39(1) |
29.7 |
|
“D” |
0.46(1) |
0.59(1) |
2.09(4) |
- |
- |
- |
2.5 |
|
La0.143Y2.857 Ga0.7Fe4.3O12 |
||||||||
“а1” |
0.58(1) |
0.64(1) |
- |
0.2(2) |
459(1) |
-19(1) |
28.7 |
|
“а2” |
0.54(1) |
0.67(1) |
- |
1.1(2) |
436(1) |
90(7) |
9.6 |
|
“d1” |
0.53(1) |
0.34(1) |
- |
6.3(2) |
382(1) |
-46(1) |
23.2 |
|
“d2” |
0.57(1) |
0.48(1) |
- |
-1.2(2) |
367(1) |
-38(1) |
35.3 |
|
“D” |
0.54(1) |
0.57(1) |
2.06(5) |
- |
- |
- |
3.2 |
- заміщення ґалієм призводить до повороту результуючого вектора магнітного моменту в сторону перпендикуляра до площини зрізу епітаксійної гетероструктури. Це пов'язано із зменшенням ефекту розмагнічування поверхні феромагнетика, оскільки величина намагніченості насичення зменшується внаслідок “розбавлення” магнітної тетрапідгратки немагнітними іонами ґалію. Величина кута нахилу результуючого вектора магнітного моменту до площини плівки із ростом кількості іонів ґалію в ґранатовій структурі змінюється лінійно, і швидкість її зміни становить (21±2)o/(ат./форм. од.) у діапазоні заміщення Х = 0-0.7 ат./форм. од.;
- величина інтегральної інтенсивності, яка відповідає парамагнітній складовій, по мірі заміщення іонами Ga3+ зростає і становить ? 3.2 % для ступеня заміщення Х = 0.7 ат./форм. од.
Зважаючи на встановлений факт старіння приповерхневого шару модельного зразка ЗІҐ, було здійснено повторну зйомку КЕМ спектрів через 1 рік для всієї системи досліджуваних гетероструктур LaGa:ЗІҐ/ҐҐҐ. Порівнюючи отримані КЕМ спектри приходимо до висновку, що процес старіння супроводжується відбудовою аніонних поліедрів і, відповідно, призводить до зменшення ступеня кисневої нестехіометрії. На це вказує одночасне зростання величини ізомерних зсувів для всіх виділених позицій та зменшення значень Hеф, що обумовлено однією і тією ж причиною: зменшенням долі 4s - електронів заліза внаслідок локалізації відповідних хвильових фунцій на відбудованих вузлах кисневої підгратки. Про це свідчить також незначне звуження ширин ліній секстиплетів та перебудова тензорів ҐЕП. Накладання зовнішнього магнітного поля величиною Hзовн= 2.8 кЕ приводить до незначного збільшення значення Hеф (порядку ? 5-10 кЕ) для а - позицій у випадку галієвого заміщення. Величини ефективних магнітних полів на резонансних ядрах у d - позиціях залишаються незмінними. Причини виникнення даного факту, очевидно, слід пов'язувати із переважаючим заміщенням іонами Ga3+ іонів Fe3+ в тетраедричних позиціях. Внаслідок цього порушується симетрія кристалічного поля лігандів першої координаційної сфери для а - позицій, і стає можлива часткова поляризація зовнішніх s - оболонок іонів заліза, а зокрема 3s - оболонки. Це призводить до зменшення спінової густини хвильової функції 3s - електронів іонів заліза на резонансному ядрі, і відповідно до зменшення їх від'ємного вкладу у формування контактного поля Фермі.
Основні результати та висновки
1. Запропоновано цілісний комплексний підхід, щодо використання існуючих неруйнуючих методів та методик, який забезпечує проведення повної оцінки структурної досконалості епітаксійних ферит-ґранатових гетероструктур і дозволяє визначити максимальну концентрацію густини дислокацій невідповідності.
2. Встановлено невідповідність очікуваного та реального складу вирощених епітаксійних гетероструктур LaGa:ЗІҐ/ҐҐҐ, яка зумовлена додатковим входженням в структуру вирощуваних плівок в процесі РФЕ іонів Ga3+ внаслідок підтравлювання підкладки та зменшенням коефіцієнта входження іонів La3+. Отримані функціональні залежності коефіцієнтів входження для даних катіонів від температури переохолодження дозволили встановити оптимальну з точки зору відповідності реального складу очікуваному величину переохолодження для вирощування LaGa - заміщених плівок залізо-ітрієвого ґранату, яка рівна =25 K.
3. Формування результуючої картини розподілу деформацій та залишкових напруг в ЕФҐП зумовлено процесами післяростової обробки та порізки зразків, що й приводить до значної анізотропії механічних характеристик в площині плівки. На це вказують побудований для ЕФҐП повний тензор малих деформацій та відновлений тензор залишкових напруг.
4. Встановлено факт порушення стехіометрії аніонної підгратки приповерхневих шарів (? 80 нм) епітаксійної плівки залізо-ітрієвого ґранату, про що свідчать наявність в КЕМ спектрі додаткового секстиплету від магнітонееквівалентної d - позиції іонів заліза та дублетна компонента, яка відповідає іонам заліза у парамагнітному стані із проміжним ступенем валентності +2…+3.
5. Експериментально встановлено залежності, які мають лінійний характер, для кутової орієнтації вектора результуючого магнітного моменту від ступеня заміщення іонами ґалію у діапазоні Х = 0-0.7 ат./форм.од. та від значення прикладеного зовнішнього поля в діапазоні Hзовн= 0-2.8 кЕ, швидкості зміни становлять відповідно: (21±2)o/(ат./форм.од.) та ? 18o/1 кЕ.
6. Величина вкладу Hdip від диполь-дипольної взаємодії ядра з іншими атомами прямо пропорційна числу непрямих надобмінних взаємодій в ланцюжках Fea3+- O2-- Fed3+, про що свідчить лінійний характер зміни величини Hеф в залежності від ступеня заміщення іонами ґалію.
7. Встановлено факт перебігу процесів старіння в приповерхневих шарах епітаксійних гетероструктур ЗІҐ/ҐҐҐ та LaGa:ЗІҐ/ҐҐҐ, які полягають у відновленні кисневої підґратки, на що вказує зменшення частки 4s - електронів заліза внаслідок локалізації відповідних хвильових функцій на відбудованих аніонних вузлах (термін ? 1 календарний рік).
Список опублікованих праць за темою дисертації
1. Остафійчук Б.К., Федорів В.Д., Коцюбинський В.О., Мокляк В.В. Мессбауерівські дослідження магнітних та електричних надтонких взаємодій в епітаксійних плівках Y3Fe5O12. - ФХТТ. - Т. 6, № 1. - 2005. - С. 60-64.
2. Немошкаленко В.В., Ющук С.І., Яремій І.П., Бондар В.І., Коцюбинський В.О., Мокляк В.В. Вирощування епітаксійних плівок заміщеного залізо-ітрієвого гранату з наперед заданими властивостями // Металл. и нов. техн. - 2002. - Т.24. - № 5. - С. 727-732.
3. Б.К. Остафийчук, В.Д. Федорив, В.О. Коцюбинский, В.М. Пылыпив, В.В. Мокляк, В.В. Каспрук. Исследование разупорядочения магнитной микроструктуры CaGe-замещенных монокристаллических феррит-гранатовых пленок методом мессбауэровской спектроскопии // Металл. и нов. техн. - 2005. - Т.27. - № 8. - С. 1063-1074.
4. Остафійчук Б.К., Федорів В.Д., Коцюбинський В.О., Мокляк В.В., Яремій І.П. Мессбауерівські дослідження магнітної мікроструктури Ca-Ge-заміщених монокристалічних ферит-гранатових плівок в зовнішньому магнітному полі // Вісник Прикарпатського університету. Серія: математика, фізика, хімія. Вип.1 - Івано-Франківськ.: Плай, 2000. - С. 139-148.
5. Соловко Я.Т., Яремій В.О., Коцюбинський В.О., Мокляк В.В. Оцінка структурної досконалості епітаксійних Ві-заміщених ферит-гранатових плівок методом рентгеноструктурного аналізу. - Матеріали ІІІ Всеукраїнської конференції молодих науковців “ ІТОНТ-2002” - Черкаси, 2002. - С. 45-46.
6. Остафійчук Б.К., Федорів В.Д., Коцюбинський В.О., Мокляк В.В., Яблунь Л.С. Вплив зовнішнього магнітного поля на магнітну мікроструктуру іонно-імплантованого шару ферит-гранатових плівок. - Матеріали ІХ Міжнародної конференції “Фізика і технологія тонких плівок”. - Т. 1. - 19-24 травня 2003 р. - Івано-Франківськ, 2003. - С. 220.
7. Мокляк В.В., Каспрук В.В., Гавенчук Ю.В. Вплив LaGa-заміщення на магнітні та кристалічні властивості системи LaGa:YIG. - Матеріали ІХ Міжнародної конференції “Фізика і технологія тонких плівок”. - Т. 2. - 19-24 травня 2003 р. - Івано-Франківськ, 2003. - С. 160.
8. Мокляк В.В. Визначення ростових напруг в епітаксійних ферит-гранатових плівках рентгенодифракційним методом. - Матеріали Х Міжнародної конференції “Фізика і технологія тонких плівок”. - Т. 1. - 16-21 травня 2005 р. - Івано-Франківськ, 2005. - С. 203.
9. Федорів В.Д., Коцюбинський В.О., Мокляк В.В. Месбауерівські дослідження магнітної мікроструктури епітаксійної плівки залізо-ітрієвого гранату. - Матеріали Х Міжнародної конференції “Фізика і технологія тонких плівок”. - Т. 1. - 16-21 травня 2005 р. - Івано-Франківськ, 2005. - С. 364.
10. Хапачев Ю.П., Чуховский Ф.Н. Деформации и напряжения в многослойных эпитаксиальных кристаллических структурах. Рентгенодифракционные методы их определения. Обзор. // Кристаллография - 1989. - Т. 34, Вып. 3. - С. 776-799.
11. Остафийчук Б.К., Олейник В.А., Пылыпив В.М. и др. Кристаллическая и магнитная структура имплантированных слоев монокристаллических пленок железо-иттриевого граната: Препр. / АН УССР. Ин-т металлофизики; № 1-91. - К.: 1991. - 70 с.
12. Серегин П.П. Физические основы мессбауэровской спектроскопии. Учебное пособие. - Санкт-Петербург: Изд. СПбГПТУ, 2002. - 169 с.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Дослідження функцій, які описують спектри модуляційного фотовідбивання; експериментально отримано спектри модуляційного фотовідбивання для епітаксійних плівок; засобами пакету MatLab апроксимовано експериментальні спектри відповідними залежностями.
курсовая работа [815,3 K], добавлен 08.06.2013Електрофізичні властивості гранульованих плівкових сплавів в умовах дії магнітного поля. Дослідження електрофізичних властивостей двошарових систем на основі плівок Ag і Co, фазового складу та кристалічної структури. Контроль товщини отриманих зразків.
дипломная работа [3,9 M], добавлен 08.07.2014Фізичні основи процесу епітаксія, механізм осадження кремнію з газової фази. Конструкції установок для одержання епітаксійних шарів кремнію. Характеристика, обладнання молекулярно-променевої епітаксії. Легування, гетероепітаксія кремнію на фосфіді галію.
курсовая работа [2,6 M], добавлен 29.10.2010Види магнітооптичних ефектів Керра. Особливості структурно-фазового стану одношарових плівок. Розмірні залежності магнітоопіру від товщини немагнітного прошарку. Дослідження кристалічної структури методом електронної мікроскопії та дифузійних процесів.
контрольная работа [1,5 M], добавлен 19.04.2016Розмірні і температурні ефекти та властивості острівцевих плівок сплаву Co-Ni різної концентрації в інтервалі товщин 5-35 нм та температур 150-700 К. Встановлення взаємозв’язку морфології, структури та електрофізичних властивостей надтонких плівок.
дипломная работа [1,2 M], добавлен 12.12.2011Сутність технології GаАs: особливості арсеніду галію і процес вирощування об'ємних монокристалів. Загальна характеристика молекулярно-променевої епітаксії, яка потрібна для отримання плівок складних напівпровідникових з’єднань. Розвиток технологій GаАs.
курсовая работа [3,4 M], добавлен 25.10.2011Визначення розмірів пазів статора. Розрахунок магнітної індукції і напруженості на всіх ділянках магнітного кола. Активний і реактивний опір обмоток статора і ротора. Визначення величини складових втрат в асинхронному двигуні, його робочі характеристики.
курсовая работа [5,1 M], добавлен 06.09.2012Закон повного струму. Рівняння Максвелла для циркуляції вектора напруженості магнітного поля. Використання закону для розрахунку магнітного поля. Магнітний потік та теорема Гаусса. Робота переміщення провідника із струмом і контуру у магнітному полі.
учебное пособие [204,9 K], добавлен 06.04.2009Вплив умов одержання, хімічного складу і зовнішніх чинників на формування мікроструктури, фазовий склад, фізико-хімічні параметри та електрофізичні властивості склокерамічних матеріалів на основі компонента з фазовим переходом метал-напівпровідник.
автореферат [108,5 K], добавлен 11.04.2009Феромагнітні речовини, їх загальна характеристика та властивості. Магнітна доменна структура, динаміка стінок. Аналіз впливу магнітного поля на електричні і магнітні властивості феромагнетиків. Магніторезистивні властивості багатошарових плівок.
курсовая работа [4,7 M], добавлен 15.10.2013Метали – кристалічні тіла, які характеризуються певними комплексними властивостями. Дефекти в кристалах, класифікація. Коливання кристалічної решітки. Кристалізація — фазовий перехід речовини із стану переохолодженого середовища в кристалічне з'єднання.
курсовая работа [341,2 K], добавлен 12.03.2009Густина речовини і одиниці вимірювання. Визначення густини твердого тіла та рідини за допомогою закону Архімеда та, знаючи густину води. Метод гідростатичного зважування. Чи потрібно вносити поправку на виштовхувальну силу при зважуванні тіла в повітрі.
лабораторная работа [400,1 K], добавлен 20.09.2008Процеси інтеркаляції водню матеріалів із розвинутою внутрішньою поверхнею. Зміна параметрів кристалічної гратки, електричних і фотоелектричних властивостей. Технологія вирощування шаруватих кристалів, придатних до інтеркалюванняя, методи інтеркалювання.
дипломная работа [454,6 K], добавлен 31.03.2010Введення в електродинаміку уявлення про дискретності електричних зарядів. Визначення напряму вектора сили Лоренца. Траєкторія руху зарядженої частинки. Дія магнітного поля на заряджені частки. Складові вектору швидкості: прямолінійний рух, рух по колу.
презентация [107,8 K], добавлен 27.12.2012Характеристика обертального моменту, діючого на контур із струмом в магнітному полі. Принцип суперпозиції магнітних полів. Закон Біо-Савара-Лапласа і закон повного струму та їх використання в розрахунку магнітних полів. Вихровий характер магнітного поля.
лекция [1,7 M], добавлен 24.01.2010Визначення порів елементів схеми заміщення та струму трифазного короткого замикання. Перетворення схеми заміщення. Побудова векторних діаграм струмів та напруг для початкового моменту часу несиметричного короткого замикання на шинах заданої підстанції.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 24.10.2012Характеристика основних вимог, накладених на різні методи одержання тонких діелектричних плівок (термовакуумне напилення, реактивне іонно-плазмове розпилення, термічне та анодне окислення, хімічне осадження) та визначення їхніх переваг та недоліків.
курсовая работа [2,4 M], добавлен 12.04.2010Явище і закон електромагнетизму. Напруженість магнітного поля - відношення магнітної індукції до проникності середовища. Магнітне коло та його конструктивна схема. Закон повного струму. Крива намагнічування, петля гістерезису. Розрахунок електромагнітів.
лекция [32,1 K], добавлен 25.02.2011Історія магнітного поля Землі, його формування та особливості структури. Гіпотеза походження та роль даного поля, існуючі гіпотези та їх наукове обґрунтування. Його характеристики: полюси, меридіан, збурення. Особливості змін магнітного поля, індукція.
курсовая работа [257,4 K], добавлен 11.04.2016Розрахунок магнітних провідностей: робочого та неробочого зазору. Розрахунок питомої магнітної провідності розсіювання, тягових сил. Складання схеми заміщення та розрахунок параметрів. Алгоритм розрахунку розгалуженого магнітного кола електромагніта.
курсовая работа [46,3 K], добавлен 29.09.2011