Взаємозв’язок електротранспортних властивостей невпорядкованих систем з їх електронною та атомною структурами

Размещено на http://www.allbest.ru/

КИЇВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

імені ТАРАСА ШЕВЧЕНКА

УДК 539.21:537.31

Спеціальність 01.04.13 - фізика металів

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

доктора фізико-математичних наук

Взаємозв'язок електротранспортних властивостей невпорядкованих систем з їх електронною та атомною структурами

Семенько Михайло Петрович

Київ-2010

Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Київському національному університеті імені Тараса Шевченка

Науковий консультант: член-кореспондент НАН України доктор фізико-математичних наук, професор Макара Володимир Арсенійович Київський національний університет імені Тараса Шевченка, завідувач кафедри фізики металів фізичного факультету.

Офіційні опоненти: академік НАН України, доктор фізико-математичних наук, професор Булавін Леонід Анатолійович Київський національний університет імені Тараса Шевченка, завідувач кафедри молекулярної фізики фізичного факультету;

доктор фізико-математичних наук старший науковий співробітник Карбівський Володимир Леонідович Інститут металофізики ім. Г.В. Курдюмова НАН України, провідний науковий співробітник відділу спектроскопії поверхні твердого тіла;

доктор фізико-математичних наук старший науковий співробітник Товстолиткін Олександр Іванович Інститут магнетизму НАНУ та МОН України, провідний науковий співробітник відділу фізики плівок.

Захист відбудеться «31» січня 2011 р. о 14 год. 00 хв. на засіданні спеціалізованої вченої ради Д26.001.23 Київського національного університету імені Тараса Шевченка за адресою: 03022, м. Київ, пр. Глушкова 4, фізичний факультет, ауд. 500.

З дисертацією можна ознайомитись в бібліотеці Київського національного університету імені Тараса Шевченка за адресою: 01033, м. Київ, вул. Володимирська, 58.

Автореферат розісланий «23» грудня 2010 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради Д26.001.23 кандидат фізико-математичних наук О.П. Дмитренко

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Дослідження транспортних властивостей, зокрема електроопору, невпорядкованих систем, в тому числі і аморфних металічних сплавів (АМС), важливо як з практичної точки зору, оскільки ці властивості якщо не є визначальними, то тісно пов'язані з експлуатаційними параметрами, так і з фундаментальної точки зору, як ефективний засіб дослідження процесів, що відбуваються в твердих тілах та засобом встановлення критеріїв застосовності тих чи інших теоретичних уявлень.

Актуальність обраної тематики досліджень обумовлена низкою проблем, що виникають при використанні існуючих модельних та теоретичних уявлень про кінетичні властивості АМС, в тому числі і про електроопір. Значною мірою ці проблеми пов'язані з недостатньо повним та коректним врахуванням особливостей електронної та атомної структур АМС. Особливо суттєві труднощі виникають при трактуванні експериментальних результатів, одержаних для АМС на основі перехідних металів (ПМ), зокрема АМС на основі Fe та Со, що свідчить про відсутність єдиних поглядів на механізми розсіювання носіїв струму та адекватних моделей електроопору.

Задача конкретизації особливостей транспорту носіїв заряду в аморфних сплавах особливо актуальна на фоні сучасних пріоритетів розвитку науки та техніки. З такої точки зору вирішення розглянутих проблем електропереносу в аморфних систем є досить важливими на фоні зростання інтересу до наноматеріалів. Внутрішня атомна будова (наявність ближнього порядку, кластерні особливості) дозволяють розглядати АМС як граничний приклад нанокристалічного стану. Іншим прикладом актуальності вирішення проблем електропереносу в аморфному стані є сучасні тенденції розвитку спінової електроніки. Хоча в самих АМС спін-залежні особливості електропереносу виражені досить слабко, досить часто саме ці матеріали використовуються як матричні структури, властивості яких хоча і не визначають, але досить сильно впливають на особливості спінового транспорту.

Слід відмітити, що пошук, проведений автором в електронних базах даних України та Росії, практично не виявив дисертаційних робіт безпосередньо присвячених особливостям електропереносу в АМС. Звичайно, це не означає, що електричні властивості цих систем зовсім не розглядались, зокрема, робіт статейного плану, присвячених дослідженню особливостей електропереносу в АМС, існує досить багато. Однак, такі дослідження були направлені на вирішення лише конкретних задач і не мали узагальнюючого характеру. Зумовлено це не повнотою вирішення проблем електропереносу, а складностями в інтерпретації одержаних результатів, обумовлених особливостями аморфного стану.

Все це визначає актуальність та наукову значимість дослідження електротранспорту в АМС на основі ПМ і дозволяє сформулювати основну мету дисертаційної роботи. Основна її концепція полягає в тому, що електрофізичні властивості систем з композиційним та топологічним безладом визначаються особливостями атомної та електронної структури, на параметри яких можна впливати як шляхом зміни хімічного складу, так і зовнішніми чинниками (температура, магнітне поле, механічні напруження), а також підбором методів та режимів синтезу та наступної обробки цих матеріалів.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота виконана в науково-дослідній лабораторії «Фізика металів та кераміки» кафедри фізики металів фізичного факультету Київського національного університету імені Тараса Шевченка в рамках основних науково-дослідних робіт КНУ, зокрема: Комплексної наукової програми Київського університету «Матеріали і речовини» (підпрограма «Матеріалознавство та технології неоднорідних систем») д/б тема № 01БФ051-10 «Фізико-хімічні основи одержання перспективних матеріалів та дослідження їх властивостей» (№ держреєстрації 0101U002768), д/б тема № 01БФ051-11 «Фізико-хімічні основи одержання перспективних металічних та напівпровідникових матеріалів та дослідження їх властивостей» (№ держреєстрації 0104U003728) та ін.

Мета та завдання дослідження. Метою дисертаційної роботи є встановлення взаємозв'язку між електроопором, магнетоопором, тензоопором бінарних та багатокомпонентних аморфних металевих сплавів на основі 3d-перехідних металів та їх електронною і атомною структурою для пошуку закономірностей змін транспортних параметрів в залежності від хімічного складу, умов отримання та дії зовнішніх чинників, з'ясування особливостей механізмів розсіювання носіїв заряду та розробки фізичних моделей, що описують електроперенос в невпорядкованих металевих системах різної природи.

Для досягнення поставленої мети необхідно було вирішити такі завдання:

1. Провести систематичні дослідження температурних залежностей електроопору R(Т) у широкому діапазоні температур від 77 до 900 К, магнітопольових залежностей магнетоопору (Н) та поведінки електроопору під дією зовнішніх напружень розтягу R() (тензоопору) бінарних та багатокомпонентних сплавів на основі 3d-перехідних металів. Визначити функціональні залежності для опису експериментальних результатів та виявити кореляційні співвідношення між цими та іншими фізичними параметрами, складом, технологічними особливостями, які можуть бути основою для побудови відповідних фізичних моделей.

2. На прикладі АМС на основі Fe-В встановити загальні закономірності зміни феромагнітної анізотропії опору при легуванні та дати відповідну інтерпретацію з використанням теоретичних розрахунків електронної структури, з'ясувати роль sd-розсіювання в електроопорі та магнетоопорі для АМС різного складу.

3. Встановити функціональну залежність (Н) та дослідити вплив різних факторів на параметри цієї залежності. Побудувати фізичну модель, яка адекватно описувала б таку функціональну залежність, встановити зв'язок такої моделі з особливостями магнітної доменної структури та визначити можливість використання залежностей (Н) для аналізу процесу намагнічування АМС.

4. Провести систематичні дослідження тензоопору в АМС, які б стали надійною основою для побудови відповідних моделей та теорій пояснення „надлишкової” величини коефіцієнту тензоопору в АМС, порівняно з кристалічними аналогами. Визначити вплив різних факторів (магнітного поля, температури, технологічних умов отримання) на тензоопір та дати аргументовану фізичну інтерпретацію такого впливу.

5. На основі результатів систематичних досліджень АМС Fe-В вияснити роль внеску механізмів Фабера-Займана та Мотта в електроопорі, проаналізувати можливу природу додаткових механізмів розсіювання (магнітних, ефектів локалізації, тощо) та роль атомних неоднорідностей у формуванні електричних властивостей.

6. На основі результатів дослідження багатокомпонентних АМС системи Fe-Si-В різних складів встановити загальні особливості впливу легування перехідними металами на величину електроопору та характер його залежностей від температури. Провести порівняння одержаних результатів з основними висновками про механізми електроопору та ролі легуючої компоненти, які будуть отримані для бінарних Fe-B сплавів. Вияснити основні механізми, що визначають особливості електроопору та магнетоопору аморфних сплавів на основі Со, як простих, на основі Со-В, так і більш складних, на основі Со-Si-B.

7. З'ясувати фізичні принципи зміни механізмів розсіювання носіїв заряду в бінарних та багатокомпонентних АМС під впливом зовнішніх чинників.

8. Визначити фізичні причини аномальної температурної поведінки електроопору аморфних сплавів на основі Со-Si-B легованих хромом, зокрема причини, що обумовлюють виникнення мінімуму електроопору при високих температурах, та вияснити їх зв'язок з процесами кластеризації, встановлених на основі магнітних досліджень.

9. Дослідити вплив режимів термочасової обробки (ТЧО) на кінетику та механізми структурної релаксації та кристалізації АМС Со-Si-B різного хімічного складу.

10. На основі результатів досліджень електроопору, магнетоопору та тензоопору АМС типу „ПМ-М” (М - металоїд) та „ПМ1-ПМ2” на основі 3d-металів встановити основні закономірності формування їх кінетичних властивостей та визначити загальні особливості зв'язку цих властивостей з електронною та атомною структурою. З'ясувати роль атомних неоднорідностей у формуванні кінетичних властивостей цих систем.

Об'єкт дослідження. Механізми транспорту носіїв заряду в бінарних та багатокомпонентних АМС на основі 3d-перехідних металів та фізичні моделі, що описують зміни параметрів при дії температури, електромагнітних полів та зовнішнього напруження

Предмет дослідження. Фізичні закономірності впливу складу, структурного стану та умов одержання на електроопір, магнетоопір та тензоопір бінарних та багатокомпонентних аморфних сплавів на основі 3d-перехідних металів, а також роль параметрів електронної структури, кластерних особливостей та атомних неоднорідностей у формуванні цих властивостей.

Методи досліджень. Основним методом дослідження у даній роботі є чотирьохточковий метод вимірювання електроопору, з використанням якого було проведено вивчення температурних залежностей електричного опору, дослідження магнетоопору та тензоопору. Крім цих методів були використані такі апробовані експериментальні методи, як метод магнітометрії за Фарадеєм, диференційний термічний аналіз, рентгенівська дифрактометрія, просвічуюча електронна мікроскопія, мікродифракція електронів, метод спектроеліпсометрії, метод атомної силової мікроскопії.

Наукова новизна одержаних результатів полягає в тому, що:

На основі проведених систематичних досліджень магнетоопору АМС та результатів розрахунків феромагнітної анізотропії опору, вперше здійснених з використанням теоретичних густин електронних станів, показано, що анізотропний характер електроопору властивий лише незначній частці кластерних областей АМС, а для решти об'єму зразка електроопір є ізотропним. Це дозволяє пояснити значно меншу величину анізотропної складової опору в АМС, порівняно з кристалічними аналогами, та дозволяє усунути низку протиріч, що слідують з досить сильного внеску sd-розсіювання в електроопір, одержаного без врахування кластерних особливостей. Оскільки параметри дифракційного механізму Фабера-Займана слабко залежать від напрямку прикладання магнітного поля, то саме він виступає в ролі основного механізму, що забезпечує ізотропний внесок в електроопір.

На основі систематичних досліджень та аналізу польових залежностей магнетоопору встановлено функціональну залежність магнетоопору АМС від магнітного поля та показано, що ця залежність пов'язана з намагнічуванням у зовнішньому магнітному полі та перпендикулярному до нього „внутрішньому” полі - полі анізотропії. Показано, що формалізм поля анізотропії може бути використано для опису процесів намагнічування та залежності модуля Юнга від магнітного поля. Запропоновано модель, що пояснює виникнення поля анізотропії як наслідок взаємодії впорядкованої, внаслідок намагнічування в малих полях, „магнітом'якої” матриці з „магнітожорсткими” включеннями.

Вперше теоретично обґрунтовано, що більший коефіцієнт тензоопору АМС, порівняно з кристалічним аналогами, зумовлений спотворенням структурного фактору при деформації та одержано вирази, що пов'язують коефіцієнт тензоопору зі змінами структурного фактору при різних видах деформацій.

На основі систематичного дослідження впливу одноосної пружної деформації розтягом на електричний опір різних за складом аморфних сплавів показано, що між питомим електричним опором та коефіцієнтом тензоопору спостерігається кореляція, яка є як наслідком залежності структурного фактору від деформації, так і наслідком різних додаткових механізмів розсіювання електроопору та різних значень модуля Юнга.

Вперше досліджено вплив магнітного поля на коефіцієнт тензоопору. З використанням формалізму поля анізотропії доведено, що такий вплив обумовлений залежністю модуля Юнга від магнітного поля та змінами феромагнітної анізотропії опору, що виникають внаслідок деформаційних змін параметрів електронної структури.

На основі досліджень електричного опору АМС на основі Fe, легованих перехідними металами, встановлено емпіричну кореляційну залежність між температурним коефіцієнтом опору та сумарним надлишковим зарядом, який вносять атоми домішки в АМС.

На основі моделювання доведено, що в АМС, в яких температурна залежність опору визначається механізмом Фабера-Займана, відхилення від лінійної залежності в околі температури Дебая обумовлено наближеністю лінійної асимптотичної температурної поведінки структурного фактору, що при малому температурному внеску додаткових механізмів розсіювання (наприклад, магнітних) не може дати однозначну відповідь про тип цих механізмів.

На прикладі досліджень температурних залежностей електричного опору (Т) АМС на основі Fe, легованих перехідними металами, АМС на основі Со, АМС систем Ti-Ni, Ti-Cu та Ni-Pd-P вперше показано, що високотемпературна нелінійність залежностей (Т) та/або їх аномальна високотемпературна поведінка (мінімум на залежності (Т)) обумовлена ефектами слабкої локалізації, а не локалізацією Андерсона або магнітними механізмами розсіювання. Доведено, що ця локалізація виникає лише в кластерах за умови малих довжин пружного розсіювання та великих довжин непружного розсіювання носіїв. У АМС на основі перехідних металів великі довжини непружного розсіювання носіїв є наслідком низької густини dелектронних станів поблизу EF. З'ясовано, що магнітні неоднорідності типу магнітних кластерів, а особливо кластери з антиферомагнітними кореляціями, є додатковими факторами обмеження довжини пружного розсіювання.

Вперше в АМС Со-Sі-В, легованих Сr, на температурних залежностях електричного опору виявлено мінімум, розміщений в області вищих за Т=300 К. Зроблено аргументоване пояснення природи такого мінімуму, як наслідок збільшення кластерних областей за рахунок атомів Сr, в яких має місце слабка локалізація.

На основі результатів досліджень диференціального термічного аналізу, електронної мікроскопії, електронної та рентгенівської дифракції доведено, що кристалізація АМС Со-Sі-В проходить в три стадії, при цьому перша стадія кристалізації відповідає формуванню наноструктурного стану.

Практичне значення одержаних результатів полягає у фундаментальному характері досліджень і встановленні закономірностей, які відіграють значну роль у розвитку фізичних уявлень про особливості формування електротранспортних характеристик і можуть бути застосовані не тільки до аморфних металевих сплавів, а й до широкого класу систем з композиційною та топологічною невпорядкованістю. Запропоновані у роботі підходи до опису кореляцій між характеристиками електропереносу, параметрами електронної структури, магнітними властивостями та особливостями атомної структури невпорядкованих систем мають ще й самостійне практичне значення, що дозволяє використати їх як для розробки нових функціональних матеріалів з аморфними та нанокристалічними компонентами (для оптимізації їх складу, структурного стану та функціональних параметрів), так і для розробки науково обґрунтованих критеріїв прогнозування підвищених параметрів функціональних матеріалів що використовуються в елементах та вузлах електронної і обчислювальної техніки, засобів зв'язку та енергетики, в сучасних сенсорах тощо. Крім того, одержані закономірності, запропоновані моделі та зроблені висновки можуть використовуватися як основа для побудови теорій, що описують процеси електропереносу в невпорядкованих системах.

Особистий внесок здобувача. Експериментальні та теоретичні дослідження за темою дисертації, написання наукових статей, підготовка доповідей та їх тез виконані автором особисто, або за його безпосередньою участю. Основу монографії [1] та статей [2, 3] склали наробки автора за матеріалами дисертаційної роботи, які були критично переглянуті та доповнені співавторами. В роботах [7, 11, 14, 20, 21, 23], написаних з д.ф.-м.н. Захаренком М.І., автор виконував електричні та структурні дослідження, розробляв модельні уявлення. Здобувач брав безпосередню участь у проведенні експериментів, обговоренні результатів і написанні робіт [5-6, 8-10, 12, 13, 15-19, 24-35].

Апробація результатів дисертації. Основні результати дисертаційної роботи та її окремі положення були оприлюднені у вигляді доповідей на наукових конференціях, симпозіумах і семінарах, серед яких: Міжнародний семінар «Новые магнитные материалы микроэлектроники» (Москва, 2002, 2004, 2006), Міжнародній конференції «Новое в магнетизме и магнитных материалах» (Москва, 2009), Міжнародній конференції «Rapidly Quenched Materials» (Бангалор, 1999), Міжнародній конференції ЕММА (Київ, 2000), MRS Fall Meeting (Бостон, 2000), Міжнародній конференції з магнетизму ІСМ (Рим, 2003), Міжнародній конференції EUROMAT (Прага, 2005), Міжнародній конференції «Soft Magnetic Materials» (Більбао, 2001; Дюссельдорф, 2003; Братислава, 2005; Cardiff, 2007; Torino, 2009), 15th European Conference on Thermophysical Properties (Вюрцбург, 1999), Міжнародній конференції з функціональних матеріалів ICFM (Партеніт, 2001, Simferopol 2009), Міжнародній конференції «Materials and Coatings for Extreme Performances: Investigations, Applications, Ecologically Safe Technologies For Their Production and Utilization» (Кацивелі-Понизовка, 2004, Жуковка 2006, 2008), Міжнародній науково-практичній конференції «Структурна релаксація у твердих тілах» (Вінниця, 2006, 2009), Міжнародній конференції «Optics & High Technology Material Science - SPO» (Київ, 2001, 2008), Міжнародній конференції «Сучасні проблеми фізики твердого тіла» (Київ, 2007, 2010), Міжнародній конференції «Современные проблемы физики металлов» (Київ, 2008), Міжнародному семінарі «Инновационные аспекты фундаментальных исследований по актуальным проблемам физики» (Москва, 2009), Міжнародній конференції «НСС» (Ужгород, 2006, 2008), Міжнародній конференції «Фізико-хімічні основи формування і модифікації мікро- та наноструктур» (Харків, 2008), 23-rd Intenational Conference on microelectronics (Yugoslavia, 2002). Результати дисертаційної роботи відображені у тезах доповідей, включених у збірники матеріалів зазначених конференцій, додатково висвітлюють її основні положення і висновки.

Публікації. Основні результати та положення дисертаційної роботи опубліковані в 1 монографії, 30 статтях у фахових наукових журналах та 4 статтях у збірниках наукових праць.

Обсяг та структура роботи. Робота складається зі вступу, 5 розділів, висновків, списку цитованої літератури та додатків. Загальний обсяг роботи становить 325 сторінок включно із 132 рисунками, 24 таблицями. Список цитованої літератури містить 365 посилань і займає 34 сторінки. Додатки займають 20 сторінок включно із 6 рисунками та 7 таблицями.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

електроопір бінарний аморфний металевий

У вступі наведена загальна характеристика роботи, обґрунтована актуальність теми, сформульовані мета та задачі дослідження, відображені наукова новизна та практична значимість результатів, відмічений зв'язок роботи з науковими темами установи, де виконувалась робота. Викладена також інформація стосовно апробації одержаних результатів і відмічений особистий внесок здобувача.

У першому розділі (літературному огляді) розглянуті існуючі експериментальні дані, теоретичні та модельні уявлення стосовно електроопору, магнетоопору та тензоопору АМС на основі ПМ, особливо АМС на основі Fe, Co та Ni. Зокрема, відмічено, що малий температурний коефіцієнт опору (ТКО) на фоні високих значень питомого електроопору , а також метастабільність аморфного стану, ускладнюють аналіз експериментальних результатів, і досить часто є причиною неадекватних висновків щодо механізмів розсіювання носіїв струму. Детально розглянуто дифракційний механізм Фабера-Займана та теорію sd-розсіювання Мотта. Значну увагу приділено аналізу асимптотичної температурної поведінки структурного фактора S(К) (К - вектор розсіювання), значення якого при К=2kF (kF - вектор Фермі) визначає та в механізмі ФЗ, і відмічено, що оцінка температури Дебая Д із залежностей (Т) проводиться лише з використанням одного з рівнянь, хоча визначення Д можна проводити трьома еквівалентними рівняннями, які можна отримати з асимптот. Порівняння механізму ФЗ та теорії Мотта не дозволяє надати однозначної переваги котрійсь із них. Якщо розрахунки за теорією Мотта краще узгоджуються з експериментом, то теорія ФЗ може пояснити низку експериментальних фактів, зокрема, вигляд залежності ?(Т). Саме останній факт у багатьох випадах визначає вибір основного механізму розсіювання носіїв струму в АМС. Спроби ж покращити узгодженість теоретичних та експериментальних значень не призвели до бажаного результату. Звертає увагу той факт, що при теоретичних розрахунках та аналізі експериментальних даних дво- та багатокомпонентних АМС в більшості випадків вважається, що розподіл компонентів атомної структури (АС) є статистично-рівномірний. В той же час, досить добре відомий факт, що АС АМС характеризується значною локальною неоднорідністю. Зокрема, досить добре зарекомендувала себе полікластерна модель АС АМС. Як свідчать поодинокі факти, саме врахування кластерних особливостей АС може сприяти розумінню особливостей електропереносу не тільки в АМС, але і в інших невпорядкованих системах. Зроблено аналіз аномальної температурної поведінки електроопору АМС, з якого слідує, що механізми, залучені до пояснення виникнення мінімуму на залежності ?(Т), не спроможні адекватно описати експериментальні результати. Якщо в багатьох випадках походження мінімуму електроопору при низьких Т може бути віднесено на рахунок квантових добавок до електроопору, які обумовлені слабкою локалізацією (СЛ), або електрон-електронною взаємодією (ЕЕВ), то виникнення мінімуму при високих Т не знаходить адекватного пояснення. Звертає увагу той факт, що більшість АМС, в яких існує мінімум електроопору при високих Т, містять як легуючі домішки, елементи, яким притаманна антиферомагнітна обмінна взаємодія з найближчими сусідами ПМ, або ці АМС характеризуються значними магнітними неоднорідностями, що свідчить про важливість врахування структурних особливостей атомної будови і для цього феномену. Систематизовано результати досліджень електроопору АМС на основі Fe, Co та Ni. Показано, що лише результати, одержані для АМС на основі Ni можуть бути описані в рамках теорії ФЗ, в той час як використання цього механізму для АМС на основі Fe та Co знаходить багато протиріч. Наведено аргументи на користь того, що узгодженість поведінки електроопору АМС на основі Ni є наслідком рівномірного розподілу атомів металу та металоїду в структурі, що не типово для АМС на основі Fe та Co. Розглянуто приклади дослідження впливу легуючих ПМ на електроопір АМС на основі Fe та Co. Хоча встановлено, що загальною особливістю легування АМС елементами Mn, Cr, V та деякими 4d- та 5d- елементами є зменшення ТКО та зростання Тмін, однак однозначної думки про механізми впливу легуючих компонентів на формування кінетичних властивостей до сьогодні не існує, а інтерпретація електроопору АМС на основі ПМ проводиться із застосуванням низки часто слабко обґрунтованих припущень про додаткові механізми розсіювання. Крім того, якщо вплив заміщення на магнітні властивості АМС досліджений для широкого спектру легуючих компонентів, то у випадку кінетичних властивостей, подібні дослідження, навіть для бінарних АМС, мають скоріше епізодичний характер, що не дає повного уявлення про загальні закономірності такого впливу. Зроблено короткий аналіз особливостей магнітних механізмів розсіювання носіїв струму та локалізаційних явищ в невпорядованих структурах, який є необхідним для розуміння матеріалу, викладеного в оригінальній частині роботи.

Детально розглянуто особливості магнетоопору (МО) феромагнітних АМС. Основну увагу приділено анізотропній складовій МО, походження якої для феромагнетиків, в тому числі і АМС, досить часто пояснюється в рамках двох струмової моделі Кемпбела, Ферта та Джеола (КФД), яка розглядає додаткове розсіювання між d-станами зі спінами „вгору” та „вниз” завдяки наявності спін-орбітального зв'язку. Відповідно цій моделі феромагнітна анізотропія опору (ФАО), що визначається з анізотропної складової МО, досить тісно зв'язана з густиною електронних станів (ГЕС). Хоча існуючі в рамках цієї моделі оцінки ФАО і узгоджуються з експериментом, однак, для АМС виникає необхідність розглядати досить значний Моттівський внесок в . Тому такий результат вимагає більш ретельного розгляду. Аналіз літературних даних показує наявність ще низки прогалин у вивченні анізотропної складової магнетоопору, заповнення яких важливо не тільки з точки зору уявлень про природу ФАО, але й уявлень про механізми розсіювання в розупорядкованих аморфних структурах. Серед них слабко визначено фізичні механізми впливу на ФАО легуючих компонент, а наявні результати не знаходять адекватного пояснення, практично відсутній аналіз польових залежностей МО, низки емпірично встановлених закономірностей не знаходять пояснення.

Аналіз результатів досліджень впливу зовнішніх механічних напружень на свідчить про значну прогалину в цьому напрямку. Досить мало приділено уваги дослідженню впливу одноосної деформації на електроопір. Хоча і наявні результати свідчать, що зміни в АМС, на відміну від кристалічних сплавів, відбуваються не тільки за рахунок геометричних факторів, і вони не корелюють з електроопором, але механізм впливу на точно не встановлений, що потребує додаткових досліджень.

Ґрунтуючись на результатах аналізу літературних джерел, сформульовані мета дослідження та завдання, що вирішувались в роботі.

У другому розділі наведено результати систематичних досліджень МО АМС на основі Fe та Co. Основні висновки були сформульовані на основі результатів, одержаних для АМС Fe80ПМ5В15 та Fe75ПМ5В20 (ПМ= Ti, V, Cr, Mn, Co, Ni, Cu, W, Mo, Ta, Nb). Як приклад, на рис.1 зображена залежність МО

АМС Fe85В15 від магнітного поля Н, прикладеного паралельно (||) та перпендикулярно () напрямку протікання струму j. Значення ||>0 та <0 та їх зміни при малих полях обумовлені залежністю анізотропної складової А від Н, що пов'язана із залежністю магнітних доменів від напрямку орієнтації векторів їх намагнічування відносно j. Як А||, так і А досить швидко досягають насичення S||(), за якими і можна визначити ФАО (/)0S. У випадку малих S||(), характерних для АМС (не більше ніж 0,5%), ФАО визначається як (/)0S=(S||-S). Одержані результати дозволили побудувати залежності ФАО від типу 3d-ПМ (рис.2). Виявилось, що для АМС Fe80ПМ5В15 та Fe75ПМ5В20 ці залежності досить подібні. Для їх пояснення було проведена систематизація літературних даних за розрахунками кривих ГЕС для різних спінових орієнтацій, на основі чого було вибрано найбільш типові залежності Nd(E), які узгоджувались між собою, і які знайшли експериментальне підтвердження. Було встановлено, що форма кривих Nd(E) для незалежних розрахунків досить слабко залежить від вмісту бору, що значно спрощувало розрахунки ФАО. Для цього рівняння, одержане в [1] з КФД-моделі, було записано у вигляді:

В цьому рівнянні EF - енергія Фермі, - коефіцієнт КФД моделі, значення якого наближено рівне 0,01. Якщо ss та sd() - внесок в ss-розсіювання та спін-залежної величини sd-розсіювання, відповідно, то наближено sd()=АNd()(EF), де А - незалежний від напрямку спіна коефіцієнт, то тоді =(А/ss). Для проведення розрахунків потрібно було вирішити проблему вибору положення EF для АМС з різним вмістом бору, що було зроблено шляхом порівняння розрахункових відношень Nd(E) з відношеннями низькотемпературної теплоємності, яка визначається, в основному, Nd(E). Правильність такого вибору перевірялась результатами досліджень ФАО. Керуючись вибраним положенням EF та ФАО при Т=4,2 К було прийнято, що 2,2 еВатом/стан. Наслідок легування розглядався з точки зору зсуву EF залежно від типу ПМ, в результаті чого змінювалась кількість зайнятих d-станів, які можна розрахувати з площі під різними вітками ГЕС. Розрахунок показав, що узгодженість поведінки (/)0S від типу легуючого компоненту можна досягти лише при врахуванні змінної величини обмінного розщеплення J. Керуючись зв'язком між J та температурою Кюрі ТС, було запропоновано спосіб врахування змінної величини J і розраховано ФАО для двох крайніх випадків: зміна J відбувається за рахунок зсуву d-підзони, а d-підзона залишається нерухомою (І) і навпаки, коли зсув проходить за рахунок d-підзони (ІІ). Результат такого розрахунку, проведений з урахуванням ТС АМС, міститься на рис.2. Як видно, вигляд розрахункових та експериментальних залежностей (/)0S від типу ПМ досить подібний. Що стосується кількісних відмінностей, то вони обумовлені температурним фактором. Останнє підтверджується тим, що розрахунок, проведений для концентраційної залежності (/)0S для АМС Fe75xCrxB20, кількісно узгоджується з літературними даними про ФАО при Т=4,2 К. Зважаючи на те, що узгодження між розрахунком та експериментом було досягнуто при 2,2 (еВатом)/стан, то при зміні Nd(EF) в межах від 0,5 до 1,0 (станів/(еВ атом)), яка можлива у АМС Fe-B, слідує, що sdss. Отже, проблема значного внеску Моттівського sd-розсіювання в залишається навіть при використанні розрахункових кривих ГЕС. Компромісу вдається досягнути, припустивши, що анізотропний внесок в властивий не всьому об'єму АМС, а лише деяким включенням (кластерам), що знаходяться в матриці з ізотропним внеском в . Таке припущення узгоджується з полікластерною моделлю АС АМС та приймає до уваги ізотропний характер розсіювання електронів провідності в дифракційній моделі ФЗ. В такому випадку:

де (/0)SКФД - ФАО кластерів, q - деякий параметр, пропорційний об'ємній частці v включень з анізотропним характером розсіювання та відношенню В/ - включення до АМС. Крім того, що ця умова послаблює вимоги до параметру , вона дає можливість уникнути необхідності врахування зміни обмінного розщеплення між d-підзонами матричної структури, враховуючи загальноприйняту думку про його слабкі зміни у АМС Fe-B [2]. Оцінки вказують на те, що v порівняно мале (5%). Таке припущення дає можливість пояснити ряд результатів, таких як значно меншу ФАО в АМС порівняно з кристалічними аналогами, експериментальний факт залежності (/0)S, різну температурну поведінку ФАО та магнітострикції, зміни ФАО при збільшенні вмісту нанофази в АМС типу FINEMENT.

Оскільки -S||/S2, то це дає підставу розглядати наявність у зразках деякого переважного напрямку орієнтації векторів намагніченості доменів (для ізотропного розподілу -S||/S=2). Було одержано, що кут між ним та віссю стрічки для АМС Fe-B складає від 20о до 40о. В ході досліджень було встановлено, якщо ФАО для однотипних АМС була практично однаковою, то їх характеристики (Н), зокрема S|| та S, відрізнялись. Зважаючи на не достатню увагу, приділену аналізу залежностей (Н), це питання було розглянуто більш детально. Було одержано, що криві ||()(Н) апроксимуються виразом:

де перший доданок відображає зміни А, а другий - ізотропної І складової МО. Оскільки І досить малий (параметр ?10-4 %(кА/м)-1), то він детально не розглядався. Якщо розглядати величину (Н2+НА2) як квадрат деякого вектора, рівного сумі двох перпендикулярних векторів та , то відношення Н2/(Н2+НА2) буде рівним квадрату косинуса деякого кута між сумарним вектором (+) та вектором . Якщо припустити, що намагніченість орієнтована вздовж цього сумарного поля, то залежність від cos2 відповідала б загальноприйнятій залежності МО від намагніченості [3], якщо - кут між вектором намагніченості та напрямком протікання j. Це дає підставу розглядати залежність A(Н) як наслідок процесу намагнічування при наявності деякого „внутрішнього” поля - поля анізотропії . Різні залежності ||(Н) та (Н) були пояснені як наслідок намагнічування доменної структури, що містить два типи доменів, об'ємними частками v та v||, відповідно, які мають взаємно перпендикулярні . Фізична картина такого намагнічування відмінна від класичних уявлень [3], коли мінімізується енергія магнітної анізотропії з ефективною константою Кеф та енергія взаємодії доменів із полем Н, але узгоджується з моделями доменних структур, які використовуються для теоретичного аналізу кривих намагнічування, та адекватно відображає особливості реальної доменної структури. Використання феноменологічного підходу до МО феромагнетиків та розгляд незалежного обертання доменів v в полях Н та НА||, або v|| в полях Н та НА, дозволило одержати вирази, що пов'язують параметри кривих ||()(Н) з характеристиками доменної структури. Дослідження залежностей параметру НА від фактору розмагнічування N та від зовнішніх напружень розтягу дозволили записати НА у вигляді:

де індекс L(L-1) означає ||() або (||). Перший з цих доданків враховує „вроджену” складову магнітної анізотропії (типу кристалічної, або анізотропії пар), другий - внесок від внутрішніх напружень і, третій - розмагнічуючий внесок, а четвертий - магнітопружний внесок від зовнішньої одноосної деформації. В цьому рівнянні враховані наступні експериментальні факти: лінійність залежності НА від N, коли розмагнічуючий внесок є визначальним (рис.3), та лінійність залежності НА від при >і (рис.4), яка слідує з (4), якщо v||()=1, що є наслідком мінімізації ефектів магнітопружного внеску при дії [3] та стохастичності магнітної структури (наявності розподілу і). Справедливість цього виразу підтверджена оцінкою з його використанням намагніченості насичення МS та коефіцієнту магнітострикції S, наявністю кореляції SMS2 (рис.5), зумовленої, переважно, одноіонним механізмом магнітострикції в АМС на основі Fe [2], близькість і до значень, визначених іншими методами. В рамках цієї моделі різні величини S||() пояснюються різними співвідношеннями v та v|| у вихідних зразках, яке диктується різними внесками в енергію взаємодії. При дії S досить швидко зростає, що є наслідком збільшення доменів, орієнтованих вздовж j (v||), а подальші його зміни обумовлені тензорезистивним ефектом, що розглядається в розділі 3.

Основне протиріччя розглянутої моделі виникає внаслідок того, що значення Н, при яких проходили вимірювання, значно вищі за поля технічного насичення АМС, де процеси обертання магнітних доменів вже є не суттєвими. Усунути це протиріччя, як і низку інших, пов'язаних з кількісними оцінками, можливо в моделі доменної структури, що складається з „магнітом'якої” матриці та „магнітожорстких” включень. Тоді поле анізотропії НА можна розглядати як наслідок взаємодії „намагніченої” в малих полях „магнітом'якої” матриці з М включень. Хоча теоретично така модель не розглядалась, але її правомірність слідує з стохастичності магнітної структури, а за своєю суттю вона узгоджується з особливостями АС в полікластерній моделі і з висновками про кластерну природу ФАО в АМС.

Уявлення, розвинуті на основі дослідження МО АМС Fe-B, підтверджені результатами, одержаними для АМС на основі Fe-Si-B та Co. Для АМС Fe-Si-B крім задовільної апроксимації залежностей (Н) рівнянням (3) була підтверджена залежність її параметрів від та N, а оцінки МS та S правильно відображають тенденції їх змін в залежності від складу. Було встановлено, що рівень і цих АМС вищий за і АМС на основі Fe-B, що обумовлено додатковим внеском різних розмірів атомів В та Si. Для АМС Fe80Si6B14, гартованих з розплавів, підданих різній ТЧО, виявлено факт зменшення і зі зростанням Тh обробки, що пояснює сильну залежність початкової магнітної сприйнятливості та напружень руйнування АМС цього складу від Тh. Для АМС на основі Со було показано справедливість уявлень про кластерні особливості природи ФАО, тенденції змін якої при легуванні, як і АМС Fe-Si-B, можна пояснити на основі еволюції кластерної структури. Хоча менші значення у Со-АМС не дали можливості провести повний комплекс досліджень, виконаний для АМС на основі Fe, однак одержані результати вказують і на застосовність моделі поля анізотропії і для них.

Побудовані моделі та уявлення показують ефективність їх використання для аналізу низки фізичних процесів. Подальший розвиток теорій про поле анізотропії, основні моменти якої розглянуті в роботі, може дати ефективні методи вивчення та аналізу низки прикладних задач фізики невпорядкованих структур.

У третьому розділі розглянуто результати досліджень впливу одноосних зовнішніх напружень розтягом на електроопір АМС - тензоопір (ТО). За величину, що визначає цей ефект, було прийнято коефіцієнт тензоопору (КТО):

де - значення зовнішнього механічного напруження, R0 - електричний опір зразка при =0. Лінійність залежності R() (рис.6) в області пружних деформацій означає, що КТО не залежить від , а визначається властивостями АМС. Одержані значення р вказують на те, що його величина перевищує значення внеску р1, обумовленого змінами розміру зразків, який в лінійному наближенні по буде рівним р1=(12)/Е (- коефіцієнт Пуассона, Е - модуль Юнга). Теоретичний аналіз, в якому вплив деформування АМС розглядався як наслідок зміни функції радіального розподілу атомів (ФРРА), дозволив одержати вираз, що відображає залежність структурного фактору S(К) від . У випадку, коли механізм ФЗ визначає , саме ця залежність і обумовлює додатковий внесок рр в АМС, значення якого при розтягу можна знайти з виразу:

Новизною такого теоретичного розгляду є аналіз впливу на ФРРА, що визначає S(К), а не розгляд можливих змін S(К) під дією , які призводили до не коректних оцінок внеску в р з урахуванням цього механізму. Справедливість викладеного підходу підтверджується результатами розрахунків проведених із застосуванням експериментальних структурних факторів, взятих із літературних джерел. Так, на рис.7 наведено результат такого розрахунку функції f(K)=[К/S0(K)]/[S/K], з якого слідує різна залежність р та б від K=2kF та різні критерії зміни їх знаків (в теорії ФЗ знак ТКО визначається похідною S/T). Систематизація результатів експериментальних досліджень дозволила побудувати залежність р від кількості електронів в зовнішній оболонці на атом ПМ ZПМ для низки АМС (рис.8). Враховуючи прямий зв'язок kF із ZПМ цілком очевидною є узгодженість поведінки f(K) та р(ZПМ). Додатково до цього, kF0,96 Е-1, оцінена з рис.7 для значення р=22 (ТПа-1) та Е=170 ГПа, цілком узгоджується зі значеннями, що приймаються для АМС Fe-B. За таким же алгоритмом було одержано і вирази для р для одноосної деформації стиснення (рС) та деформації, викликаної всебічним стисненням (рВ). При дослідженні впливу на АМС Fe78.5Ni1Mo0.5Si6B14 одноосної деформації стиснення, проведеного спеціально розробленим для цього методом, було одержано, що рС-рР, що цілком узгоджується з теоретичними розрахунками. Порівняння результатів досліджень рР низки АМС з доступними літературними даними про значення рВ виявили, що відношення |рВ/рР| для різних АМС лежить в межах від 0,1 до 0,4, в той час як з урахуванням меж змін (0,30,4) та теоретичного значення |рВ/рР|=(1-2) слід очікувати межі зміни |рВ/рР| від 0,2 до 0,4, що цілком узгоджується з експериментальними межами.

Систематизація експериментальних результатів дозволила встановити декілька кореляційних груп в залежності рР від АМС різного складу (рис.9). Для пояснення причин виявлених кореляцій було припущено, що крім розсіювання носіїв струм за механізмом ФЗ існують й інші, додаткові механізми розсіювання. Розглядаючи у вигляді суми: =ФЗ+Д (ФЗ=АS(2kF) та Д - внески в від механізму ФЗ та додаткових механізмів розсіювання), та припускаючи слабку залежність Д від , було одержано у вигляді:

Розрахунки показують, що зростання S(К), яке визначає ФЗ, і повинно було б призвести до спадної залежності рР від , повністю компенсується залежністю К(S/К) від К, і, як наслідок, рР() в межах кореляційних груп буде зростаючою. Виділення декількох кореляційних залежностей між та зумовлене внеском Д та Е у значення електроопору та КТО.

Дослідження залежності рР(Т) АМС Fe86B14 вказує на те, що температурна поведінка рР, в основному, визначається залежністю Е(Т). Такий висновок слідує з досить слабкого зростання рР(Т) до температури Кюрі ТС АМС (з температурним коефіцієнтом 10-4 К-1), де досліджений АМС проявляє елінварні властивості, і досить сильної залежності від Т при Т>ТС, де Е сильно залежить від Т. Було проведено оцінки рР(Т) на основі розрахунків S(К) і встановлено, що незначне зростання рР(Т) при Е=сonst може бути обґрунтоване лише при врахуванні додаткових механізмів розсіювання. Дослідження рР від частки кристалічних включень К виявило, що рР зменшується з К, що додатково підтверджує наявність в АМС додаткової складової в р, порівняно з кристалічним станом.

Для феромагнітних АМС вперше проведено дослідження впливу прикладання поперечного (до напрямку дії та j) магнітного поля Н. Встановлено, що залежність () залишається лінійною в полях до 200 кА/м, але КТО не монотонно залежить від Н, що видно з рис.10, на якому зображено залежність рР(Н) АМС Fe80Si6B14. Інші АМС на основі Fe-B та Fe-Si-B мають подібну залежність р(Н). Аналіз вказує на те, що форма кривої р(Н) не може визначатися залежністю (Н). Оскільки магнітострикційні зміни розмірів досить малі, то було припущено, що залежність р(Н) визначається залежністю Е від Н (Е-ефектом) З рівняння (6), нехтуючи магнітострикційними змінами S(K), було отримано, що:

Розрахунки Е-ефекту за залежностями р(Н) виявили певну узгодженість з результатами прямих вимірювань цього феномену, не зважаючи на різницю в геометрії досліджень р(Н) та Е-ефекту. З'ясування ролі різної геометрії було проведено з використанням моделі намагнічування в полі анізотропії, розвинутої в розділі 2. Враховуючи додаткову магніто-пружну деформацію, для та Н, орієнтованих вздовж осі зразка, що характерно для геометрії досліджень Е-ефекту, було одержано вираз:

в яких залежність НА від описується виразом (4). Аналіз показав, що це рівняння описує низку літературних даних по залежностях Е(Н) та Е(Н)/Е0, а оцінка значень параметрів, одержаних апроксимацією цих залежностей, знаходить фізичне обґрунтування. Зокрема, цей вираз передбачає наявність мінімуму на залежностях Е(Н), виникнення якого при врахуванні класичних уявлень про намагнічування вимагає додаткових припущень. Крім того, відповідне рівняння може дати цілком обґрунтоване пояснення різного характеру залежності Е(Н). Отже, аналіз літературних даних по Е-ефекту дає досить вагомі аргументи щодо справедливості застосування для опису цього явища магніто-польового підходу з використанням формалізму поля анізотропії. Розгляд перпендикулярного намагнічування, який реалізується при вимірюваннях тензоопору, дозволив модифікувати відповідні рівняння для Е-ефекту і записати залежність (Н) у вигляді:

де 0 - значення КТО при Н=0, 1=3SHA(dHA/d)v||()f, 2=-(3/2)S(dv||/d)f, f(K)=([К/S0(K)]/[S/K])K=2kF. Однак, специфіка експериментальних досліджень практично завжди обумовлює прикладання >і, що знаходить відображення і при дослідженні (Н). В такому випадку v||1 та dv||/d0, а вираз (11) набуде вигляду =0+1H2/(HA2+H2)2, який хоча і має максимум при Н=НА, але при великому Н прямує до 0, що не відповідає експериментальній картині (див. рис.10). Усунути таке протиріччя вдається, припустивши, що ФАО проявляє слабку залежність від . До цього приймалось, що ця величина незмінна при дії зовнішніх факторів. Хоча вплив дії на МО досліджувався лише для , а в літературі наявні одиничні приклади досліджень від , було знайдено експериментальні факти на користь такого припущення. Використовуючи рівняння, одержані при феноменологічному розгляді МО в моделі поля анізотропії (розділ 2), було одержано явний вигляд залежності (Н), що враховує відмічені ефекти. Виявилось, що (Н) описується виразом (11) в якому і замінені на *1=(1+А1), *2=(2+А2) та *0=(І/+а||/)/І з А1=2НА(НА/)(а||+а)/І та А2=-(а||/+а/)/І. В цих виразах параметрами феноменологічної моделі МО є І (ізотропний внесок в ), а||() (анізотропні складові ) та (/0)S(а||+а)/І (ФАО). Апроксимація залежностей показала, що значення НА, яке одержується із залежностей (Н), відповідає значенню НА, одержаного при аналізі (Н), а оцінки аргументовано задовольняють апроксимаційним значення параметрів. Залежність ФАО від стає зрозумілою з урахуванням виявленого її зв'язку з магнітною анізотропією. Феромагнетики з більшою магнітною анізотропією, як правило, мають і більші значення ФАО. Тому прикладання поздовжніх напружень, які обумовлюють суттєву наведену магнітну анізотропію (>>і) цілком обґрунтовує її залежність (зростання) від зовнішніх напружень .

Дослідження впливу Н на КТО АМС на основі Со вказує на значно слабшу залежність від Н, що зв'язано зі значно меншим магніто-пружним внеском через малі значення S. Хоча по цій причині важко зробити достовірні висновки, але проведені дослідження дають досить вагомі аргументи про застосовність і до цих АМС уявлень, розвинутих для АМС на основі заліза.

Четвертий розділ присвячено аналізу результатів досліджень електроопору АМС на основі заліза. В ньому розглянуто результати досліджень температурних залежностей в температурному 77950 К АМС Fe80ПМ5В15, Fe75ПМ5В20 та Fe85СохВ15, АМС на основі Fe80Si6B14 та Fe82Si2B16 легованих Ni та Мо, виготовлених з лігатур різної чистоти, АМС FeSiB різних складів, в тому числі і складно-легованих (з декількома типами ПМ) АМС на основі Fe82Si6B12 та Fe86Si2B14, ряду АМС FINEMENT-типу, АМС Fe90Zr7B3. Наведено низку характеристик АМС, визначених із цих залежностей (температури кристалізації Тх, ТКО, тощо). Основні висновки про особливості механізмів розсіювання носіїв струму були зроблені на основі аналізу результатів, одержаних для АМС Fe80ПМ5В15 та Fe75ПМ5В20, які перевірялись та доповнювались результатами, одержаними для інших АМС.

Особливістю кривих (Т) АМС FeПМВ є суттєва залежність їх характеру від розміщення ПМ відносно Fe в періодичній системі елементів (ПСЕ): (Т) АМС FeВ та АМС з ПМ, які мають більшу кількість d-електронів ZdПМ ніж ZdFe, досить близькі до лінійних (рис.11,а), в той час як АМС з ПМ, у яких ZdПМ<ZdFe мають нелінійну, низькотемпературну поведінку (T) (рис.11,б). Для більшості АМС першої групи при деякій Т спостерігається незначна зміна ТКО, що не завжди проходить при ТС АМС, а для другої - перехід з нелінійної до лінійної залежності, який в багатьох випадках відбувається при їх TС. Було встановлено, що залежність ТКО від Zd=у(ZdПМ-ZdFe) (у - вміст ПМ) досить слабко визначається вмістом металоїду, а на ній при Т<ТС наявний мінімум (рис.12), глибина якого визначається Т. При Т, більшій за ТС всіх АМС цей мінімум зникає. Для встановлення ролі різних механізмів розсіювання носіїв струму було визначено величину 300 АМС Fe80ПМ5В15 з 3d-ПМ та АМС Fe85СохВ15 і побудовано залежності 300 від типу ПМ та вмісту Со. Ці залежності та нтзка залежностей для інших АМС системи Fe-В, взятих з літературних джерел, не можуть бути пояснені, якщо вважати, що 300 визначається лише S(2kF). Якщо розглядати, що зміни S(2kF) обумовлені змінами kF при легуванні, то експериментальні результати або взагалі не виявляють кореляцій (АМС Fe80ПМ5В15), або проявляють поведінку, протилежну очікуваній (АМС Fe85хNiхВ15, Fe80хCrхВ20), а АМС Fe85хCrхВ15 та Fe80хCrхВ20 по різному залежить від вмісту Cr. В результаті дифракційних досліджень АМС Fe85СохВ15 було встановлено, що хоча легування і призводить до зміни S(К) (його положення та ширини), однак ці зміни є малими, щоб дати пояснення змін 300. Аналіз вказує на те, що ні sd-розсіювання, ні внутрішні напруження, ні різні ТКО не можуть дати адекватне пояснення розглянутих залежностей 300. І лише врахування резонансного характеру d-фазового зсуву у АМС на основі ПМ може дати відповідну інтерпретацію. Враховуючи, що в такому випадку Nd(EF)S(2kF), та використовуючи теоретичні спектри Nd(E), застосовані для розрахунків ФАО, для різних положень EF АМС з різним вмістом бору вдається пояснити поведінку 300, що є вагомим аргументом на користь визначальної ролі механізму ФЗ.

Із досліджених АМС лише залежності (T) АМС з ПМ=Fe, Ni, Co, Cu могли розглядатися як такими, що їх (T) визначається механізмом ФЗ. Для перевірки цього r(T)=(T)/300 апроксимувались залежностями r(T)=а0+а2Т2 (Н) для Т=77120 К, та r(T)=b0+b1T (В). Використовуючи рівняння Д1=(2/6)(b1/а2) та результати апроксимації, було одержано, що температура Дебая Д АМС лежить в межах 300500 К. Зваживши на подібні оцінки Д та враховуючи значення Д, одержане з низько-температурної поведінки теплоємності, можна було б вважати цей результат цілком задовільним. Д1 виводиться з рівнянь, що описують асимптотичну поведінку S(К,Т). Але з них можна одержати ще два вирази для визначення Д: Д2=4(а0-b0)/b1 та Д3=2[(а0-b0)/(3а2)]1/2, які ніколи не застосовувалися для подібних оцінок. Виявилось, що розрахунки Ді з використанням одержаних результатів призвели до сильно відмінних їх значень. Внаслідок теоретичного моделювання було встановлено, що така різниця в Ді є наслідком наближеності асимптоти (В) S(К,Т) в околі Д. Цей висновок був зроблений на основі розрахунків за інтегральним виразом S(К,Т) при заданому значенні Д. Застосування апроксимаційної процедури до S(К,Т) та розрахунок Ді призвів до їх відмінностей між Ді, які подібні до одержаних при використанні „експериментальних” апроксимаційних параметрів. Враховуючи, що апроксимація (В), як правило, проводиться в околі Д, та враховуючи, що малим параметром в цьому випадку є (Д-Т)/Т було уточнено коефіцієнти виразу (В), застосування яких значно зменшила відмінності між Ді. Такий же результат був одержаний і при використанні результатів експерименту. Додатково слід відмітити, що апроксимація розрахованих S(К,Т) виразом r(T)=b0+b1T+b2T2, що використовується для обґрунтування наявності магнітного внеску в , призводить до параметру b2, який за порядком відносився до магнітного внеску. Цей результат свідчить, що чисельний аналіз не може дати переконливі свідчення про суттєву роль додаткових магнітних механізмів розсіювання, як це вважається в багатьох випадках.