Радиационно-стимулированные и короноэлектретные изменения структуры и свойств феррогранатовых гетерокомпозиций

Изучение изменений структуры и свойств феррогранатовых гетерокомпозиций под воздействием квантов быстрых электронов и отрицательного коронного разряда. Разработка физических основ модификации эксплуатационных параметров устройств прикладной магнитооптики.

Рубрика Физика и энергетика
Вид автореферат
Язык русский
Дата добавления 16.02.2018
Размер файла 2,0 M

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/

Размещено на http://www.Allbest.ru/

Рис. 3. Характерный мессбауэровский спектр исследованных ЭМПФГ Y3Fe5O12 (на примере пленки КВ-5)

Рис. 4. Характерные спектры отражения исследованных ЭМПФГ Y3Fe5O12

Было установлено, что концентрация ионов свинца CPb (ф.е.) в структуре магнитного граната связана с площадью обнаруженного парамагнитного дублета в мессбауэровском спектре Sдубл (отн. ед.) следующим соотношением:

Размещено на http://www.Allbest.ru/

Размещено на http://www.Allbest.ru/

Размещено на http://www.Allbest.ru/

Размещено на http://www.Allbest.ru/

Рис. 5. Схематическое изображение ближайших соседей-катионов, связанных с ионом Fe3+, в структуре стехиометрического Y3Fe5O12 вверху - для иона Fe3+(a); внизу - для иона Fe3+(d)

CPb = (Sдубл + 3,632)/508,61 (2)

Исследования Bi-содержащих феррогранатовых гетерокомпозиций позволили обнаружить, что пленки состава 3-1 обладают гиганстскими значениями Hc (390 - 1600 A/м), а доменная структура имеет не характерный для Bi-содержащих ЭМПФГ лабиринтообразный вид (имеющий также место для всех остальных исследованных в работе Bi-пленок), а вид пятен неправильной формы. При перемагничивании все ЭМПФГ данного состава намагничивались до насыщения, и такое состояние сохранялось длительное время. Наряду с указанными особенностями магнитных свойств, феррогранатовые гетерокомпозиции состава 3-1 обладают также гигантским оптическим поглощением в ближней ИК области спектра (б = 480-670 см-1). По данным рентгеноспектрального микроанализа, для пленок составов 3-1 и 3-2 (см. табл. 3) характерно вхождение из раствора-расплава ионов Са2+ в концентрации 0,04-0,05 ф.е. и ионов Pt4+ в концентрации 0,005-0,007 ф.е. Однако, связывать гигантские значения Hc и б ЭМПФГ 3-1 только с «паразитными» ионами Са2+ и индуцируемыми ими кислородными вакансиями будет не правильно, т.к. пленки состава 3-2 при такой же концентрации «паразитных» ионов Са2+ обладают в 10-40 раз меньшими значения-ми Hc и в 2,5-3,5 раз меньшими значениями б. Рентгеноструктурные исследования показали, что значения несоответствия параметров решетки пленки и подложки пленок состава 3-1 в 3,6-6,0 раз выше значений Дa/a пленок 3-2 и составляют Дa/a = (18-42)•10-4. Такие значения несоответствия параметров решетки пленки и подложки индуцируют в ЭМПФГ 3-1 упругие напряжения сжатия величиной 540-1250 МПа, которые, в свою очередь, создают сетку дислокаций и гигантское искажение симметрии кристаллического поля на ионах Fe3+. Эти факторы и являются причиной громадных значений б и Hc, а также особенностей доменной структуры в пленках состава 3-1. Причиной гигантских напряжений несоответствия в гранатовых пленках 3-1 являются обладающие большими значениями ионного радиуса ионы Bi3+ (r = = 1,11 ?) и ионы Са2+ ( r = 1,12 ?). По данным рентгеноспектрального микроанализа, пленки составов 3-2 и 3-3 обладают близкими значениями концентрации ионов Bi3+ (C = 0,56-0,71 ф.е.). Замещение части ионов Y3+ (r = 1,015 ?) в составе 3-2 на ионы Yb3+ (r = 0,98 ?), а в составе 3-3 на ионы Tm3+ (r = 0,99 ?) существенно компенсирует растягивающий эффект ионов Bi3+ и Са2+, что выражается в значительном уменьшении упругих напряжений несоответствия и, как следствие, - в отсутствии гигантских значений Hc и б, а также особенностей доменной структуры.

Изучение особенностей оптического поглощения в феррогранатовых гетерокомпозициях различных составов позволило обнаружить, что концентрация ионов Tm3+ в пленках и кристаллах магнитных гранатов связана с интенсивностью соответствующего ионам Tm3+ пика оптического поглощения соотношением:

CTm = 1,123•ln(HTm/H0) - 3,02 , (3)

где: H0 = 1 см-1; HTm - высота соответствующего ионам Tm3+ (см-1) пика оптического поглощения при лmax = 0,685 мкм; CTm - концентрация ионов Tm3+ (ф.е.).

Глава 4 посвящена изучению радиационно-стимулированных изменений структуры и свойств объектов исследования под воздействием г-квантов Co60 и быстрых электронов, изучению роли генетических дефектов в радиационном дефектообразовании. Облучение кристалла быстрыми электронами или г-квантами может приводить как к образованию собственно радиационных дефектов, связанных со смещениями атомов среды, так и к изменению зарядового состояния уже существующих до облучения генетических дефектов. Приводятся результаты расчетов образованных по ударному механизму дефектов Френкеля в ЭМПФГ разных составов и РЗГГ Gd3Ga5O12 и (GdCa)3(GaMgZr)5O12. По данным проведенных расчетов, во всех объектах исследования при максимальных значениях используемых значений поглощенной дозы облучения и флюенсов концентрация образованных дефектов Френкеля получается на 3-4 порядка ниже концентрации генетических дефектов. Такая высокая радиационная стойкость гранатов обусловлена большими значениями пороговой энергии образования дефектов смещения, а также высокой концентрацией (?1019 см-3) генетических дефектов в данных материалах. Таким образом, воздействие используемых радиационных излучений на выбранные объекты будет сводиться, в основном, к нарушениям их электронной структуры. Проведенные исследования позволили обнаружить, что г-облучение Co60 не изменяет магнитных характеристик пленок YSmLuCaFeGe до значения поглощенной дозы Dп = (1-2)•106 Гр, а облучение быстрыми электронами - до значений флюенса Фe = (7-9)•1013 см-2. При дальнейшем облучении происходит рост P0 и Hk, уменьшение H0 и H2 и достижение изменениями данных характеристик максимальных значений. Величина радиационно-стимулированных изменений свойств ЭМПФГ данного типа зависит от концентрации сверхстехиометрических ионов кальция: максимальные изменения магнитных параметров и оптического поглощения наблюдались в пленках составов IV(1) и IV(2). Были зафиксированы следующие значения максимальных изменений магнитных характеристик:

а) при облучении г-квантами Co60 (Eг = 1,25 МэВ): дP0 = (+5,2 ч +7,1)%;

дHk = (+4,0 ч +5,0)%; дH0 = (-4,0 ч -5,5)%; дH2 = (-6,0 ч -8,5)%;

б) при облучении быстрыми электронами (Ee = 6,0 МэВ): дP0 = (+6,5 ч +8,5)%;

дHk = (+5,5 ч +6,5)%; дH0 = (-5,5 ч -7,0)%; дH2 = (-7,5 ч -9,0)%.

По данным проведенных прямых измерений 4рMS облученных образцов, обнаруженные изменения данной магнитной характеристики не превышали ошибки измерения.

Изучение радиационно-оптических свойств феррогранатовых гетерокомпозиций YSmLuCaFeGe показало, что оптическое поглощение данных материалов является весьма чувствительным параметром к воздействию радиации. Для всех образцов вышеуказанной системы, исследованных в данной работе, имел место эффект просветления. Характерно, что величина просветления данных объектов исследования как при г-облучении, так и при облучении быстрыми электронами определяется значением концентрации сверхстехиометрических ионов Са2+. Так, для ЭМПФГ, содержащих 0,03 ф.е. сверхстехиометрических ионов Са2+, наблюдался незначительный сдвиг края фундаментального поглощения в сторону меньших значений л (Длmax = 0,0014 мкм при г-облучении и Длmax = 0,0016 мкм при облучении быстрыми электронами) и просветление в области л = 0,42-0,9 мкм, причем максимальное просветление наблюдалось вблизи относительного окна прозрачности гранатовой пленки (рис. 6). Для пленок с высокой концентрацией сверхстехиометрических ионов кальция (0,09-0,11 ф.е.) всегда имел место интенсивный сдвиг всего спектра оптического поглощения в сторону меньших значений длин волн, а также существенное просветление вблизи относительного окна прозрачности (рис. 6). Характерно, что эффекты сдвига края фундаментального поглощения и просветления ЭМПФГ YSmLuCaFeGe наблюдались уже при малых значениях поглощенных доз. Максимальные изменения спектров оптического поглощения имели место при тех значениях Dп и Фe, когда изменения магнитных параметров были близки к максимальным. Проведенные расчеты показали, что при максимальном сдвиге края фундаментального поглощения составов III и IV как при г-облучении, так и при облучении быстрыми электронами оптическая ширина запрещенной зоны для прямых разрешенных переходов увеличивается на ДEgd = 5,0-5,5%, для непрямых разрешенных переходов - на ДEgi = 2,0-2,5%.

Изучение влияния г-квантов Co60 и быстрых электронов на феррогранатовые гетерокомпозиции Y3Fe5O12 (табл. 2) и Bi-содержащие феррогранатовые гетерокомпозиции (табл. 3) обнаружило незначительное просветление всех указанных пленок, аналогичное просветлению ЭМПФГ состава I (рис. 6, верх). Реально регистрируемые изменения магнитных характеристик облученных образцов были обнаружены только для пленок состава 3-2, обладающих «паразитными» ионами Са2+ и, как следствие, компенсирующими их кислородными вакансиями. На рис. 7 представлены характерные изменения поля магнитной анизотропии Hk, температуры Неля TN, полей коллапса H0 и эллиптической неустойчивости H2 для пленок указанного состава. Характерно, что зависимости указанных параметров от поглощенной дозы г-квантов Co60 повторяют представленные на рис 7. зависимости, отличаясь только тем, что величина максимальных изменений на 1-2% меньше, чем в случае быстрых электронов. Следует отметить также, что зависимости контролируемых магнитных параметров для пленок состава 3-2 как при гамма-облучении, так и при облучении быстрыми электронами имеют такой же вид, как и для (YSmLuCa)3(FeGe5)O12-пленок, что говорит о единой природе радиационно-стимулированных изменений в этих типах ЭМПФГ.

Для выяснения механизмов изменения магнитных свойств ЭМПФГ при г- облучении и облучении быстрыми электронами были изучены особенности их структуры методами КЭМС, РФЭС и ТСТП. Результаты КЭМС-исследований ЭМПФГ (YSmLuCa)3(FeGe5)O12 показали, что воздействие данных видов облучения при используемых режимах воздействия не вносит существенных изменений в вид спектров. Установлено, что в случае г-облучения при Dп = 1,095•107 Гр (когда изменения магнитных параметров пленок близки к максимальным) эффективные поля на ядрах ионов Fe57 уменьшаются для a1- и d-подрешетки на 2%, для a2-подрешетки - на 3%. В диапазоне поглощенной дозы Dп = (1-6)•106 Гр обнаружено следующее уменьшение значений эффективной ширины компонент спектра КЭМС исследуемых ЭМПФГ: для тетраэдрической подрешетки - на ДГd = 14,5-23,6%, для октаэдрической - на ДГa = 4,3-9,5%. Данный факт можно связывать с уменьшением магнитной и структурной неэквивалентности ионов Fe3+, локализованных в d-подрешетке, а также с изменением типа (концентрации) дефектов в a- и d-подрешетках, причем в последней эти изменения проходят интенсивнее. При достижении магнитными и оптическими характеристиками максимальных изменений, изо всех параметров спектра КЭМС наибольших изменений претерпевает изомерный сдвиг д: для d-подрешетки он увеличивается на 40-44%, для a1- на 30-32%, для a2 - на 32-34%.

Рис. 6. Характерные изменения спектров оптического поглощения исследованных ЭМПФГ (YSmLuCa)3(FeGe5)O12 под воздействием радиационного облучения (случай максимального просветления) вверху: CCa2+ = 0,03 ф.е.; внизу: CCa2+ = 0,11 ф.е. 1 - исходный спектр; 2 - облучение г-квантами; - облучение быстрыми электронами

Размещено на http://www.Allbest.ru/

Размещено на http://www.Allbest.ru/

Рис. 7. Характерные изменения магнитных параметров ЭМПФГ (YBi)3(FeGa)5O12 (состав 3-2) под воздействием быстрых электронов

феррогранатовый гетерокомпозиция коронный разряд

Аналогичные изменения параметров КЭМС-спектров (YSmLuCa)3(FeGe5)O12-пленок имеют место и при облучении быстрыми электронами. При достижении магнитными и оптическими параметрами данных пленок максимальных изменений (Фe = (8•1014-1•1015) см-2) наблюдаются следующие максимальные изменения д: для d-подрешетки он увеличивается на 42-46%, для a1- на 32-34%, для a2 - на 34-36%.

Так как изомерный сдвиг является мерой электронной плотности на ядрах ионов Fe57, увеличение д в ЭМПФГ (YSmLuCa)3(FeGe5)O12 при г-облучении или облучении быстрыми электронами можно связывать с индуцированием ионов Fe2+ (Fe2+<z<3+). Однако, присутствие ионов Fe2+ в феррит-гранатовой пленке должно приводить к росту оптического поглощения во всем исследуемом диапазоне длин волн. Мы же наблюдаем интенсивное просветление. Для разрешения вышеуказанного противоречия анализировались РФЭС-спектры ионов Fe3+ ЭМПФГ (YSmLuCa)3(FeGe5)O12 составов I и IV в исходном состоянии, при Dп = 1•107 Гр г-облучения и при Фe = 1•1015 см-2 быстрых электронов. Результаты исследований показали, что спектры 2p-электронов ионов Fe3+ - идентичны для всех пленок обоих составов и представляют собой дублет линий 2p1/2-2p3/2. Облучение как г-квантами, так и быстрыми электронами не оказывало влияния ни на форму линий дублета, ни на значение их энергии связи. Величина мультиплетного расщепления линии Fe3S как в исходных, так и в облученных образцах, составляла Д = 6,1 эВ. То есть, ни в одной из исследованных пленок, ионов железа с валентностью, отличной от «3+», обнаружено не было.

Окончательное выяснение природы радиационных дефектов, ответственных за выявленные в настоящей работе радиационно-стимулированные изменения структуры и свойств ЭМПФГ, удалось осуществить с помощью метода ТСТП КЗ. Сравнение спектров ТСТП КЗ ЭМПФГ (YSmLuCa)3(FeGe5)O12 составов I и IV в исходном состоянии, при Dп = 1•107 Гр г-облучения и при Фe = 1•1015 см-2 быстрых электронов позволило обнаружить, что в спектрах ТСТП КЗ облученных образцов интенсивность пиков ТСТ, соответствующих F+-центрам, в 3-4 раза выше, чем у образцов в исходном состоянии.

Таким образом, в первом приближении, механизм изменения под воздействием г-квантов Co60 (Eг = 1,25 МэВ) и быстрых электронов (Ee = 6 МэВ) свойств ЭМПФГ, содержащих сверхстехиометрические и «паразитные» ионы Са2+, сводится к перезарядке кислородных вакансий: переходу двухзарядных кислородных вакансий Vв однозарядные V( F+-центры). Детально обсуждается механизм формирования F+-центров и механизмы изменения под воздействием F+-центров магнитных и оптических свойств объектов исследования.

Было обнаружено также, что механизмы изменения свойств ЭМПФГ и РЗГГ под воздействием ионизирующих излучений - сходны. В частности, проведенные в работе результаты исследований показали, что появление желто-коричневой окраски в кристаллах Gd3Ga5O12 и (GdCa)3(GaMgZr)5O12 (рис. 8) под воздействием ультрафиолета, г-квантов Co60 (Eг = 1,25 МэВ) и быстрых электронов (Ee = 6 МэВ) обусловлено формированием F+-центров.

Размещено на http://www.Allbest.ru/

Размещено на http://www.Allbest.ru/

Рис. 8. Спектры дополнительного поглощения радиационных центров окраски, индуцируемых в кристаллах (GdCa)3(GaMgZr)5O12 воздействием ионизирующих излучений (a-c) г- кванты Co60; Dп = 103 Гр (a), Dп = 104 Гр (b), Dп = 105 Гр (c) (d, e) УФ-свет; 10 часов (d), 50 часов (e).

В частности, в работе впервые установлено, что ответственной за формирование желто-коричневой окраски в кристаллах галлиевых гранатов является полоса дополнительного поглощения с нmax = 24000 см-1, а не с нmax = 29000 см-1, как считалось ранее. В работе детально обсуждается механизм формирования в кристаллах Gd3Ga5O12 и (GdCa)3(GaMgZr)5O12 желто-коричневой окраски под воздействием ионов Са2+, вакансий галлия и ионизирующих излучений.

Глава 5 посвящена изучению изменений структуры и свойств феррогранатовых гетерокомпозиций под воздействием отрицательного коронного разряда.

Обработка феррогранатовых гетерокомпозиций в газовых электрических разрядах является одним из перспективных способов воздействия на их структуру, свойства и эксплуатационные параметры. Предполагалось, что большинство эффектов, связанных с модификацией поверхности таких пленок и, как следствие, изменением их свойств и эксплуатационных параметров, обусловлено химическим взаимодействием ионной компоненты с веществом. Однако, проведенные в настоящей работе исследования показали, что наличие границ раздела двух сред, являющихся стоками для структурных дефектов, наличие высокой концентрации дефектов, наличие возможности проявления гигантского линейного магнитоэлектрического эффекта и возможности эффективного формирования электретного состояния благодаря указанным факторам, а также высоким значениям удельного сопротивления и диэлектрической проницаемости, существенно усложняют механизм изменения магнитных свойств ЭМПФГ в коронном разряде. Поэтому, основное внимание в настоящей главе было уделено изучению структуры и свойств гранатовых пленок в процессе короноэлектретирования в отрицательном коронном разряде.

Установлено, что при воздействии ОКР даже в течение короткого времени на поверхности ЭМПФГ адсорбируется значительный по величине электрический заряд. Такой заряд создает в объеме пленки электрическое поле напряженностью порядка 106 - 107 в/м. Под действием электрического поля такой величины в пленках могут протекать процессы перестройки собственных дефектов, диффузия катионов и анионов. Основанием для таких предположений послужили результаты мессбауэровских исследований тонких монокристаллов Y3Fe5O12 непосредственно в работающем ОКР. Такие исследования позволили установить, что коэффициент диффузии ионов в поле поверхностного заряда на несколько порядков превышает значения, свойственные термической диффузии ионов железа в ферритах-гранатах. Для интерпретации механизма миграции ионов и дефектов были выполнены исследования параметров сверхтонкой структуры ЯГР - спектров Y3Fe5O12. Появление в ЯГР - спектрах дополнительных секстиплетов с параметрами д = 0,07±0,08 мм/с и Д = 1,02±0,06 мм, характерными для ионов железа с валентностью выше +3, свидетельствует об увеличении концентрации катионных вакансий, перезарядке существующих дефектов и значительных локальных деформациях кристаллической решетки. Перечисленные эффекты были обнаружены и при изучении методом ТСТП энергетических спектров дефектов, индуцированных в ЭМПФГ коронным разрядом.

На рис. 9 представлены кинетические зависимости магнитных характеристик ЭМПФГ (YSmLuCa)3(FeGe5)O12 при обработке в ОКР. На рис. 10 представлены пет-ли гистерезиса ЭМПФГ (YPrLuBi)3(FeGa)5O12 кристаллографической ориентации (210) при обработке в отрицательной короне, а на рис. 11 - кинетические зависимос-ти основных параметров петли гистерезиса этой же пленки (YPrLuBi)3(FeGa)5O12 при обработке в отрицательной короне. Следует отметить, что обработка в ОКР гранатовых магнитных пленок приводит к сильному изменению формы их петель гистерезиса. Начиная с 3-3,5 часов обработки, петля приобретает форму прямоугольной, при этом коэффициент прямоугольности б = 0,56-0,58, коэффициент квадратности з = 0,56-0,60. При 7-8 часах обработки б достигает значения 0,70-0,72 (увеличивается на 24-25%) и дальнейшая обработка не приводит к его изменению. Угол наклона в кривой намагничивания монотонно увеличивается и, начиная с 32 часов, выходит на насыщение. Длина lAB ограниченного петлей гистерезиса отрезка AB прямой наклона кривой намагничивания с течением времени обработки уменьшается по линейному закону (рис. 11, а); максимальное уменьшение длины 14-15%. Более сложный вид имеют зависимости от времени обработки в «короне» коэффициентов квадратности з и асимметрии KAS петли (рис. 11, б).

Размещено на http://www.Allbest.ru/

Размещено на http://www.Allbest.ru/

Рис. 9. Кинетические зависимости магнитных характеристик ЭМПФГ (YSmLuCa)3(FeGe5)O12 при обработке в отрицательной короне

Рис. 10. Петли гистерезиса ЭМПФГ (YPrLuBi)3(FeGa)5O12 кристаллографической ориентации (210) при обработке в отрицательной короне в течение 0 час (а), 2 час (б), 7,5 час (в), 76 час (г). Ток короны Ik = 150 мкА

Рис. 11. Изменение параметров петли ЭМПФГ (YPrLuBi)3(FeGa)5O12 кристаллографической ориентации (210) при обработке в отрицательной короне

а) коэрцитивная сила Hc, угол наклона в кривой намагничивания образца и длина lAB ограниченного петлей отрезка AB прямой наклона кривой намагничивания

б) коэффициенты квадратности з и асимметрии KAS петли

Так, для графика KAS = f(tобр) характерно наличие двух максимумов, что говорит о сложном изменении орторомбической анизотропии при обработке. График зависимости з = f(tобр) (рис. 11, б) имеет вид латинской литеры «N». Следует отметить, что такой вид имеют кинетические зависимости большей части характеристик феррогранатовых гетеро-композиций, в частности, также Hk, ширины линии ФМР 2ДH и H0. Такая же зависимость была получена нами и для импульсного порогового поля переключения ячеек магнитооптического управляемого транспаранта. Обращает внимание и эффект «гигантского» увеличения коэрцитивной силы ЭМПФГ: в 6-8 раз, для некоторых пленок - в 8-12 раз. Следует отметить, что для тонких поликристаллических гранатовых магнитных пленок, а также для тонких ЭМПФГ, обладающих интенсивными трещинами, был замечен рост Hc почти в 200 раз.

С целью установления природы наблюдаемых изменений магнитных характеристик ЭМПФГ под воздействием ОКР, в работе было проведено детальное изучение изменения величины и знака поверхностного заряда объектов исследования в процессе обработки в короне. Было установлено, что при обработке в ОКР на поверхности пленок накапливается существенный по величине заряд, зависимость которого от времени обработки также имеет вид латинской литеры «N». На начальных стадиях обработки происходит инжекция отрицательного заряда в поверхностные слои пленки. То есть, на поверхности пленки образуется гомозаряд, величина которого интенсивно растет с течением времени обработки и достигает насыщения. В электрическом поле гомозаряда интенсивно формируется гетерозаряд. С ростом величины гетерозаряда поверхностная плотность заряда пленки уменьшается (так как гомозаряд и гетерозаряд противоположны по знаку) и при достижении гетеро-зарядом величины гомозаряда становится равной нулю. В дальнейшем происходит рост величины гетерозаряда и достижение его значением насыщения. Максимальная поверхностная плотность заряда (как отрицательного в случае гомозаряда, так и положительного в случае гетерозаряда) составляла (1-2)•10-9 Кл/см-2. Таким образом, наблюдаемые изменения основных магнитных характеристик пленок при обработке в отрицательной короне обусловлены магнитоэлектрическим эффектом, возникаю-щим вследствие формирования в ЭМПФГ короноэлектретного состояния. Гигантс-кий рост Hc при короноэлектретировании обусловлен фиксацией движущейся до-менной стенки на поляризационных зарядах и заряженных дефектах. Характерно, что короноэлектретное состояние объектов исследования приводит не только к изменению ряда магнитных характеристик ЭМПФГ, но и, например, к сдвигу всего спектра ФМР (рис. 12).

Наиболее существенных изменений при этом претерпевают ширина линии ФМР 2ДН (в 2-4 раза) (рис. 13) и поле магнитной анизотропии (на 20-25%).

Размещено на http://www.Allbest.ru/

Размещено на http://www.Allbest.ru/

Рис. 12. Спектры ФМР в ЭМПФГ Y3Fe5O12 после обработки в отрицательном коронном разряде в течение (час): 1 - 0; 2 - 15-20 (на поверхности ЭМПФГ - гомозаряд); 3- 40 (на поверхности ЭМПФГ -гетерозаряд)

Наблюдаемый сдвиг спектров ФМР коррелирует с изменением ширины линии ФМР, изменением плотности поверхностного заряда и сдвигом края фундаментального поглощения пленок. Для ЭМПФГ Y3Fe5O12 толщиной 5-7 мкм был обнаружен максимальный сдвиг края фундаментального поглощения на величину Д л = 50-70 ?. Гигантский сдвиг всего оптического спектра (Д л = 2-10 нм) был обнаружен для тонких пластин РЗГГ. В качестве примера, на рис. 14 представлен сдвиг спектра оптического пропускания для тонкой пластины Gd3Ga5O12 при ее обработке в отрицательной короне. Настоящий результат наряду с представленным выше результатом сдвига всего спектра ФМР магнитной гранатовой пленки могут найти применение для построения магнитных и оптических вентилей, фильтров и т.п.

Следует отметить, что одновременное существование в феррогранатовых гетерокомпозициях на определенных стадиях короноэлектретирования гомо- и гетерозаряда было подтверждено и спектрами ТСТП КЗ объектов исследования.

Рис. 13. Зависимость ширины линии ФМР для ЭМПФГ Y3Fe5O12 от времени обработки в отрицательном коронном разряде

В качестве примера, на рис. 15 представлен спектр ТСТП КЗ гранатовой магнитной пленки (YPrLuBi)3(FeGa)5O12, выращенной на подложке (GdCa)3(GaMgZr)5O12 кристаллографической ориентации (210). В работе приведены значения рассчитанных по полученным спектрам ТСТП КЗ параметров локальных центров, служащих ловушками зарядов.

Таким образом, в работе впервые показана возможность формирования в феррогранатовых гетерокомпозициях разных составов путем обработки в отрицательном коронном разряде стабильного электретного состояния, приводящего к изменению всего комплекса физических свойств и эксплуатационных параметров. Данные результаты дают предпосылки для создания целого класса приборов микро- и наноэлектроники, основанных на управлении магнитными характеристиками тонких магнитодиэлектрических слоев и частиц путем изменения их электретного состояния.

Для оценки влияния электрического поля адсорбированных ионов, на параметры пленки зависящие от частоты электронного обмена (электропроводность, константа кристаллографической анизотропии) была использована авторская математическая модель базирующаяся на влиянии электрического поля на высоту потенциального барьера для электронных переходов между разновалентными ионами.

Размещено на http://www.Allbest.ru/

Размещено на http://www.Allbest.ru/

Рис. 14. Спектры оптического пропускания Gd3Ga5O12 после обработки в отрицательном коронном разряде в течение (час): а- 0, б- 10 (на поверхности пластины - гомозаряд), в- 40 (на поверхности пластины - гетерозаряд)

Вероятность перехода феррит-гранатовой пленки в заданное состояние определяли с помощью уравнения:

, (4)

где - функция, описывающая стояние системы, хi - концентрации разновалентных ионов (n1, n2).

Размещено на http://www.Allbest.ru/

Размещено на http://www.Allbest.ru/

Рис. 15. Спектр ТСТП КЗ ЭМПФГ (YPrLuBi)3(FeGa)5O12 после 10 часов обработки в отрицательном коронном разряде подложка (GdCa)3(GaMgZr)5O12 (210); толщина пленки h = 7,75 мкм; Ik = 150 мкА

При малых флуктуационных отклонениях n1 и n2 от средних значений и учете дискретности процесса обмена валентностями была получена система уравнений для функции, описывающей переход пленки из состояния х0 в состояние хi в виде:

(5)

Решение уравнений описывающих кинетику изменения концентрации разновалентных ионов в условиях термодинамического равновесия позволили получить следующее выражение для изменения числа электронных переходов в единице пленки:

n = n0- n2(n0- a) = (6)

Учитывая, что коэффициент электропроводности связан с частотой электронного обмена соотношением Энштейна:

(7)

Где в - численный коэффициент, зависящий от геометрии решетки;

W - Вероятность перескока электрона,

R - длина прыжка, n - число пар, участвующих в электронном обмене,

Т - температура можно найти зависимость его изменения (Да) от температуры.

В электрическом поле адсорбированных ионов энергия активации процесса перескока зависит от напряженности поля:

Еа = Е +Дu (8)

отсюда (9)

где А и В - константы

В результате реконструкции экспериментальных зависимостей плотности поверхностного заряда от длительности обработки пленок в коронном разряде были получены кинетические зависимости для величины Ду. Принимая во внимание тот факт, что теоретические и экспериментальные зависимости находятся в удовлетворительном согласии лишь при небольших длительностях обработки можно констатировать, что существенное изменение коэрцитивной силы, коэффициента оптического поглощения связано не с электронным упорядочением, а с формированием электретного состояния. Полученные данные были использованы для стабилизации ячеистых структур в магнитооптических транспарантах, а также для повышения качества запоминающих устройств при термомагнитооптическом способе записи информации.

Глава 6 посвящена изложению и анализу ценных с практической точки зрения результатов работы и выполненных разработок.

В частности, показано, что интенсивное радиационное воздействие может быть эффективным инструментом для управления эксплуатационными параметрами феррогранатовых гетерокомпозиций и приборов на их основе. Приводятся экспериментальные данные, показывающие, что облучение объектов исследования большими дозами г-квантов эффективно подавляет жесткие цилиндрические магнитные домены (ЖЦМД). Полное подавление ЖЦМД сопровождается увеличением оптического пропускания пленки на 10-15% и ростом температуры Нееля на 5-9 К. Магнитные параметры при этом изменяются несущественно. Оптимальный режим обработки г-квантами, позволяющий в едином акте облучения достичь полного подавления ЖЦМД, повышения оптической прозрачности и термостабильности ЭМПФГ, реализуется при выполнении следующих условий (патент РФ №2073934): а). облучение г-квантами до дозы Dп = 8•107 Гр проводят непрерывно; б). по достижении Dп = 8•107 Гр пленки облучают порциями доз величиной в (1,5-2,5)•107 Гр с проведением контрольных измерений до полного подавления ЖЦМД; в). облучение проводят при мощности дозы PD = (5-25) Гр/с.

Приводятся результаты, показывающие, что путем воздействия интенсивных потоков быстрых электронов и отжигом в атмосфере кислорода можно достичь снижения разброса пороговых полей переключения ячеек МОУТ и повышения быстродействия самого транспаранта. Для достижения требуемого эффекта транспаранты облучают быстрыми электронами энергии Ee = 4-7 МэВ при плотности потока цe = (2-6)•1012 см-2•с-1 до флюенса Фe = (1-5)•1016 см-2 (причем облучение проводят по всей поверхности транспаранта и с его нерабочей стороны), а после этого отжигают в атмосфере кислорода при температуре 150-300 єC в течение 1-2 часов (патент РФ №2150768). Предложенный способ обработки МОУТ позволяет понизить разброс порогового поля переключения ячеек на 23-26%, а время переключения транспаранта - 19-24%.

В основе способа подавления ЖЦМД и способа улучшения характеристик МОУТ лежат одни и те же эффекты. При интенсивном радиационном воздействии происходит существенный нагрев образцов. При этом начинают работать уже два фактора (радиация и температура), которые стимулируют диффузию ионов Ga3+ из подложки в тонкий слой магнитной пленки, прилегающий к переходному слою «пленка-подложка». Галлий, замещая железо в тетраэдрических позициях, снижает намагниченность в тонком слое. Образуется двухслойная пленка со 180є-й доменной границей. При этом домены в основном слое магнитной пленки каждого ЦМД (каждой ячейки МОУТ) уже содержат по две вертикальных блоховских линии, что существенно снижает энергию доменной границы и, как результат, выражается в уменьшении разброса полей коллапса ЦМД (полей переключения МОУТ).

Детальное изучение особенностей оптического поглощения в РЗГГ и монокристаллических ферритах-гранатах позволило разработать оптические неразрушающие методы экспресс-контроля качества настоящих материалов. Так, было обнаружено, что кристаллы галлиевых гранатов, содержащие в спектрах пропускания полосу дополнительного поглощения (ДП) в области 35500-25000 см-1 с максимумом при нmax = 29000 см-1, при воздействии ионизирующих излучений приобретают желтовато-коричневую окраску, что ограничивает их применение в качестве пластин-подложек для наращивания Bi-содержащих ЭМПФГ, предназначенных для работы в условиях радиационных воздействий. Такое ограничение обусловлено снижением магнитооптической добротности устройства по причине дополнительного оптического поглощения подложкой. Предложенный «способ оптического контроля качества кристаллов со структурой граната» (патент РФ №2093922) позволяет произвести экспресс-отбраковку пластин-подложек для наращивания ЭМПФГ, применяемых в производстве приборов оптоэлектроники, работающих в условиях радиационных воздействий.

Неразрушающую экспресс-отбраковку монокристаллов и эпитаксиальных пленок ферритов-гранатов можно проводить путем регистрации их спектров отражения в области 0,45-0,65 мкм. О непригодности данных материалов для производства приборов СВЧ-электроники и магнитооптики, требующих узкой ширины линии ФМР и минимального оптического поглощения, судят по наличию пика дополнительного поглощения с лmax = 0,555 мкм (патент РФ №2157576). Идея настоящего технического решения состоит в том, что наличие указанного пика в спектре отражения монокристаллического феррита-граната говорит о реализации механизма автокомпенсации ионов Pb, что всегда приводит к существенному уширению линии ФМР и интенсивному росту оптического поглощения. По интенсивности указанного пика отражения можно также вести оценку концентрации ионов свинца в монокристаллических ферритах-гранатах.

Понимание физической природы окраски, индуцируемой в кристаллах галлиевых гранатов кислородными вакансиями, позволило разработать «способ окрашивания вставок из ювелирных камней на основе оксидных кристаллов» (патент РФ №2081949). Сущность способа состоит в том, что производится отжиг вставок из ювелирных камней на основе оксидных кристаллов в специально сконструированных изделиях из корунда в атмосфере инертного газа при температуре 1400-16000С в течение 2-6 часов. Эффект «игры цвета», интенсивность окраски достигаются выбором внутренней формы корундового изделия, способом размещения окрашиваемого камня в последнем и регулировкой толщины окрашиваемого слоя.

Понимание (благодаря полученным в настоящей работе результатам исследований) природы высококоэрцитивного состояния в феррогранатовых гетерокомпозициях позволило разработать несколько уникальных технических решений, весьма полезных для магнитооптической записи информации.

Магнитооптический диск для записи, хранения и воспроизведения информации и способ его изготовления

Рабочая среда (магнитооптический слой) диска представляет собой поликристаллическую феррит-гранатовую пленку состава Y3-xBixFe5-yGayO12 (где x = 1,5 - 2,5; y = 0 - 1,5), причем рабочая среда, верхний и нижний диэлектрические слои находятся в электретном состоянии.

Способ получения магнитооптического диска указанной конструкции состоит в том, что диск с напыленными на стеклянную подложку со сформированными спиральнами канавками зеркальным слоем, нижним диэлектрическим слоем SiO2 толщины h = л/4, где л - длина волны света, магнитооптическим слоем состава Y3-xBixFe5-yGayO12 (где x = 1,5 - 2,5; y = 0 - 1,5) и верхним диэлектрическим слоем SiO2 толщины h = л/2, где л - длина волны света, обрабатывают в течение 5 - 15 часов в отрицательном коронном разряде при температуре 100 -300єС и токе короны Iк = 50 - 350 мкА.

Магнитооптический диск предложенной конструкции и способ его получения повышают: - на 40% - выход годных; - на 25% - стабильность эксплуатационных параметров дисков при работе в жестких условиях эксплуатации (при высокой влажности и температуре); - на 10% вероятность сохранения информации в процессе записи. На рис. 15 представлена схема установки для обработки МО-диска в отрицательном коронном разряде.

Рис. 15. Схема установки для обработки МО-диска в отрицательном коронном разряде

Устройство для обработки включает в себя: 1 - высоковольтный выпрямитель; 2 - коронирующий электрод; 3 - вращающуюся пластину-электрод; 4 - штатив; 5 - магнитооптический диск; 6 - высоковольтные соединительные провода; 7 - микроамперметр; 8 -киловольтметр; 9 - бокс для контроля условий обработки.

Термомагнитооптический способ записи информации и устройство для его реализации

Целью настоящего технического решения является:

1) Расширение функциональных возможностей способа путём его реализации в магнитооптических диэлектрических средах с одноосной анизотропией и низкой коэрцитивной силой.

2) Увеличение вероятности записи информации в точке компенсации.

3) Повышение надежности хранения информации.

Указанная цель достигается тем, что носитель информации обрабатывают при нормальных атмосферных условиях в отрицательном коронном разряде в течение 2-15 часов при токе короны 50-500 мкА.

На рис. 16 представлена блок-схема устройства для реализации термомагнито-оптического способа записи информации. Устройство включает в себя:

1 - магнитооптический материал (диск), в котором необходимо произвести запись информации; 2 - соленоид внешнего магнитного поля; 3 - фокусирующий объектив; 4 - зеркало; 5 - соленоид привода; 6 - оптический расщепитель; 7 - поляризатор; 8 - линзу; 9 - дифракционную решетку; 10 - полупроводниковый лазер; 11 - волновую пластинку; 12 - поляризационный расщепитель; 13 - цилиндрическую линзу; 14 - фотоприемник; 15 - высоковольтный выпрямитель; 16 - пластину-электрод, являющуюся одновременно дисководом; 17 - резиновый слой, покрывающий пластину-электрод; 18 - коронирующий электрод.

Рис. 16. Блок-схема устройства для реализации термомагнитооптического способа записи информации

Магнитооптический материал. Целью настоящего технического решения являлось создание на базе Bi-содержащей феррогранатовой гетерокомпо-зиции термомагнитооптического материала с высоким значением коэрцитивной силы Hc, а также повышение контраста записи.

В качестве такого материала предлагается эпитаксиальная плёнка (YBi)3(FeGa)5O12 : Ca 2+ (N Ca 2+ = 0, 1 - 0, 4 форм. ед.), выращенная на подложке немагнитного граната с высоким значением параметра решётки (например: (GdCa)3(GaMgZr)5O12, Ca3(NbLi)2Ga3O12, Ca3(NbMg)2Ga3O12, Ca3(NbGa)5O12).

Предложенный материал имеет коэрцитивную силу ~ (2,5 - 15,0) Э и позволяет получать методом термомагнитной записи высококонтрастные изображения.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

На основе комплексных исследований процессов дефектообразования и их влияния на важнейшие свойства феррит-гранатовых пленок и кристаллов галлиевых гранатов в работе решена поставленная проблема, касающаяся установления механизмов, определяющих специфику изменения магнитных, оптических и электрофизических свойств феррогранатовых гетерокомпозиций при воздействии г - квантов, быстрых электронов и отрицательного коронного разряда. В рамках решения этой проблемы в работе получены следующие важные научные и прикладные результаты.

1. Разработаны и защищены патентами и авторскими свидетельствами способы модификации и изменения физических свойств феррит-гранатовых пленок и кристаллов галлиевых гранатов, предназначенных для запоминающих устройств, функциональных устройств на МСВ, новых носителей информации, а также для подложек, лазерной техники и ювелирной промышленности.

2. Впервые установлена роль ионов Са2+ в формировании магнитных свойств феррит-гранатовых пленок и оптических свойств редкоземельных галлиевых гранатов. Выяснена роль кислородных вакансий и определена энергетическая структура их глубоких уровней.

3. Проведены комплексные экспериментальные исследования структуры и свойств феррит-гранатовых пленок и кристаллов галлиевых гранатов после воздействия г - облучения, быстрых электронов и коронного разряда, позволившие установить структуру наводимых радиационных дефектов и механизмы их образования. Показано, что наблюдаемые радиационно-стимулированные изменения структуры и свойств ЭМПФГ и РЗГГ, содержащих сверхстехиометрические («паразитные») ионы Са2+ обусловлены изменением зарядового состояния кислородных вакансий и генерацией дырочных центров О-, а изменения при обработке в коронном разряде - формированием в объектах исследования электретного состояния с проявлением гомо- и гетерозаряда.

4. Разработаны экспресс-методы контроля и отбраковки кристаллов-подложек галлиевых гранатов, а также монокристаллических кристаллов и пленок ферритов-гранатов для высокодобротных устройств магнитооптики и СВЧ-электроники. Разработаны оптические неразрушающие методы определения концентрации ионов свинца и туллия в монокристаллических ферритах-гранатах.

5. Впервые обнаружен гигантский рост коэрцитивной силы феррит-гранатовых гетерокомпозиций при их обработке в униполярном коронном разряде. Показана возможность реализации электретного состояния и его влияния на параметры доменной структуры. Изучена роль гигантского магнитоэлектрического эффекта в формировании магнитных свойств феррит-гранатовых пленок.

6. Разработаны физические основы записи информации с использованием электретного эффекта в тонких диэлектрических магнитных слоях. Разработаны магнитооптический диск для записи, хранения и воспроизведения информации и способ его изготовления, а также магнитооптический материал нового типа.

7. Предложены методы управляемого воздействия на эксплуатационные параметры феррит-гранатовых пленок, основанные на влиянии электронного и г - облучения на дефектную структуру, распределение и спиновое состояние катионов, локальную деформацию кристаллической решетки, вследствие инжекции зарядов в поверхностные слои пленок и формирования короноэлектретного состояния.

8. На примере феррит-гранатовых гетерокомпозиций заложены и развиты физические основы нового научного направления, - «электретные свойства магнитных диэлектрических слоев и частиц», дающего предпосылки создания целого класса приборов микро- и наноэлектроники, основанных на управлении магнитными характеристиками слоя путем изменения его электретного состояния.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ И РЕЗУЛЬТАТЫ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ В РАБОТАХ:

Монографии:

1. Костишин В.Г. Технология ферритовых материалов магнитоэлектроники/ Л.М. Летюк, В.Г. Костишин, А.В. Гончар. - М.: МИСиС, 2005. - 352 с.

2. Костишин В.Г. Тонкопленочные магнитные электреты./ Костишин В.Г., Шипко М.Н. - Иваново: ИГЭУ, 2009. - 195 с.

Публикации в ведущих рецензируемых научных журналах и изданиях, рекомендованных ВАК:

3. Костишин В.Г. и др. Эффект изменения диаметра ЦМД при адсорбции отрицательных ионов кислорода на поверхности феррит-гранатовых пленок / В.Г. Костишин, М.Н. Шипко, В.Х. Костюк, Е.Я. Подтяжкин // Журнал технической физики. - 1986. - Т. 56, №1. - С. 201-203.

4. Костишин В.Г. и др. Влияние коронного разряда на энергетический спектр глубоких уровней захвата в феррит-гранатовых пленках / В.Г. Костишин, В.Х. Костюк, Л.М. Летюк, М.Н. Шипко // Электронная техника. - Сер. Материалы. - 1987. - Вып. 4. - С. 32-34.

5. Костишин В.Г. и др. Исследование активных центров в феррит-гранатовых пленках с цилиндрическими магнитными доменами методом термостимулированных токов / В.Х. Костюк, В.Г. Костишин, Л.М. Летюк, Е.Я. Подтяжкин, М.Н. Шипко // Укр. Физ. Журн. - 1988. - Т. 33, №2. - С. 261-263.

6. Костишин В.Г. Влияние обработки в коронном разряде на параметры ячеистых структур для магнитооптического транспаратнта / А.Н. Ануфриев, В.Г. Костишин // Письма в ЖТФ. - 1989. - Т.15. - Вып. 13. - С.1-5.

7. Костишин В.Г. Влияние обработки в коронном разряде на форму петли гистерезиса эпитаксиальных пленок Bi-содержащих ферритов-гранатов / В.Г. Костишин, Л.М. Летюк // Журнал технической физики. - 1995. - Т. 65. - Вып. 7. - С. 179-183.

8. Костишин В.Г. и др Влияние технологических факторов на образование генетических и радиационных дефектов в эпитаксиальных феррит-гранатовых пленках (YSmLuCa)3(FeGe)5O12 / В.Г. Костишин, Л.М. Летюк, В.А. Мызина, С.Х. Батынов, В.В. Медведь // Известия вузов. Цветная металлургия. - 1996. - №4. - С. 61-66.

9. Костишин В.Г. и др. Радиационно-стимулированные изменения структуры и свойств эпитаксиальных монокристаллических пленок ферритов-гранатов (YSmLuCa)3(FeGe)5O12 / В.Г. Костишин, Л.М. Летюк, Е.А. Ладыгин, А.М. Мусалитин, Л.И. Лабед, В.И. Бузанов // Известия вузов. Электроника. - 1996. - №1-2. - С. 17-24.

10. Костишин В.Г. Радиационный контроль кристаллов-подложек для эпитаксиальных феррит-гранатовых пленок / В.Г. Костишин, Л.М. Летюк, О.Е. Бугакова // Физика и химия обработки материалов. 1996. - №3. - С. 5-7.

11. Kostishyn V.G. Hard bubble suppression in (Ca, Ge)-substituted magnetic epigarnets by high-dose gamma-irradiation / V.G. Kostishyn, L.M. Letyuk, A.G. Kirpenko, A.T. Morchenko, M.N. Shipko // J. Magn. and Magnet. Mater. - 1996. - V. 160. - Р. 365-366.

12. Kostishyn V.G. Mцssbauer conversive spectroscopy of radiation defects in gamma - irradiated magnetic garnets / V.G. Kostishyn, L.M. Letyuk, M.N. Shipko, V.D. Fedoriv // J. Magn. and Magn. Mater. - 1996. - V. 160. - P. 361-362.

13. Kostishyn V.G. Effect of Corona Discharge of Low Energy Jons on Structure and Properties of Magnetoelectronic Materials / V.G. Kostishyn, L.M. Letyuk, M.N. Shipko // JEEE Transactions on Magnetics. 1996. V. 32, №2. - P. 552-554.

14. Kostishyn V.G. Infuence of corona discharge on tye hysteresis loop of magnetic garnet films / V.G. Kostishyn, L.M. Letyuk, M.N. Shipko, A.G. Kirpenko // J. Magn. and Magnet. Mater. - 1996. - V. 160. - P. 363-364.

15. Костишин В.Г. и др. Радиационные центры окраски в монокристаллах Gd2.6Ca0.4Mg0.25Zr0.65Ga4.1O12.В.Г / Костишин, Л.М. Летюк, О.Е. Бугакова, Е.Р. Сендерзон // Неорганические материалы. - 1997. - Т. 33, №7 C. 853-857.

16. Kostishyn V.G. The Role of Technological Factors (Parameters of LPE) in Defect Generation and Formation of Properties of Magnetic Bubble Materials // V.G. Kostishyn, L.M. Letyuk, V.V. Medved, A.T. Morchenko, V.A. Myzina // J. PHYS IV FRANCE 7. - 1997. - P. C1-757 - C1-758.

17. Костишин В.Г. Влияние температуры роста на структуру и некоторые свойства эпитаксиальных пленок Y3Fe5O12 / В.Г. Костишин, В.В. Медведь, Л.М. Летюк // Неорганические материалы. - 1999. - Т. 35, №2. - С. 222-226.

18. Костишин В.Г. и др. Радиационно-стимулированные изменения магнитных свойств эпитаксиальных структур Bi - содержащих гранатов / В.Г. Костишин, Л.М. Летюк, Е.А. Зотова, Е.А. Ладыгин, А.М. Мусалитин, Е.В. Макаревская // Материалы электронной техники. 1999. - №1. - С. 45-48.

19. Костишин В.Г. и др. Мессбауэровская спектроскопия и некоторые оптические свойства эпитаксиальных пленок Y3Fe5O12 с различным содержанием ионов Pb / В.Г. Костишин, В.В. Медведь, Л.М. Летюк, М.Н. Шипко // Материалы электронной техники. - 2000. - №1. - С. 42-47.

20. Kostishyn V.G. Magnetic microstructure and properties of Y3Fe5O12 epitaxial films witn the various contents of Pb ions / V.G. Kostishyn, V.V. Medved, L.M. Letyuk / J. Magn. and Magn. Mater. - 2000. - V. 215-216. - P. 519-521.

...

Подобные документы

  • Характеристика кристаллической структуры оксида титана с точки зрения кристаллографических и кристаллофизических свойств. Расчет рентгенограмм для двух материалов: диоксида олова и теллурида свинца. Пиролитический и пьезоэлектрический эффект в кристаллах.

    курсовая работа [1,1 M], добавлен 24.06.2011

  • Изучение свойств графита и структуры однослойных нанотруб. Квантовые поправки к проводимости невзаимодействующих электронов. Эффекты слабой локализации в присутствии магнитного поля. Взаимодействие в куперовском канале в присутствии магнитного поля.

    дипломная работа [1,9 M], добавлен 20.10.2011

  • Изучение физических свойств и явлений, описывающих протекание электрического тока в газах. Содержание процесса ионизации и рекомбинации газов. Тлеющий, искровой, коронный разряды как виды самостоятельного газового разряда. Физическая природа плазмы.

    курсовая работа [203,2 K], добавлен 12.02.2014

  • Изучение понятия и свойств полупроводников. Квантовый размерный эффект электронов и дырок. Классификация многократно повторяющихся квантовых ям и сверхрешеток. Электрический транспорт: резонансное туннелирование через квантовую яму с двойным барьером.

    реферат [602,0 K], добавлен 06.06.2012

  • Понятие плазмы тлеющего разряда. Определение концентрации и зависимости температуры электронов от давления газа и радиуса разрядной трубки. Баланс образования и рекомбинации зарядов. Сущность зондового метода определения зависимости параметров плазмы.

    реферат [109,9 K], добавлен 30.11.2011

  • Изучение фотоэлектрических свойств полупроводников для выявления физических закономерностей в различных структурах. Полупроводниковые свойства хлопковых волокон. Рассмотерние особенностей сорта электрических свойств хлопковых волокон "Гульбахор".

    реферат [13,0 K], добавлен 22.06.2015

  • Дифракция быстрых электронов на отражение как метод анализа структуры поверхности пленок в процессе молекулярно-лучевой эпитаксии. Анализ температурной зависимости толщины пленки кремния и германия на слабо разориентированой поверхности кремния.

    курсовая работа [1,0 M], добавлен 07.06.2011

  • Описание структуры и параметров активированных кристаллов. Характеристики полиэдров Вороного-Дирихле. Исследование структуры и расчет параметров Джадда-Офельта для активированных кристаллов. Изучение структуры шеелитов методом пересекающихся сфер.

    дипломная работа [1,1 M], добавлен 20.07.2015

  • Изучение свойств пористых материалов. Исследование изменения диэлектрических характеристик и температуры фазового перехода сегнетовой соли и триглицинсульфата, внедрённых в Al2O3. Получение оксидных плёнок с нанометровыми порами анодированием алюминия.

    дипломная работа [3,2 M], добавлен 28.09.2012

  • Моделирование квантовохимическим методом MNDO/AM1 различных структурных форм полупроводникового полимера паратиоцианогена, анализ его структуры, электронных и спектрофизических характеристик, сравнение их с экспериментальными спектроскопическими данными.

    дипломная работа [1,5 M], добавлен 21.01.2016

  • Исследование импеданса водной суспензии нанопорошка железа посредством емкостной ячейки. Анализ частотной зависимости импеданса суспензии нанопорошка. Применение плазменного разряда для синтеза наноматериалов и создания технологии стерилизации воды.

    дипломная работа [888,8 K], добавлен 18.07.2014

  • Анализ физических свойств перовскитов, в которых сосуществуют электрическая и магнитная дипольные структуры. Общая характеристика пленок феррита висмута BiFeO3. Особенности взаимодействия электромагнитной волны и спиновой подсистемой магнитного кристалла.

    реферат [512,3 K], добавлен 20.06.2010

  • Описание двухступенчатого BOSH-процесса. Классификация электрических разрядов в газе. Способы создания разряда постоянного тока. Движение электрона в постоянном электрическом поле в вакууме. Зависимость типа разряда от частоты отсечки ионов и электронов.

    презентация [2,5 M], добавлен 02.10.2013

  • Разработка радиоизотопных, кремниевых источников питания. Изучение двух ступенчатых преобразователей. Описание различных полупроводниковых материалов для бетавольтаических преобразователей. Анализ энергии потерь электронов в полупроводниковой структуре.

    дипломная работа [1,4 M], добавлен 19.05.2015

  • Анализ противоречий в механизмах протекания электрического тока в проводниках. Обзор изменения состава и структуры поверхности многокомпонентных систем, механизма диффузии и адсорбции. Исследование поверхности электродов кислотных аккумуляторных батарей.

    контрольная работа [25,0 K], добавлен 14.11.2011

  • Изучение основных форм самостоятельного разряда в газе, влияние на электрическую прочность и электрическое поле разрядного промежутка основных свойств газа и геометрических характеристик. Использование данных закономерностей в электроэнергетике.

    лабораторная работа [274,1 K], добавлен 22.04.2014

  • Методика измерения магнитных свойств веществ в переменном и постоянном магнитном поле на примере магнитной жидкости. Исследование изменения магнитного потока, пронизывающего витки измерительной катушки при быстром извлечении из нее контейнера с образцом.

    лабораторная работа [952,5 K], добавлен 26.08.2009

  • Исследование классификации, структуры и вольтамперной характеристики тиристора, полупроводникового прибора, выполненного на основе монокристалла полупроводника. Изучение принципа работы, таблеточной и штыревой конструкции корпусов тиристорных устройств.

    курсовая работа [790,5 K], добавлен 15.12.2011

  • Исследование и физическая интерпретация соотношения, определяющего зависимость напряжения возникновения разряда от давления газа и межэлектродного расстояния. Возникновение коронного и дугового разрядов в газовом промежутке с плоским оксидным катодом.

    реферат [159,5 K], добавлен 30.11.2011

  • Электрические методы исследования электрофизических и фотоэлектрических свойств полупроводников. Метод нестационарной спектроскопии глубоких уровней, фотопроводимость. Шумовые свойства фоторезисторов при совместном действии напряжения и фоновой засветки.

    дипломная работа [1,1 M], добавлен 02.10.2015

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.