Электрические свойства гранулированных нанокомпозитов

Ремизов, Алексей Николаевич

Электрические свойства гранулированных нанокомпозитов тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.07 ВАК РФ

Ремизов, Алексей Николаевич АВТОР

кандидата физико-математических наук УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ

Воронеж МЕСТО ЗАЩИТЫ

2004 ГОД ЗАЩИТЫ

01.04.07 КОД ВАК РФ

Диссертация по физике на тему «Электрические свойства гранулированных нанокомпозитов»

Автореферат диссертации на тему "Электрические свойства гранулированных нанокомпозитов"

На правах рукописи

РЕМИЗОВ Алексей Николаевич

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ГРАНУЛИРОВАННЫХ НАНОКОМПОЗИТОВ (Ре45Со452г1о)х (8Ю2)юо-х И (Ре45Со45гг1о)х(А12Оз)1оо-х

Специальность 01.04.07 - Физика конденсированного

состояния

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Воронеж - 2004

Работа выполнена в Воронежском государственном техническом

университете

Научный руководитель доктор физико-математических наук,

профессор Калинин Юрий Егорович

Официальные оппоненты доктор физико-математических наук,

профессор Дрожжин Александр Иванович;

кандидат физико-математических наук, Соловьев Александр Семенович

Ведущая организация Воронежский государственный университет

Защита состоится 16 марта 2004 года в 14 — часов в конференц-зале на заседании диссертационного совета Д 212.037.06 Воронежского государственного технического университета по адресу: 394026, Воронеж, Московский просп. 14 .

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Воронежского государственного технического университета.

Автореферат разослан февраля 2004

года.

Ученый секретарь диссертационного совета

Горлов МИ.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ»

Актуальность темы

Одним из перспективных направлений в развитии физики конденсированного состояния является исследование композиционных наномате-риалов металл-диэлектрик. Это связано как с научной точки зрения, так и с широкими возможностями практического применением таких систем. Научный интерес к нанокомпозитам обусловлен тем, что малый размер частиц приводит к появлению уникальных физических, химических и других свойств, которые не получили достаточно убедительной физической трактовки. В частности, гранулированные композиты ферромагнитных наночастиц в диэлектрической матрице обладают рядом физических свойств, отличающих пх от обычных материалов: гигантским магнито-сопротивлением, хорошей поглощающей способностью электромагнитного излучения в СВЧ - диапазоне, возможностью изменения величины удельного электрического сопротивления в широких пределах и др.

Практический интерес к нанокомпозитам обусловлен перспективами применения их при разработке защитных покрытий от электромагнитного излучения, при использовании в высокоомных резисторах и для других целей. В последние годы для создания головок магнитной записи широко используются аморфные магнитно-мягкие сплавы на основе железа и кобальта. Введение таких сплавов в диэлектрическую матрицу расширяет частотный диапазон таких устройств.

Большинство аномалий физических свойств наблюдается в композитах с концентрацией металлической фазы вблизи порога перколяции, когда металлические наночастицы формируют проводящую кластерную структуру в диэлектрической матрице. Поэтому получение и исследование электрических свойств аморфных нанокомпозитов на основе ферромагнитных сплавов в диэлектрической матрице является одной из интересных и актуальных задач физики конденсированного состояния, так как позволяют установить влияние условий получения при конденсации из паровой фазы на механизмы электрической проводимости и получить дополнительную информацию о строении твердых тел с неупорядоченной структурой.

Тематика данной диссертации соответствует "Перечню приоритетных направлений фундаментальных исследований", утвержденных Президиумом РАН (раздел 1.2 — «Физика конденсированных сред», подраздел 1.2.5 -"Физика твердотельных наноструктур, мезоскопика"). Работа является частью комплексных исследований, проводимых на кафедре физики твердого тела Воронежского государственного технического университета по госбюджетным НИР ГБ 2001.23 "Синтез, структура и.физические свойства перспективных материалов электронной техники и ГБ 1.4.03 «Природа электронного транспорта в твердотельных гетероструктурах с различной размерностью».

Цель и задачи исследования

Экспериментально исследовать влияние состава, структуры, условий получения и термообработки композитов на основе аморфных магнитно-мягких сплавов Со45рв452гю в матрице из БЮ2 и А12Оз на механизмы электропроводности в широком интервале концентраций и температур.

Для достижения указанной цели были сформулированы следующие задачи:

изучить механизмы электропроводности композитов (СО45ре452г,0)х(8Ю2)100-ж И (С045ре452Г1о)х(Л]2Оз)Юо.х В широком диапазоне температур и концентраций;

• определить термическую устойчивость аморфного состояния исследуемых композитов;

• исследовать влияние термической обработки на электрические свойства композитов и среднее число локализованных состояний между гранулами в диэлектрической матрице.

Научная новизна В работе:

1. Изучена термическая устойчивость наноструктуры гранулированных композитов (Со45ре45&1о)х(8Ю2)1оо-х и(Со45ре457г,о)х(А12Оз),оо-х- Показано, что процесс кристаллизации аморфной структуры наблюдается в области температур Тх « 873 К дця композитов (Со45ре45&1о)х(8Ю2)1оо_х иТ,« 923 К -для (СО45ре452г10)х(А12Оз)100-х-

2. Исследованы механизмы переноса заряда в композитах в области температур 78 — 300 К. Установлено, что при содержании металлической фазы X < 43 ат. % для композитов (Со45ре452гю)х(8Ю2)1оо-х и X < 41 ат. % для композитов (Со45ре452г10)х(А12Оз)1оо.х в области низких температур (77 - 190 К) доминирующим механизмом переноса заряда является прыжковый механизм проводимости с переменной длиной прыжка по локализованным состояниям вблизи уровня Ферми. Дальнейшее повышение температуры сопровождается сменой механизма проводимости от закона Мотта: 1п(<т) сс (1 /Т)" к зависимости, в которой 1п(а) ос (1/Т)1/2.

3. Используя модель неупругого резонансного туннелирования через цепочку локализованных состояний диэлектрической матрицы, найдено среднее число локализованных состояний между металлическими гранулами, участвующих в процессе переноса заряда для композитов (Со45Ре452Г]о)х(5Ю2)1оо-х и (Со43Ре43гГ|о)х(А12Оз)юо,х- Установлено, что с увеличением доли металлической фазы в составе композиции среднее число локализованных состояний уменьшается.

4. Впервые изучено изменение среднего числа локализованных состояний после изотермического отжига. Показано, что термическая обработка исследованных композитов приводит к уменьшению среднего числа локализованных состояний.

Практическая значимость работы

Получены новые гранулированные аморфные нанокомпозиты, которые обладают высоким значением гигантского магнитосопротивления, что может быть использовано при разработке датчиков магнитного поля, считывающих магнитных головок и других магнитных устройств твердотельной электроники.

Исследования электрических свойств показали, что изменением состава, условий напыления и последующей термической обработки можно управлять величиной удельного электрического сопротивления композитов в широких пределах и использовать полученные композиты в качестве высокоомных резистивных покрытий. Нанокомпозиты вблизи порога перколяции имеют низкий температурный коэффициент удельного электрического сопротивления.

Основные результаты и положения, выносимые на защиту

1.В области темпе К ля ком (£o4§>Fe&Ziifo)x(Si©2)ieo_xH

происходит кристаллизация аморфной структуры, приводящая к изменению величины электрического сопротивления.

2. Основными механизмами проводимости в области низких температур для гранулированныхкомпозитов (Co4sFe45Zij0)x(Si02)ioo-x и

являются неупругое резонансное туннели-рование и прыжковый механизм переноса заряда с переменной длиной прыжка по локализованным состояниям в диэлектрической матрице.

3. Термическая обработка композитов, расположенных до порога протекания, сопровождается ростом величины удельного электрического сопротивления и снижением среднего числа локализованных состояний в диэлектрической матрице между металлическими гранулами.

4. Модель изменения среднего числа локализованных состояний в диэлектрической матрице, связанная с распадом дефектов аморфной структуры на простые и миграцией последних к границе раздела гранула-матрица.

Апробация работы Основные положения и научные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на научных семинарах кафедры физики твердого тела Воронежского государственного технического университета, а также на международной школе - семинаре «Нелинейные процессы и проблемы самоорганизации в современном материаловедении» (Воронеж, 2000 г.); на международной школе - семинаре «Нелинейные процессы в дизайне материалов» (Воронеж, 2002 г.); на XVIII международной школе - семинаре «Новые магнитные материалы микроэлектроники» (Москва, 2002 г.); на Международной конференции «Moscow international symposium on magnetism MISM'2002» (Москва, 2002 г.); на IV Международной научно-технической конференции «Электроника и информатика 2002» (Зеленоград, 2002 г.); на 5-

ой научной молодежной школе «Микро- и наносистемная техника» (Санкт-Петербург, 2002 г.).

Публикации

По теме диссертации опубликовано 3 научные статьи и 6 тезисов докладов на российских и международных конференциях.

Личный вклад автора

Автором выполнены все измерения удельного электрического сопротивления полученных композитов от состава и температуры. Им проведена обработка экспериментальных результатов средствами вычислительной техники. Автор также принимал участие в разработке программного обеспечения для измерения температурных зависимостей электрической проводимости, участвовал в обсуждении результатов эксперимента и подготовке научных публикаций для печати.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность работы, сформулированы цели и задачи исследования, показаны научная новизна и практическая ценность работы, сформулированы основные результаты и положения, выносимые на защиту, приведены сведения об апробации результатов работы, публикациях, личном вкладе автора, структуре и объеме диссертации.

В первой главе сделан литературный обзор по теме диссертации. Рассмотрены основные методы получения гранулированных композитов металл-диэлектрик. Показано, что, используя ионно-плазменное или реактивное распыление мишеней, можно получить гранулированные структуры при соблюдении определенных требований к распыляемым материалам. Структура композитов металл-диэлектрик, полученных методами напыления, представляет собой металлические гранулы нанометрового размера, хаотично распределенные в аморфной диэлектрической матрице. При повышении температуры подложки, на которой происходит формирование композита, наблюдается увеличение среднего размера гранул. Отжиг полученных композитов также приводит к увеличению размеров гранул.

Приведены результаты исследования композитов, содержащих гранулы из ферромагнитных материалов (Со, Fe). Показано, что порог перколяции композитов разбивает концентрационный диапазон на две области: до порога протекания основной вклад в электрическую проводимость вносит диэлектрическая матрица композитов, после порога в композитах доминирует металлическая проводимость.

Рассмотрены электрические свойства композитов с кристаллическими наночастицами металла в диэлектрической матрице и известные модели электропроводности для составов, находящихся до порога протекания,:

туннелирование электронов между соседними гранулами (модель Шенга-Абелеса), прыжковая проводимость по локализованным состояниям вблизи уровня Ферми с переменной длиной прыжка (модель Мотта), и после порога протекания (металлическая проводимость).

Вторая глава содержит описание объектов исследования и методик проведения эксперимента. Исследуемые композиты (Со45ре452г10)х(5102)юо-х и

были получены в виде пленок толщиной 3-5 мкм с помощью ионно-лучевого распыления составных мишеней. Для распыления применялась оригинальная конфигурация навесок, позволяющая в одном процессе напыления (в одних и тех же условиях) получать композиты с разным соотношением металлической и диэлектрической фаз.

Проведение изотермических отжигов композитов вплоть до температуры 800 °С осуществлялось в вакууме 10"4 Торр. Измерение концентрации химических элементов, входящих в состав сплава, проводилось методом электронно-зондового рентгеноспектрального микроанализа. Структура композитов в исходном состоянии исследовалась с помощью просвечивающей электронной микроскопии. Образцы для электронно-микроскопических исследований толщиной не более 100 нм получали в тех же условиях, что и «толстые» пленки, но за более короткое время напыления. Для измерения температурной зависимости электрического сопротивления использовались напыленные на ситалловую подложку образцы шириной 2 мм и длиной 9 мм.

Измерения удельного электрического сопротивления проводились с использованием 2-х зондового потенциометрического метода. Для исследования свойств композитов в интервале температур 77-300 К использовался криостат. Электрическое сопротивление в температурном диапазоне 300-1023 К было измерено методом электрического импеданса с использованием моста переменного тока Ф578 на частоте 1000 Гц. Контроль температуры осуществлялся при помощи термопары хромель - алюмель и вольтметра В7-21. Абсолютная погрешность измерения температуры составляла ± 1 К. Относительная погрешность измерения электрического сопротивления при использованием моста Ф578 составляла 0,5 %.

Третья глава посвящена изучению структуры и электрических свойств нанокомпозитов (Со45Ре452г1о)х(8Ю2)1оо-х и (Со45ре452Г|о)х(А12Оз)1оо-х-

Изучение структуры полученных аморфных нанокомпозитов методом электронной просвечивающей микроскопии выявило у них фрагменти-рованную структуру с распределенными компонентами аморфных металлических сплавов в диэлектрической матрице.

С помощью 2-х зондового потенциометрического метода были получены концентрационные зависимости удельного электрического сопротивления для композитов в исходном состоянии, а также после термической обработки при Т = 400 °С в течении 30 мин.

На рис. 1 представлены зависимости удельного электрического сопротивления гранулированных композитов (Со45ре453гю)х(8Ю2)юо-х от концентрации металлической фазы. В исходном состоянии при изменении величины X от 28 до 64 % электрическая проводимость систем изменяется более, чем на 3 порядка (кривая 1). После термообработки наблюдается

заметное разделение электрической проводимости при X ~ 43 ат. % на диэлектрическую и металлическую области (кривая 2), что характерно для перколяционных систем. При этом термообработка композитов приводит к увеличению электрического сопротивления для составов, находящихся до порога протеканияЛ и к его уменьшению - за порогом протекания.

Замена диэлектрической матрицы БЮ^ на А^Оз сопровождается общим снижением удельного электрического сопротивления композитов во всем диапазоне концентраций и смещением порога перколяции в сторону меньших концентраций металлической фазы (X «41 ат. %).

По сравнению с композитами, полученными в «чистом» вакууме, введение в вакуумную камеру кислорода приводит к увеличению удельного электрического сопротивления композитов для всех исследованных концентраций. Однако наибольшее увеличение характерно для композитов, расположенных до порога перколяции. Причем термический отжиг полученных композитов при Т = 400 °С в течение 60 мин приводит к еще

более высокому росту удельного электрического ч сопротивления во всем диапазоне концентраций. Вероятнее всего, в процессе осаждения металлических гранул и в процессе термообработки вокруг них формируется диэлектрическая «оболочка» из окислов металлов, возникающая вследствие наличия атомов* кислорода в распылительной камере, которая и является причиной высокого удельного электрического сопротивления композитов, концентрации которых лежат за порогом протекания. Также наблюдается смещение порога перколяции в сторону больших концентраций металлической фазы (для композита (Со45ре452Г)о)х(А120з)юо_х к концентрации Хс ~ 44 ат. %).

Анализ полученных результатов свидетельствует о том, что состав диэлектрической матрицы оказывает значительное влияние на величину удельного электрического сопротивления исследуемых гранулированных композитов металл-диэлектрик.

Для изучения термической устойчивости аморфного состояния нанокомпозитов были измерены температурные зависимости электрической проводимости. Зависимости р(Т) композитов можно разделить на две характерные группы. В одной группе композитов с содержанием металла до 41.3 ат. % в интервале температур от комнатных до 700 К удельное электрическое сопротивление слабо изменяется, а в области более высоких температур наблюдается его заметный рост до температуры кристаллизации аморфной структуры (Тх » 873 К) с последующим небольшим понижением. В другой группе композитов, когда содержание металла превышает 43 ат. %, удельное электрическое сопротивление незначительно понижается во всем диапазоне температур с более резким спадом в области температур кристаллизации.

Такое различие в поведении композитов указывает на разные механизмы переноса заряда в этих группах, которые существенно отличаются по структуре. Если в первой группе композитов с малым содержанием металла металлические включения полностью изолированы друг от друга, то перенос заряда осуществляется путем электронного туннелирования между металлическими гранулами, располагающимися в диэлектрической матрице, а также путем прыжков электронов- по локализованным- состояниям в диэлектрической фазе. Величина удельного электрического сопротивления таких композитов определяется составом и структурным состоянием диэлектрической матрицы. При повышении температуры изменяется структурное состояние композита, связанное с дальнейшим расслоением фаз и релаксационными изменениями диэлектрической матрицы в пределах аморфного состояния, что сопровождается ростом удельного электрического сопротивления вплоть до температуры кристаллизации.

Для композитов второй группы, с концентрацией металлической фазы более 43 ат. %, перенос заряда осуществляется по аморфной металлической фазе, образующей непрерывную сетку включений в диэлектрической

матрице. Величина удельного электрического сопротивления композита в этом случае определяется концентрацией металлической фазы, структурой металлической фазы и композита в целом. Повышение температуры приводит к снижению у таких композитов величины удельного электрического сопротивления, характерному для аморфных металлических сплавов.

Для композитов (Co4SFe45Zr,0)x(Al203)ioo-K также, как и для композитов с диэлектрической матрицей из SiO2, зависимости р(Т) составов с содержанием металла до порога протекания в интервале температур от комнатных до 750 К слабо изменяются, а в области более высоких температур наблюдается заметный рост до температуры кристаллизации аморфной структуры (Тх « 923 К) с последующим небольшим понижением. В кристаллическом состоянии такие композиты имеют отрицательный ТКС.

При содержании металла больше 40.8 ат. %, удельное электрическое сопротивление незначительно понижается во всем диапазоне температур с более резким спадом в области температуры кристаллизации. Перенос заряда в композитах данного состава осуществляется по аморфной металлической сетке и в кристаллическом состоянии они имеют положительный ТКС.

С учетом температурных зависимостей электрического сопротивления был рассчитан ТКС при комнатной температуре для. составов (Co45Fe45Zrl0)4S(SiO2)52 (ао=11.8*10ч), (Co45Fe45Zrl0)40.8(Al2O3)59.2 (а^З.З^О"4) и Полученные значения ТКС явля-

ются сопоставимыми с величинами ТКС известных резистивных материалов. Низкие значения ТКС данных композитов позволяют в перспективе использовать полученные составы в качестве высокоомных резистивных покрытий.

Ранее проведенные экспериментальные и теоретические работы показали, что в гранулированных нанокомпозитах металл-диэлектрик в области низких температур основными механизмами электрической проводимости являются: прыжковый с переменной длиной прыжка по локализованным состояниям вблизи уровня Ферми и (или) туннелирование электронов между металлическими гранулами. При этом в первом случае lnfo> ос П/ТУ'4, а во втором 1п(а) ос(1/Т)1/2.

Для определения механизмов электрической проводимости в композитах и были исследованы температурные зависимости удельного электрического сопротивления» в интервале температур 78-300 К и перестроены в координатах 1п(ст/ао) « (1/Т)|/4 и 1п(о/сто) °с(1/Т)1/2 , где Сто — величина электрической проводимости при комнатной температуре. Результаты низкотемпературных исследований показали, что для всех исследованных композитов как на зависимостях ln(cr/(Jo) « (1/Т),/4, так и 1п(ст/сГо) (1/Т)|/2 при температуре 180 ± 10 К наблюдается заметный излом, свидетельствующий о смене механизма электрической проводимости. При* этом установлено, что полученные

-Г-1/4

зависимости лучше спрямляются в координатах т в низкотемпературном

т-1/2

интервале и в координатах Т в интервале от точки излома до комнатной температуры, как показано на рис. 2 для композитов (Со45ре4$2гю)х(8102)юо-х-а/в с/а

Рис. 2. - Температурные зависимости логарифма электрической проводимости в координатах Тт (а) и Т""4 (б) для композитов (Со45ре432г,0)х(51О2)100-х при разных концентрациях металлической фазы х

ат.%:

1 -23; 2-28; 3 -34; 4-41.3

Справедливость закона Мотта в интервале температур 80-180 К свидетельствует о том, что диэлектрическая матрица имеет большое количество структурных дефектов и в исследуемых композитах доминирует перенос заряда путем прыжковой проводимости электронов с переменной длиной прыжка по локализованным состояниям вблизи уровня Ферми.

Наличие локализованных состояний в диэлектрической матрице должно оказывать влияние на механизм проводимости и в более высокотемпературном интервале, когда энергия фононов начинает оказывать доминирующее влияние на перенос заряда путем туннелирования, где выполняется закон 1п(ст) ос (1/Т)1Л. Поэтому для описания температурных зависимостей электрической проводимости в этом температурном интервале была использована модель неупругого резонансного туннелирования [1], когда электропроводность осуществляется по конечному числу каналов со средним значением локализованных состояний <п> и определено их число по методике, разработанной к.ф.-м.н. Луцевым Л.В [2]. Согласно этой модели температурная зависимость проводимости в канале, содержащем п локализованных состояний, имеет степенной вид

где а - радиус локализованного состояния; 1 - среднее расстояние между гранулами; у„ = п — 2/(п+1); Р„ = 2п/(п+1); Р - коэффициенту Л - константа деформационного потенциала; ро - плотность вещества матрицы; с — скорость звука; £ - плотность локализованных состояний; Е — глубина залегания локализованного состояния в области барьера. Средняя электрическая проводимость между гранулами определяется суммой проводимостей по нескольким каналам

г> = £

(2)

В гранулированной структуре ниже перколяционного порога общая проводимость структуры а определяется туннельной проводимостью между гранулами а^, или, если гранулы образуют ограниченные проводящие кластеры, то проводимостью кластеров и проводимостью между кластерами. Так как проводимость кластеров значительно выше туннельной проводимости, то в первом приближении полагают, что наибольший вклад в проводимость а гранулированной структуры (2) дает одно слагаемое - а„, в

температурном интервале [Т„, Тци]. При этом электрическая проводимость будет иметь степенную зависимость от температуры, которая определяется - усредненным по всей структуре числом локализованных состояний в туннельных каналах между гранулами, а температурная зависимость электрической проводимости описывается формулой

(3)

Аппроксимируя полученные экспериментальные кривые с(Т) степенными зависимостями с показателем степени у и учитывая (1), среднее число локализованных состояний между гранулами, принимающих участие в электронном транспорте через гранулированную структуру при данной температуре было определено как [2]:

<")=у[г-1+(Г2 + 2г + 9)1/2]-

(4)

С учетом (1) для выявления степенного закона были построены относительные зависимости (где - величина

электрической проводимости при комнатной температуре и То = 300 К) для композитов (Со45ре4з2г10)х(55О2)100-х (рис.3) и (Со45ре452г1о)х(А120з)1оо.х.

Анализ полученных экспериментальных зависимостей показал, что в довольно широком интервале температур (там, где выполняется закон 1п(сг) ос (1/Т)1/3) эти зависимости удовлетворяют степенному закону. Это позволяет определить величину степени /температурных зависимостей проводимости и рассчитать среднее число локализованных состояний (п) в туннельных каналах между изолированными проводящими кластерами в зависимости от концентрации гранул по формуле (3).

Результаты расчета показали, что с увеличением доли металла в составе композита среднее число локализованных состояний между гранулами уменьшается как для композитов(Со45ре452Г)о)х(8Ю2)1оо-х, так и

причем для образцов такая

зависимость практически линейна. В процессе получения образцов происходит окисление металлических гранул, что приводит к недостатку атомарного кислорода в диэлектрической матрице и преобладанию соединения SiOn, где п в зависимости от состава композита может принимать значения меньше двух. В области высоких концентраций диэлектрического компонента для композитов с матрицей из БЮг значения <п> незначительно выше, чем для тех же составов с матрицей из А12Оз. Это, вероятно, свидетельствует о том, что диэлектрическая прослойка из более

дефектна вследствие более высокой валентности кремния по сравнению с алюминием. Следовательно, в аморфной диэлектрической матрице имеется огромное количество дефектов, на которых может быть локализован электрон при низких температурах.

Если причиной образования локализованных состояний являются дефекты структуры аморфной диэлектрической матрицы, то термическая обработка должна снизить их количество. Для подтверждения этой гипотезы была проведена серия изотермических отжигов в вакууме ~ 10"4 Торр в течение 30 минут при температурах Т = 293-893 К.

Зависимости среднего числа локализованных состояний <п> от температуры изотермических отжигов композитов (Со45ре4з2гю)х(8Ю2)юо-х. определенные для разных составов, представлены на рис. 4.

Из рисунка видно, что среднее число локализованных состояний между гранулами <п> уменьшается с ростом температуры отжига. Характерной особенностью композитов с концентрацией металлической фазы х < 30 ат. % является наличие на кривых в районе Т ~ 573-623 К максимума или перегиба, что указывает на присутствие двух релаксационных процессов. Один, из них ведёт к возрастанию среднего числа локализованных состояний <п>, а второй - к уменьшению <п>. Если процесс уменьшения <п> определяется расстоянием между гранулами, от которого

.0"]_._1_I_I_I_I • ■ ■_I_• ' ■ '_. I

'-0,1 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7

ИТут)

Рис. 3 - Относительные температурные зависимости электрической проводимости композитов (СО45ре45гГ10)х(8Ю2),00-х в исходном состоянии при разных концентрациях металлической фазы х ат.%: 1 -23;2-28;3 -34; 4-41.3

<п>

-1-1-■-1-■-1-1-1 ■-1---1---1—

200 ЗОО 400 500 600 700 вОО 900

Т.к

Рис. 4 - Зависимости среднего числа локализованных состояний между гранулами композита (Со45ре452г1о)х(5Ю2)1оо-х от температуры изотермических отжигов в течение 30 мин при различных концентрациях металлической фазы х, ат.% 1 -23;2-28;3-34;4-41.3

зависит длина диффузии дефектов до их исчезновения на границе металл-диэлектрик, то можно предположить, что он связан с отжигом дефектов структуры аморфной матрицы, ответственных за локализованные состояния.

В случае кристаллических твердых тел под дефектом понимают любое нарушение структуры идеальной кристаллической решетки. По аналогии в аморфных твердых телах для определения дефектов вводят понятие «идеальной аморфной структуры» [3]. Поскольку для аморфных твердых тел отсутствует дальний порядок, но есть ближний, то за «идеальную аморфную структуру» принимают такую, в которой нет нарушений ближнего порядка. Нарушения ближнего порядка представляют собой дефекты аморфной структуры.

Основными параметрами ближнего порядка обычно считают координационное число и межатомные расстояния, которые определяются типом химических связей между соседними атомами, т.е. характером сил взаимодействия. В ковалентно-связанных структурах координационное число Ъ определяется валентностью атомов и, как правило, имеет значения от 1 до 4. При совпадении значения валентности атома Ъу с максимальным значением координационного числа Ъ (например, в аморфном кремнии) идеальной аморфной структурой будет такая, в которой для всех атомов 2у Ъ=0 и все атомы связаны друг с другом химическими связями. Полагая, что валентность Ъу имеет целочисленные значения, за простейший дефект в ковалентно-связанных структурах принимается ненасыщенная связь. Введением в такую идеальную структуру ненасыщенных связей, можно получить более сложные дефекты аморфной структуры, по числу которых их классифицируют, т.е. дефекты с Ъ=3,2,1,0. Дефект с Ъ=0 является аналогом междоузлия кристаллической решетки и означает, что данный атом не связан химическими связями со всеми его соседями, которые имеют насыщенные ковалентные связи и не могут быть связаны с дефектным атомом. Дефект аморфной структуры с Ъ=1 также более похож на междоузлие. Дефект с Ъ=2 похож как на междоузлие, так и на вакансию, Дефект с Ъ=3, представляющий простейший для такой структуры, более похож на вакансию. Таким образом, переход от Ъ=0 к Ъ=3 означает плавное изменение типа дефекта от межузельного до вакансиоподобного. Случай Ъ=4 соответствует бездефектной структуре. Таким образом, дефекты аморфной структуры оказываются более разнообразными, чем в кристаллической решетке и могут быть простыми (типа единичных ненасыщенных связей) и более сложными, включающих несколько ненасыщенных связей.

Отжиг дефектов аморфной структуры при низких температурах термообработки может осуществляться путем распада на простейшие и их миграции к границе раздела гранула-матрица. При низких температурах процесс распада сложных дефектов на простые будет доминирующим, что и сопровождается небольшим увеличением среднего числа локализованных состояний <п>. При увеличении температуры отжига возрастает скорость

миграции дефектов к границам раздела и среднее число локализованных состояний <п> уменьшается. С увеличением доли металла в композите среднее расстояние между гранулами уменьшается, что сопровождается снижением среднего числа локализованных состояний, и приводит к доминирующему влиянию процесса миграции дефектов, поэтому максимум-на зависимости <п> - Т перерождается в перегиб.

Для композитов (Со45ре452гю)х(А120з)юо.х всех концентраций металлической фазы термообработка при температурах до 550 К также приводит к снижению среднего числа локализованных состояний между гранулами. Однако у композитов с концентрацией металлической фазы X < 37 ат. % при повышении температуры отжига также наблюдается рост <п>. Такое поведение на зависимостях <п>~ T указывает на присутствие двух релаксационных процессов. Один, из них ведёт к возрастанию среднего числа локализованных состояний <п>, а второй - к уменьшению <п>. Можно предположить, что процесс уменьшения <п> также как и для композитов с матрицей из SiO2 связан с отжигом дефектов аморфной матрицы, ответственных за локализованные состояния. В некотором интервале температур отжига процесс распада сложные дефектов на простые будет доминирующим, что и сопровождается небольшим увеличением среднего числа локализованных состояний <п>. В отличие от композитов

этот процесс происходит при более высоких температурах, что, вероятно, связано с различием в валентности кремния и алюминия.

Таким образом, термическая обработка композитов, расположенных до порога протекания, сопровождается снижением среднего числа локализованных состояний в диэлектрической среде между металлическими гранулами и зависит от типа диэлектрической матрицы.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Методом ионно-лучевого - распыления получены композиты (Со43Ре452г10)х(51О2)|00.х и (Сс^Ре^г^ПАЬОзХсю-х, представляющие гетерогенные системы из аморфных металлических гранул размером 2-5 нм, хаотично распределенных в диэлектрической матрице.

2. Экспериментально исследованы зависимости электрической проводимости от концентрации металлической фазы, подтверждена справедливость теории перколяции для исследованных наноком-позитов и определены концентрации компонентов, соответствующие порогу протекания, который для композитов (Со45ре452г1о)х(5Ю2)1оо-х - Хс « 43 ат.%, а для композитов (Со45Ре432г,о)х(А1203)|0о.х -Хс«41ат. %.

3. Исследованы температурные зависимости удельного электрического

СОПрОТИВЛеНИЯ ДЛЯ КОМПОЗИТОВ (С045ре452Г1о)х(8Ю2)юо.х и

(Со45ре452гюХ(АЬОз)ют-*- Установлено, что для композитов до порога перколяции задолго до температуры кристаллизации наблюдается сильный рост удельного электрического сопротивления с температурой, связанный с объединением металлических гранул, увеличением диэлектрической прослойки между ними и снижением среднего числа локализованных состояний между гранулами. Для композитов за порогом перколяции электрическое сопротивление уменьшается с ростом температуры за счет образования дополнительных проводящих металлических каналов и релаксации аморфной структуры металлической фазы. Изучена термическая устойчивость аморфного состояния данных композитов. Показано, что в области температур Тх « 873 К для композитов

(Со45ре452г10)х(8Ю2)100.х и Тх и 923 К для (Со45ре452г,о)х(А12Оз)юо-х

происходит кристаллизация аморфной структуры.

4. В области низких и умеренных температур исследованы механизмы электрической проводимости в гранулированных аморфных нано-композитах (Со45ре452г1о)х(8Ю2)1оо-х и (Со45ре452гю)х(А120з)1оо.х. Показано, что при содержании металлической фазы X < 43 ат. % для композитов (Со45ре457г10)х(8Ю2),оо.х и X < 41 ат. % для композитов (Со45ре452гю)х(А12Оз)1оо-х в области низких температур (77 - 180 К) доминирующим механизмом переноса заряда является прыжковый механизм проводимости по локализованным состояниям диэлектрической матрицы вблизи уровня Ферми с переменной длиной прыжка. Дальнейшее повышение температуры сопровождается сменой механизма проводимости от закона Мотта: 1п(а) ос (1/Т)"4 к зависимости, в которой 1п(ст) ос (1/Т)"2.

5. Используя модель неупругого резонансного туннелирования, для

КОМПОЗИТОВ (СО45ре43&]0)х(5Ю2)100.х и (С045ре452г,о)х(А12Оз),оо.х

найдено среднее число локализованных состояний в диэлектрической матрице между металлическими гранулами, участвующих в электронном транспорте, и его зависимость от температуры изотермических отжигов. Установлено, что с увеличением температуры термообработки происходит снижение среднего числа локализованных состояний в диэлектрической матрице. Для высокоомных составов композита после термообработки

при температуре 550 К наблюдается увеличение среднего числа локализованных состояний между гранулами, которое связывается с процессом распада сложных дефектов в матрице БЮ,, на простые.

6. Предложена качественная модель, основанная на переключении химических связей и позволяющая объяснить изменение среднего

числа локализованных состояний в диэлектрической матрице между металлическими гранулами в результате термической обработки.

Цитируемая литература

1. Глазман Л.И., Матвеев К.А. Неупругое туннелирование через тонкие аморфные пленки //ЖЭТФ.-1988.-Т.94, вып.6.-С.332-343.

2. Луцев Л.В., Калинин Ю.Е., Ситников А.В., Стогней О.В. Электронный транспорт в магнитном поле в гранулированных пленках аморфной двуокиси кремния с ферромагнитными наночастицами // ФТТ.-2002.-Т.44, вып. 10.-С .1802-1810.

3. Закис Ю.Р. Дефекты в стеклообразном состоянии вещества. - Рига: Зинатне, 1984.-202 с.

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

L Калинин Ю.Е., Ремизов А.Н., Ситников А.В., Самцова Н.П. Структура и электрические свойства аморфных нанокомпозитов (Co45Fe45Zr,o)x(Si02)|oo-x//nepcneKTHBHbie материалы. - М, 2003. - № 3 - С. 62

- 66. ч

2. Калинин Ю.Е., Ремизов А.Н., Ситников А.В. Электрические свойства аморфных нанокомпозитов (Co4sFe45Zrio)x(Al203)ioo-x // Вестник ВГТУ, Сер. Материаловедение. Воронеж, 2003. Вып. 1.13. - С. 43-46.

3. Даринский Б.М., Калинин Ю.Е., Ремизов А.Н., Самцова Н.П., Ситников А.В. Релаксация локализованных состояний при изотермическом отжиге в нанокомпозитах металл-диэлектрик // MATERIALS OF INTERNATIONAL SCIENTIFIC - PRACTICAL CONFERENCE STRUCTURAL RELAXATION IN SOLIDS: Сб. науч. тр. Винница, 2003. - С. 93 - 95.

4. Калинин Ю.Е., Ремизов А.Н., Ситников А.В., Самцова Н.П. Влияние реактивных газов на электрические свойства нанокомпозитов (Co-Fe-В)„+(5Ю2)|.х // Новые магнитные материалы микроэлектроники: Сб. тр. XVIII Междунар. школы-семинара. М., 2002. - С. 658-660.

5. Kalinin Yu.E., Remizov A.N., Samcova N.P., Sitnikov A.V. Electrical properties of the granular (Со4оРе4оВ2о)х(А120з)юо-х thin films // Faculty of Physics M.V.Lomonosov Moscow State University: Book ofAbstracts. M., 2002. - P. 59.

6. Ремизов А.Н., Ситников А.В., Самцова Н.П. Влияние термической обработки на электрические свойства аморфных нанокомпозитов

//Микро- и наносистемная техника (материалы, технологии, структуры и приборы): Тез. Докл. 5-ой науч. молодежной школы. СПб.,2002.-С. 61.

7. Калинин Ю.Е., Ремизов А.Н., Ситников A.B., Самцова Н.П. Проводимость аморфных нанокомпозитов (Со45ре452г1о)х(5Ю2)|оо-х'/Электроника и

информатика-2002: Тез. докл. IV Междунар. науч.-техн. конф. Зеленоград, 2002.-С. 219-220.

8. Ремизов А.Н., Ситников A.B., Самцова Н.П. Электрические свойства нанокомпозитов (Со4оРе40В2о)х(5Ю2)юо-х//Нелинейные процессы в дизайне материалов: Тез. докл. Междунар. школы-семинара. Воронеж: ВГТУ, 2002, С. 148-150.

9. Калинин Ю.Е., Ремизов А.Н., Ситников A.B. Электрические свойства нанокомпозитов ''/Нелинейные процессы и проблемы самоорганизации в современном материаловедении: Матер. III Междунар. школы-семинара. Воронеж: ВГТУ, 2000, С. 67<

ЛР № 066815 от 25.08.99. Подписано в печать 09.02.2004. Формат 60x84/16. Бумага для множительных аппаратов. Усл.печ.л. 1,0. Тираж 90 экз. Заказ № .

Воронежский государственный технический университет 394026 Воронеж, Московский просп., 14

•-3168

Содержание диссертации автор исследовательской работы: кандидата физико-математических наук, Ремизов, Алексей Николаевич

ВВЕДЕНИЕ.

1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.

1.1 Нанокомпозиты металл-диэлектрик.

1.1.1 Методы получения.

1.1.2 Структура композитов металл -диэлектрик.

1.2 Электрические свойства нанокомпозитов металл- диэлектрик.

1.2.1 Теория перколяции.

1.2.2 Механизмы проводимости в нанокомпозитах металл-диэлектрик.

1.2.2.1 Электронные состояния в некристаллических полупроводниках и диэлектриках.

1.2.2.2 Механизм прыжковой проводимости.

1.2.2.3 Температурные зависимости проводимости и число локализованных состояний в матрице.

1.2.3 Экспериментальные данные по исследованию температурных зависимостей электросопротивления в аморфных нанокомпозитах.

2. ОБРАЗЦЫ И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА.

2.1 Получение образцов.

2.2 Методика измерения электросопротивления аморфных нанокомпозитов.

2.3 Погрешности измерения электрического сопротивления.

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТА И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ.

3.1 Структура нанокомпозитов металл-диэлектрик.

3.2 Концентрационные зависимости удельного электрического сопротивления.

3.3 Температурные зависимости удельного электрического сопротивления композитов металл-диэлектрик с гранулами из РеСогг.

3.4 Температурные зависимости проводимости композитов в области 78 К -300 К.

Введение диссертация по физике, на тему "Электрические свойства гранулированных нанокомпозитов"

Актуальность темы

Одним из перспективных направлений в развитии физики конденсированного состояния является исследование композиционных наномате-риалов металл-диэлектрик. Это связано как с научной точки зрения, так и с широкими возможностями практического применением таких систем. Научный интерес к нанокомпозитам обусловлен тем, что малый размер частиц приводит к появлению уникальных физических, химических и других свойств, которые не получили достаточно убедительной физической трактовки. В частности, гранулированные композиты ферромагнитных наночастиц в диэлектрической матрице обладают рядом физических свойств, отличающих их от обычных материалов: гигантским магнито-сопротивлением, хорошей поглощающей способностью электромагнитного излучения в СВЧ-диапазоне, возможностью изменения величины удельного электрического сопротивления в широких пределах и др.

Большинство аномалий физических свойств наблюдается в композитах с концентрацией металлической фазы вблизи порога перколяции, когда металлические наночастицы формируют проводящую кластерную структуру в диэлектрической матрице. Поэтому получение и исследование электрических свойств аморфных нанокомпозитов на основе ферромагнитных сплавов в диэлектрической матрице является одной из интересных и актуальных задач физики конденсированного состояния, так как позволяет установить влияние условий получения при конденсации из паровой фазы на механизмы электрической проводимости и получить дополнительную информацию о строении твердых тел с неупорядоченной структурой.

Тематика данной диссертации соответствует "Перечню приоритетных направлений фундаментальных исследований", утвержденных Президиумом РАН (раздел 1.2 - «Физика конденсированных сред», подраздел 1.2.5 -"Физика твердотельных наноструктур, мезоскопика"). Работа является частью комплексных исследований, проводимых на кафедре физики твердого тела Воронежского государственного технического университета по госбюджетным НИР ГБ 2001.23 "Синтез, структура и физические свойства перспективных материалов электронной техники" и ГБ 1.4.03 «Природа электронного транспорта в твердотельных гетероструктурах с различной размерностью».

Цель и задачи исследования

Экспериментально исследовать влияние состава, структуры, условий получения и термообработки композитов на основе аморфных магнитно-мягких сплавов Со45ре45гг10 в матрице из БЮг и А^Оз на механизмы электропроводности в широком интервале концентраций и температур.

Для достижения указанной цели были сформулированы следующие задачи:

• изучить механизмы электропроводности композитов (С045ре452г,о)х(8Ю2)100-х И (Со45ре45гг10)х(А12Оз)100-х В широком диапазоне температур и концентраций;

• определить термическую устойчивость аморфного состояния исследуемых композитов;

Научная новизна В работе:

1. Изучена термическая устойчивость наноструктуры гранулированных композитов (Co45Fe45Zr,o)x(Si02),oo-x H(Co45Fe45Zr10)x(Al203)ioo-x. Показано, что процесс кристаллизации аморфной структуры наблюдается в области температур Тх « 873 К для композитов (Co45Fe45Zrio)x(Si02)ioo-xH Тх« 923 К -для (Co45Fe45Zr,o)x(Al203),oo-x.

2. Исследованы механизмы переноса заряда в композитах в области температур 78 - 300 К. Установлено, что при содержании металлической фазы X < 43 ат. % для композитов (Co45Fe45Zrio)x(Si02)ioo-x и X < 41 ат. % для композитов (Co45Fe45Zr,o)x(Al203)IOo-x в области низких температур (77-190 К) доминирующим механизмом переноса заряда является прыжковый механизм проводимости по локализованным состояниям с переменной длиной прыжка. Дальнейшее повышение температуры сопровождается сменой механизма проводимости от закона Мотта: 1п(ст) ос (1/Т)1/4 к зависимости, в которой 1п(а) ос (1/Т),/2.

3. Используя модель неупругого резонансного туннелирования через цепочку локализованных состояний диэлектрической матрицы, найдено среднее число локализованных состояний между металлическими гранулами, участвующих в процессе переноса заряда для композитов (Co45Fe45Zrio)x(S¡02)ioo-x и (Co45Fe45Zrio)x(Al203)ioo-x- Установлено, что с увеличением доли металлической фазы в составе композиции среднее число локализованных состояний уменьшается.

Практическая значимость работы

Основные результаты и положения, выносимые на защиту

1. В области температур Тх « 873 К для композитов (Со45ре45гг1о)х(8Ю2)юо-хИ Тх а 923 К - для (Со45ре452г10)х(А12Оз)100-х происходит кристаллизация аморфной структуры, приводящая к изменению величины электрического сопротивления.

2. Основными механизмами проводимости в области низких температур для гранулированных композитов (Co45Fe45Zrlo)x(Si02)loo-x и (Со45ре45гг10)х(А12Оз)100-х являются неупругое резонансное туннели-рование и прыжковый механизм переноса заряда с переменной длиной прыжка по локализованным состояниям в диэлектрической матрице.

Публикации

Личный вклад автора

Структура и объем работы

Диссертация состоит из введения, 3 глав, выводов и списка литературы из 84 наименований. Основная часть работы изложена на 92 страницах, содержит 44 рисунков.

Заключение диссертации по теме "Физика конденсированного состояния"

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Методом ионно-лучевого распыления получены композиты (Co45Fe45Zrio)x(Si02)ioo-x и (Co45Fe45Zr,o)x(Al203)loo.x, представляющие гетерогенные системы из аморфных металлических гранул размером 25 нм, хаотично распределенных в диэлектрической матрице.

2. Экспериментально исследованы зависимости электрической проводимости от концентрации металлической фазы, подтверждена справедливость теории перколяции для исследованных наноком-позитов и определены концентрации компонентов, соответствующие порогу протекания, который для композитов (Co45Fe45Zrio)x(Si02)ioo-x -Хс « 43 ат.%, а для композитов (Co45Fe45Zrio)x(Al203)ioo-x - Хс « 41 ат. %.

3. Исследованы температурные зависимости удельного электрического сопротивления для композитов (Co45Fe45Zr10)x(SiO2) 100-х 11 (Co45Fe45Zrio)x(Al203)ioo-x- Установлено, что для композитов до порога перколяции задолго до температуры кристаллизации наблюдается сильный рост удельного электрического сопротивления с температурой, связанный с объединением металлических гранул, увеличением диэлектрической прослойки между ними и снижением среднего числа локализованных состояний между гранулами. Для композитов за порогом перколяции электрическое сопротивление уменьшается с ростом температуры за счет образования дополнительных проводящих металлических каналов и релаксации аморфной структуры металлической фазы. Изучена термическая устойчивость аморфного состояния данных композитов. Показано что, в области температур Тх « 873 К для композитов (Co45Fe45Zrio)x(Si02)io(). хи Тх« 923 К для (Co45Fe45Zrlo)x(Al203)ioo-x происходит кристаллизация аморфной структуры.

4. В области низких и умеренных температур исследованы механизмы электрической проводимости в гранулированных аморфных нанокомпозитах (Co45Fe45Zrio)x(Si02)ioo-x и (Co45Fe45Zrio)x(Al203)ioo-x- Показано, что при содержании металлической фазы X < 43 ат. % для композитов (Co45Fe45Zr1o)4(Si02)1oo-x и X < 41 ат. % для композитов (Co45Fc45Zr,o)x(Al203)ioo.x в области низких температур (77 - 180 К) доминирующим механизмом переноса заряда является прыжковый механизм проводимости по локализованным состояниям диэлектрической матрицы с переменной длиной прыжка. Дальнейшее повышение температуры сопровождается сменой механизма проводимости от закона Мотта: 1п(а) ос (1/Т)1/4 к зависимости, в которой 1п(ст) ос (1/Т)1/2.

5. Используя модель неупругого резонансного туннелирования, для композитов (Co45Fe45Zr,o)x(Si02),oo.xH (Co45Fe45Zrio)x(Al203)ioo-x найдено среднее число локализованных состояний в диэлектрической матрице между металлическими гранулами, участвующих в электронном транспорте, и его зависимость от температуры изотермических отжигов. Установлено, что с увеличением температуры термообработки происходит снижение среднего числа локализованных состояний в диэлектрической матрице. Для высокоомных составов композита (Co45Fe45Zrio)x(Si02)ioo-x после термообработки при температуре 550 К наблюдается увеличение среднего числа локализованных состояний между гранулами, которое связывается с процессом распада сложных дефектов в матрице SiOn на простые.

6. Предложена качественная модель, основанная на переключении химических связей и позволяющая объяснить изменение среднего числа локализованных состояний в диэлектрической матрице между металлическими гранулами в результате термической обработки.

Список источников диссертации и автореферата по физике, кандидата физико-математических наук, Ремизов, Алексей Николаевич, Воронеж

1. Холлэнд Л. Нанесение тонких пленок в вакууме. М-Л.: Государственное энергетическое издательство, 1963. - 378 с.

2. Гусев А.И. Нанокристаллические материалы методы получения и свойства. - Екатеринбург: УрО РАН, - 1998.- 200 с.

3. Шпак А.П., Куницкий Ю.А., Карбовский В.Л. Кластерные и наноструктурные материалы. Киев: Издательский дом «Академпериодика» - Т. 1. - 2001. - 588 с.

4. Александров МЛ., Куснер Ю.С. Газодинамические молекулярные, ионные и кластерные пучки. Л. Наука, 1989. - 412 с.

5. Помогайло А.Д., Розенберг А.С., Уфленд И.Е. Наночастицы металлов в полимерах. М.: Химия, 2000. - 676 с.

6. Материалы в приборостроении и автоматики./ Под ред. Пятика Ю.М. М.: Машиностроение, 1982. - 528 с.

7. Kodama L.I. Fabrication of amorphous Ni-Si films with small temperature coefficient of resistance by new flash evaporating method // J. Electronic Materials. 1995,-V. 24.-№ 12.-P. 175-180.

8. Физика тонких пленок / Под ред. Хасса Г., Франкомба М., Гофмана Р. М.: Мир, Т. 8, 1978.-360 с.

9. Чопра К.Л. Электрические явления в тонких пленках. М.: Мир, 1972. -170 с.

10. Ю.Готра ЗЛО. Технология микроэлектронных устройств. М.: Радио и связь, 1991.-527 с.

11. Золотухин И.В., Бармин Ю.В. Методы получения металлических стекал//Физика и химия стекла. 1984, Т. 10, №5 - С. 513 - 525.

12. Guzman J.I., Koeppe P.V., Kryder M.N. Magnetic properties of sputtered bilayer and laminated CoZr/Si02thin films // Transactions on magnetics. -1988. V. 24. № 6. - P. 1095 - 1101.

13. Choh K.K., Judy J.I I. The effects of an applied magnetic field on the magnetic properties of rf sputtered amorphous CoZrNb thin films // Transactions on magnetics. - 1987. - V. 23. - № 5. - P. 965 - 969.

14. Gurumrugan K., Mangalaraj D., Narayandass K. Magnetron sputtered transparent conducting CdO thin films // J. of Electronic Materials. 1996. - V. 25.-№4.-P. 2011 -2023.

15. White H.J, Fenton J. AFM and ТЕМ studies of polymer nanocomposite materials// European Microscopy and Analysis. 2003 - № 7 - P. 21-23

16. Фельц А. Аморфные и стеклообразные неорганические твердые тела. М.: Мир. 1986.-556 с.

17. Mitani S., Fujimori Н., Ohnuma S. Spin-dependent tunnelling phenomena in insulating granular system// J. of Magnetism and Magnetic Materials. 1997. -№ 165.-P. 142-147.

18. Fujimori H., Takanashi II., Mitani S, Spin-dependent Phenomena in Substances with Artificial Microstructure and Advanced Materials// Japanese Scientific Monthly 2000. - № 53(7) - P. 33-36.

19. Ohnuma S., Fujimori H., Masumoto Т., Xiong X. Y., Ping D. H., Mono K. FeCo-Zr-0 nanogranular soft-magnetic thin films with a high magnetic flux density// Appl. Phys. Lett. 2003. - V. 82 - № 6. - P. 946 - 948.

20. Mi W. В., Guo L., Jiang E. Y., Li Z. Q., Wu P., Bai H. L. Structure and magnetic properties of facing-target sputtered Co-C granular films// J. Phys. D: Appl. Phys.- 2003. № 36. - P. 2393-2399.

21. Grundy P.J., Fallon M., Blythe H.J. Magnetic and electrical properties of Co/Si multilayer thin films // Phys. Rev. B. 2000. -V. 62 - № 14. - P. 9566-9573.

22. Шкловский Б.И., Эфрос А.А. Теория протекания //УФН 1975. - Т.117. -№ 8, - С.403-413.

23. Vysotsky V.A., Gordon S.B., Frisch H.L., Hammersley J.M. Conduction in noncrystalline system//Phys. Rev. 1961.-V.123 - P. 1566- 1572.

24. Чмутин И.А. и др. Теория проводимости в полимерных композиционных материалах //Высокомолекулярные соеденения, 1994. Т.36, С. 699 713.

25. Кирпатрикс С. Теория и свойства неупорядоченных материалов // Новости физики твердого тела. 1977. Т. 7. - С. 249-291.

26. Grittleman J.I., Goldstain Y. Magnetic properties of granular nickel Films // Phys. Rev. 1972. - V. B5. - № 9. - P. 3609-3621.

27. Honda S., Okada Т., Nawate M. Tunneling gigant magnetoresistance in Fe-SiCb multilayered and alloyed films //J. Magn. and Magn. Mater. 1997. V. 165. P. 153-156.

28. ЗКАронзон Б.А., Варфоломеев Д.Ю. и др. Проводимость, магнитосопротив-ление и эффект Холла в гранулированных пленках FeSiCVAlJTT 1999, Т.41, Вып.6. С.944 - 949.

29. Калинин Ю.Е., Кущев С.Б., Неретин П.В., Ситников А.В., Стогней О.В. Фазовое расслоение и электрические свойства аморфных систем (Co4oFe4oB2o)x+(Si02)i-x // Журнал прикладной химии. 2000. - Т. 73. - № 3. . с. 439-443.

30. Kalinin Yu.E, Sitnikov A.V., Stognei O.V., Zolotukhin I.V., Neretin P.V. Electrical properties and giant magnetoresistance of the Co-Si02 amorphousgranular composites //Material Science and Engineering.- 2001. V. 304-306. -P. 941-945.

31. Калинин 10.E., Пономаренко A.T., Ситников A.В., Стогней O.B. Гранулированные нанокомпозиты металл-диэлектрик с аморфной структурой // Физика и химия обработки материалов. 2002. N. 5. - С. 1420.

32. Калинин Ю.Е., Неретин П.В., Самцова Н.П., Ситников А.В. Электрические свойства аморфных композиционных пленок // Техника машиностроения.- 1998. Т. 17. № 3. - С. 121-123.

33. Золотухин И.В., Калинин Ю.Е., Неретин П.В., Ситников А.В., Стогней О.В. Электрическое сопротивление аморфных нанокомпозитов CoTaNb+SiOi //Альтернативная энергетика и экология. М., 2002.- №2- С. 7-14.

34. Shevchenko V.G., Ponomarenko А.Т., Enikolopov N.S. Anisotropy effect in electrically conducting polymer composites // J. of Applied electromagnetics in materials. 1994. V. 5. - P. 267-277.

35. М0ГГ H., Девис Э. Электронные процессы в некристаллических веществах- М.: Мир 1982, Т.1 375 с.

36. Шкловский Б.И. Прыжковая проводимость слабо легированных полупроводников. //Физика и техника полупроводников. 1972. - Т.6. - JS» 7. С. 1197-1225.

37. Bennet A.J., Poth L.M. Electronic structure of defect centers in Si02 H J. Phys. Chen.Solids. 1971.- V. 32. P. 1251-1261.

38. Sheng P. Feature article Electronic transport in granular metal films Philos // Mag.B- 1992-V.6.№3. P.357-384.

39. Глазман Л.И., Матвеев K.A. Неупругое туннелирование электронов через потенциальный барьер//ЖЭТФ, 1988. Т.94, Вып. 1. С. 292 - 305.

40. Глазман Л.И., Матвеев К.А. Неупругое туннелирование через тонкие аморфныепленки//ЖЭТФ, 1988.-Т.94. Вып. 6. С. 332-343.

41. Тартаковский А. В., Фистуль М.В., Райх М.Э., Рузин И.М. Прыжковая проводимость в контактах металл полупроводник - металл//ФТП, 1987. Т. 21, Вып. 4. С. 603 -608.

42. Луцев Л.В., Калинин Ю.Е, Ситников А.В., Стогней О.В. Электронный транспорт в магнитном поле в гранулированных пленках аморфной двуокиси кремния с ферромагнитными наночастицами //ФТТ, 2002. Т.44. В. 10. С. 1802-1809.

43. Hofstetter W., Sassik Н., Grossinger R. Determination of the crystallization of amorphous materials using different method // Materials Science and Egineering. 1997. -V. A 226-228. - P. 213-217.

44. Dormann J.L., Belayachi A., Maknani J., Ezzir A., Cruz M., Godinho M., Cherkaoui R., Nogues M. Magnetic properties of amorphous Fe-Cr-B nanoparticles embedded in an alumina matrix // J. of Magn. and Magn. Mater. -1998.-V. 185.-P. 1-17.

45. Sohn B.H., Cohen R.E., Papaefthymiou G.C. Magnetic properties of iron oxide nanoclusters wihin microdomains of block copolymers// J. of Magnetism and Magnetic Materials. 1998. - V. 182. - P. 216-224.

46. Hansen M.F., Morup S. Models for the dynamics of interacting magnetic nanopartickes // J. of Magn. and Magn. Mater. 1998. - V. 184. - P. 262-274.

47. Ларионова T.B., Тол очко O.B., Толгунова Н.О., Новиков Е.В. Стабильность аморфного состояния и кристаллизация сплавов системы Fe-Ni-Si-B // Физика и химия стекла. 1996. - Т.22. - № 3. - С. 334-344.

48. Donnann J.L., Belayachi A., Maknani J., Ezzir A., Cruz M., Godinho M., Cherkaoui R., Nogues M. Magnetic properties of amorphous Fe-Cr-B nanoparticles embedded in an alumina matrix // J. of Magnetism and Magnetic Materials. 1998. - V. 185. - P. 1-17.

49. Boff M. A. S., Geshev J., Schmidt J. E., Flores W. II., Antunes А. В., Gusmao M. A., Teixeira S. R. Bias dependence of magnetoresistance in Fe-Al203 granular thin films//J. Appl. Phys. -2002 V. 91. - №12. P. 9909-9914.

50. Мустафаева C.H., Алиев B.A., Асадов M.M. Анизотропия прыжковой проводимости в монокристаллах TiGaSe2// Физика твердого тела. 1998. -Т. 40.-№ 1.-С. 56-59.

51. Мустафаева С.Н., Алиев В.А., Асадов М.М. Прыжковая проводимость на постоянном токе в монокристаллах TiGaSe2 и TiInS2. // Физика твердого тела. 1998. Т. 40. № 4. - С. 636-638.

52. Гаврило Ю.А., Бычков Е.А., Болотов A.M., Власов Ю.Г. Стеклообразование и транспортные свойства стекол в системе Cul-Pbb-As2Sl3. // Физика и химия стекла. 1996. - Т. 22. - № 2. - С. 123-129.

53. Adkins C.J. Hopping coductivity in granular metals revisited // Metal-insulator transitions revisied // Edit. By P.P.Edwards and C.N.R. Rao. Taylor. Francis, 1995.-P. 1240-1251.

54. Xiao G. Chien C.L. Electrical properties of metal insulator granular system // Appl. Phys Letters. - 1987.-V. 51.-P. 1280- 1283.

55. GittIeman Z.L., Goldstein Y., Bozovzki S. Magnetic properties of granular nickel films // Physics Review. 1972. V. 5. - P. 3609 - 3621.

56. Furubayashi Т., Nakatani I. Giant magnetoresistance in granular Fe-MgF2 films // J. Appl. Phys. 1996. V. 79. - № 8. - P. 6258-6260.

57. Satyalakshmi К. M., Fisher В., Patlagan L., Koren G., Sheriff E., Prozorov R, Ycshurun Y. Tunneling and enhanced magnetoresistance in Nd2/3 Sri/з МпОз thin films with microcracks// Appl. Phys. Lett. 1998 - V. 73. - №3. P. 402-404.

58. Batlle X., Labarta A. Finite-size effects in Fine particles: magnetic and transport properties //J. Phys. D: Appl. Phys. 2002 - №35. P. R15-R42.

59. Mitani S., Fujimori I I., Takanashi K. Tunnel-MR and spin electronics in metal-nonmetal granular system // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 1999.198-199.-P. 179-184.

60. Mitani S., Fujimori H., Ohnuma S. Tunnel-type GMR in metal-nonmetal granular alloy thin films // Materials Science and Engineering. 1998. - V. В 31.- P. 219-223.

61. Sheng P., Abeles B. Voltage-Induced Tunneling Conduction in Granular Metals at Low Temperatures // Phys. Rev. Lett. 1972. - V.28. - P. 34-37.

62. Sheng P. Electronic transport in granular metal films // Philos. Mag.B.- 1992.-V. 65.N3.- P. 357-384.

63. Ohnuma S., Fujimori II., Furukawa S., at. all Co-(N,0) based granule thin films and their soft magnetic properties //J. Al. And Сотр. - 1995. - V. 222. -P. 167-172.

64. Батавпн В.В., Концевой Ю.А., Федорович Ю.В. Измерение параметров полупроводниковых материалов и структур // М.: Радио и связь, 1985. -264 с.

65. Рогельберг И.Л., Бейлин В.М. Сплавы для термопар // Справочник. М.: Металлургия, 1983.-360 с.

66. Калинин Ю.Е., Кущев С.Б., Ситников A.B., Неретин П.В., Фазовое расслоение в аморфных композициях (Co40Fe4oB2o)x+(Si02)i.x Н Стекла и твердые электролиты: Тез. докл. Междунар. конф. СПб. 1999. - С. 41.

67. Sitnikov Л.V., Kalinin Yu.E., Neretin P.V., Stognei O.V., Structure and physical properties of the metal-insulator nanoclaster amorphous composites // Fullerenes and atomic clusters IWFAC'99: Abstr. Intern. Sei. Conf. St.Ptb. 1999.- P.132.

68. Золотухин И.В., Калинин Ю.Е., Ситников A.B., Стогней О.В.Структура и физические свойства аморфных нанокомпозитов металл-диэлектрик // International Baikal scientific conference «Magnetic materials»: Abstracts. -Irkutsk, 2001.- P.27.

69. Слюсарев В.А., Ситников A.B., Стогней О.В., Калинин Ю.Е., Золотухин И.В. Гигантский магниторезистивный эффект в аморфных композитах // ВНКСФ-6: Докл. на Всерос. научи, конф. Томск, 2000.

70. Ремизов А.Н., Ситников A.B., Самцова Н.П. «Электрические свойства нанонокомпозитов (Co4oFe4oB2o)x(Si02)ioo-x»// тезисы докладов международной школы-семинара «Нелинейные процессы в дизайне материалов». 2002, Воронеж : ВГТУ, с. 148-150.

71. Справочник по электротехническим материалам под ред. Корицкого Ю.В. и др// Справочник. JL: Энергоатомиздат, Т.З, 1988. - 728 с.

72. Калинин Ю.Е., Ремизов А.Н., Ситников Л.В., Самцова Н.П. Структура и электрические свойства аморфных нанокомпозитов (Co45Fe45Zri0)x(Si02)ioo-х//Перспективные материалы. 2003. - № 3 -С. 62 - 66.

73. Закис Ю.Р. Дефекты в стеклообразном состоянии вещества. Рига: Зинатне, 1984.-202 с.

74. Калинин Ю.Е., Ремизов А.Н., Ситников А.В. Электрические свойства аморфных нанокомпозитов (Co45Fe45Zrio)x(Al203)ioo-x//BecTHHK Воронежского государственного технического университета 2003. Вып. 1.13., Материаловедение. С. 43 - 46.

75. Stognei O.V., Slyusarev V.A, Kalinin Yu. E. Sitnikov A.V. Kopitin M.N. Change of electrical properties of granular CoFeB-SiOn nanocomposites after heat treatment//Microelectric Engineering. 2003 V.69 - P. 476-479.