Электрическое сопротивление нанокомпозитов аморфных сплавов Fe41Co39B20 и Co86Ta12Nb2 в матрице SiOn тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.07 ВАК РФ

На правах рукописи

РГо ОД

1 Я ДЕК пю

НЕРЕТИН Петр Викторович

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ НАНОКОМПОЗИТОВ АМОРФНЫХ СПЛАВОВ Ре4,Соз,В2о и СомТа,31ЧЬ2 В МАТРИЦЕ БЮ,

Специальность 01.04.07 - Физика твердого тела-

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Воронеж 2000

Работа выполнена на кафедре физики гвердош тела Воронежского государственного технического университета

Научный руководитель: доктор физико-математических

наук, профессор Калинин Ю.Е.

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук,

профессор Даринский Б.М.

кандидат физико-математических наук, доцент Соловьев A.C.

Ведущая организация:

Воронежский государственный университет

Защита диссертации состоится 29 декабря 2000 г. в 14 часов в конференц-зале на заседании диссертационного совета Д 063.81.01 при Воронежском государственном техническом университете по адресу: 394026 г. Воронеж, Московский просп., 14.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ВГТУ. Автореферат разослан " ноября 2000 г.

Ученый секретарь диссертационного совета д. т. н., профессор

Горлов М.И.

ОЬЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность гемм

В настоящее время наблюдается повышенный интерес специалистов в области материаловедения, физики твердого тела и перспективных технологий к синтезу и исследованию физических свойств материалов с распределенными в неорганической матрице наночастицами или кластерами металлов. Это связано как с научной новизной исследований в этом направлении, так и с широкими возможностями практического применением таких материалов. Научный интерес к нанокомпозитаи обусловлен тем, что малый размер частиц приводит к появлению уникальных физических, химических и других свойств, которые не получили достаточно убедительной физической трактовки.

Практический интерес к нанокомпозигам обусловлен перспективным применением их в качестве магнитных головок для записи и воспроизведения информации, при разработке защитных покрытий и для других целей. В последние годы для создания головок магнитной записи широко используются аморфные магнитомягкие сплавы на основе железа и кобальта. В области низких частот они обладают хорошими магнитными свойствами. Однако в высокочастотной области их применение затруднено вследствие возрастающих потерь на вихревые токи. Для уменьшения потерь на вихревые токи необходимо увеличивать удельное электрическое сопротивление магнитных сплавов. Одним из путей решения данной задачи является получение композиционных материалов на основе аморфных металлических сплавов и диэлектрика. Такие композиты состоят из множества металлических гранул размером несколько нанометров, хаотически распределенных в диэлектрической матрице. Применение таких материалов как БГОг и А^Оз з качестве диэлектрических наполнителей позволяет увеличить удельное электросопротивление и расширить частотный диапазон применения магнитомягких материалов. Кроме того, такие композиты обладают высокой механической прочностью и коррозионной стойкостью, что делает их перспективными материалами при изготовлении защитных покрытий. Однако до последнего времени композиты на основе железа и кобальта были получены в виде кристаллических включений металла в диэлектрической матрице. Учитывая вышесказанное, была поставлена задача получить аморфные нанокомпозиты (Со4]Рез5В2о)х+(8'102)|оо-х и (Со8бТа|2МЬ2)х+(8Ю2)1оо-х и сформулирована следующая цель их исследований.

Работа является частью комплексных исследований, проводимых на кафедре физики твердого тела Воронежского государственного технического

университета по госбюджетной теме НИР № ГБ.96.26 "Синтез, структура и свойства перспективных материалов электроники и вычислительной техники".

Цель и задачи работы

Экспериментально исследовать структуру и механизмы электропереноса композитов металл-диэлектрик на основе аморфных магнитомягких сплавов железа и кобальта в широком интервале концентраций и температур.

Для достижения указанной дели были сформулированы следующие задачи:

- методом ионно-лучевого распыления получить композиты на основе аморфных сплавов железа и кобальта в матрице ЭЮг в виде тонких пленок;

- методом электронной просвечивающей микроскопии исследовать микроструктуру композитов в исходном состоянии и ее изменение в процессе термообработки;

- изучить механизмы электропереноса полученных композитов в широком диапазоне температур и концентраций;

- исследовать влияние сильных электрических полей на проводимость композитов.

Научная новизна В работе впервые:

исследована микроструктура композитов (СоиРезэВюЬсКЗ^Эюа-х и (Со8бТа|2№|2)х+(8102)!оо-х и установлено образование фрагментированных включений аморфного металла с размером гранул 2-6 нм в диэлектрической матрице. Показано, что термический отжиг до температуры 700 К приводит к объединению металлических гранул в крупные включения размером до 20 - 50 нм;

- изучена зависимость электропроводности нанокомпозитов от концентрации аморфных металлических включений при комнатной температуре и определен порог перколяции Хс> при котором металлические проводящие каналы разрываются на отдельные, изолированные диэлектриком области. Для композитов (Со41 Ре35Вм)х+($102) ш порог перколяции Хс = 46 ат. % и для композитов (СовбТа^ЬЪ^х+фО^оо-х Хс = 57 ат. %;

- изучены механизмы переноса заряда в композитах в области температур 78 - 300 К. Установлено, что для композитов (Со^Ье^Вгок+СЗЮг^оо-х и (СозбТаиМЬ^х-КЗ^СУюо.х» с большим содержанием диэлектрика в области низких температур доминирующим механизмом переноса заряда является электронное туннелирование между металлическими гранулами через диэлектриче-

скую матрицу. С уменьшением содержания диэлектрика в составе композита механизм электронного туннелирования сменяется на прыжковый механизм проводимости по локализованным состояниям с переменной длиной прыжка;

- из зависимостей проводимости композитов от напряженности электрического поля найдена относительная длина прыжка носителей заряда по локализованным состояниям в диапазоне температур 100 - 300 К.

Практическая значимость работы

Разработана методика получения гранулированных композиционных пленок из аморфных магнитомягких сплавов и диэлектрика БЮг с заранее определенным удельным электрическим сопротивлением в диапазоне 10'6..104 Ом*м, Полученные композиты из аморфного металлического магнитомягкого сплава и диэлектрика могут быть использованы для изготовления резистивных слоев и магнитных головок для записи и воспроизведения информации.

Положения, выносимые на защиту

- структура композитов (Со41 Рез9В2о)х+(5 Юг)| оо-х и (Со86Та12МЬ2)х+(8Ю2)шо-х представляет собой хаотически распределенные металлические гранулы размеров 2-6 нм в диэлектрической матрице. При термообработке до 700 К происходит объединение металлических гранул в крупные включения размером до 20 -50 нм;

- для композитов с малым содержанием металлического компонента с увеличением температуры наблюдается сильный рост удельного электрического сопротивления вследствие уменьшения поверхности раздела между металлической и диэлектрической фазами за счет объединения металлических гранул, а для низкоомных составов наоборот электросопротивление уменьшается с увеличением температуры за счет кристаллизации аморфной структуры и образо-. вания дополнительных проводящих металлических каналов;

- для высокоомных составов в области низких температур доминирующим механизмом переноса заряда является электронное туннелирование между металлическими гранулами через диэлектрическую матрицу. При увеличении доли проводящей металлической фазы механизм электронного туннелирования сменяется прыжковым механизмом переноса заряда с переменной длиной прыжка по локализованным состояниям в матрице БЮ,,;

- длина прыжка носителя заряда по локализованным состояниям увеличивается с уменьшением температуры а приближается к значению, равному среднему расстоянию между металлическими гранулами.

Апробация работы

Основные положения и научные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на научных семинарах Воронежского государственного технического университета, а также на Втором всероссийском семинаре "Нелинейные процессы и проблемы самоорганизаций в современном мате-риаловедении"(Воронеж, 1999 г.); на Международной конференции "Релаксационные явления в твердых телах" (Воронеж, 1999 г.); на Международной конференции "Стекла и твердые электролиты" (С. - Петербург, 1999 г.); на 8 Европейской конференции по магнитным материалам и их применению "EMMA - 2000" (Киев, 2000 г.); на Международной конференции "Fullerenes and atomic clasters IWF AC 99" (S.- Petersburg, 1999 г.), на Международной конференции "Conference on Rapidly Quenched and Metastabile Materials" (Bangalore, India, 1999 г.).

Публикации

По теме диссертации опубликовано 2 научные статьи и 7 тезисов докладов на российских и международных конференциях.

Личный вклад автора

Автор принимал непосредственное участие в получении образцов. Авто- • ром выполнены все измерения удельного электрического сопротивления полученных композитов при различных температурах и напряженностях электрического поля, а также проведена обработка экспериментальных результатов средствами вычислительной техники. Автор участвовал в обсуждении результатов эксперимента и проводил подготовку научных публикаций для печати.

Структура и объем работы

Диссертация состоит из введения, 3 глав, выводов и списка литературы из 83 наименований. Основная часть работы изложена на 101 странице машинописного текста, содержит 37 рисунков.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Во введении: обосновывается актуальность темы, сформулированы цели и задачи, научная новизна и практическая ценность диссертационной работы, а также приведены основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе выполнен аналитический обзор литературных данных по методикам получения композитов металл - диэлектрик, изучению их структуры и механизмам электропереноса для аморфного и кристаллического состояния.

. Согласно многочисленным литературным данным структура композитов металл - диэлектрик в тонкопленочном состоянии представляет собой совокупность проводящих аморфных металлических гранул нанометрового размера хаотически распределенных в диэлектрической матрице. Удельное электросопротивление таких композитов сильно зависит от состава и одним из методов описания концентрационных зависимостей их электросопротивления служит теория перколяции. Проведено обзорное описание теории перколяции для случая электропереноса. Приведены некоторые модели теоретического описания перколяционных систем. Практически все авторы, работы которых посвящены измерению концентрационных зависимостей электросопротивления бикомпо-нентных композитов, отмечают, что кривые электросопротивления таких материалов в зависимости от состава носят Б - образный характер, что доказывает правомерность выводов теории перколяции.

Отмечено, что в зависимости от состава композитов и температурного интервала, в них могут быть реализованы различные механизмы переноса заряда. В области низких температур перенос заряда в гранулированных структурах металл - диэлектрик происходит путем туннелирования электронов между проводящими металлическими гранулами через диэлектрическую матрицу.

Уделено внимание рассмотрению работ по изучению эффекта магнитосо-лротивления в гранулированных аморфных композиционных пленках. Во многих научных публикациях показано, что в структурах металл - диэлектрик в сильном магнитном поле может происходить уменьшение удельного электрического сопротивления на несколько процентов за счет спин — зависимого туннелирования.

Отмечено, что надо изучены электрические свойства нанокомпозитов металл - диэлектрик в области высоких температур и практически не изучались композиты металл - диэлектрик с аморфными включениями металлической фазы, хотя в последнее время такие материалы становятся очень перспективными из-за хороших магнитных характеристик в области высоких частот.

На основании выполненного анализа формулируются задачи работы.

Во второй главе описана методика получения образцов и методика измерений удельного электрического сопротивления при различных температурах и напряженностах электрического поля.

Для получения композиционных наноструктур металлический сплав -диэлектрик был применен метод ионно-лучевого распыления. Преимуществом такого метода является возможность получения пленок того же состава, что и распыляемая мишень с предварительной ионной очисткой диэлектрической подложки. Для напыления аморфных нанокомпозитов использовались составные мишени на основе сплавных мишеней состава Ре^Со^Вго и Со^Та^М^ с закрепленными на ее поверхности пластинами из монокристаллического кварца толщиной ~ 2 мм и шириной ~ 9 мм, расположенными перпендикулярно продольной оси сплавной мишени. Увеличивая или уменьшая расстояние между пластинами кварца, изменяли соотношение объемов напыляемых магнитного и диэлектрического слоев, управляя, таким образом, удельным электрическим сопротивлением материала. В результате были получены образцы композитов следующих составов: (Со41рез9В2о)х+(5Ю2)юо.х, с X = 100, 56, 44, 41, 33, 28, 18 ат. % при распылении составной мишени Со-Бе-В + 8Ю2 на неподвижные подложки без контроля температуры подложек и с принудительным контролируемым нагревом; (Со^ТаиМ^к+^Юг^оо-х с X = 100, 63, 55, 42,32, 23 ат. % при распылении составной мишени Со-Та-ЫЬ +- БЮг на неподвижные подложки без контроля температуры подложек; ((^«ТаиМ^х+фЮгЭюо-х с X = 59,55,48, 42, 37 ат. % при распылении составной мишени Со-Та-ЫЬ + БЮг на подложки, расположенные на вращающейся карусели, со скоростью вращения 2 об/мин без контроля температуры подложек.

В третьей главе приводятся результаты эксперимента и их обсуждение.

Первый раздел посвящен изучению структуры полученных композитов. Как показали исследования, структура композитов представляет собой совокупность включений аморфного металлического сплава размером 2-10 нм хаотически распределенных в аморфной диэлектрической матрице. Такая четко разделенная двухфазная структура одинакова для композитов (Со41Рез9В2о)х"К5102)|оо-х и (СомТапМЪгЭх-НБЮг^оо-х в исходном состоянии. Размер гранул металлических включений несколько уменьшается с увеличением доли диэлектрического компонента в составе композита. Электронограммы композитов представляют собой два широких дифракционных гало, свидетельствующих о том, что металлический сплав и диэлектрик присутствуют в композите в аморфном состоянии. Термический отжиг композитов приводит к изменениям в микроструктуре. При отжиге при 713 К происходит перераспределение фаз вследствие укрупнения металлических гранул до размера 20 - 50 нм за счет объединения более мелких включений. Отжиг до указанной температуры не приводит к кристаллизации аморфной фазы, о чем свидетельствуют

электронограммы композитов после отжига, представляющие собой два широких дифракционных гало.

В процессе отжига при температуре 813 К крупные металлические области распадаются на более мелкие включения размером до 10-30 нм и аморфная металлическая фаза кристаллизуется с образованием поликристаллических фаз. О кристаллизации аморфной свидетельствуют четкие дифракционные кольца на электронограмме после указанного отжига.

Таким образом, в процессе одновременного напыления металлического сплава сложного химического состава и монокристаллического кварца образуется фрагментированная структура включений аморфного металлического сплава в аморфной диэлектрической матрице

Удельное электрическое сопротивление композитов сильно зависит от состава. На рис. 1 представлены зависимости удельного электрического сопротивления р композитов (Со41рез9В2о)х+($Ю2)|оо-х и (Со85Та,2КЬ2)х+(8102)Шо-х при комнатной температуре от концентрации металлического компонента X, выраженного в атомных процентах. Все концентрационные кривые имеют Б -образный вид в диапазоне концентраций 30 - 100 ат. % металлического компонента. В диапазоне концентраций от X я 35 % до X « 20 % у образцов композитов (Со41 Ре39В2о)х+(ЗЮ2) | оо-х наблюдается плавный загиб концентрационной зависимости р, что служит наглядным подтверждением выводов модели теории перколяции в случае нулевой проводимости диэлектрических областей. Описанный диапазон концентраций для композитов (Со86Та|2ЫЬ2)х+(5Ю2)кю-х составляет от X в 45 % до X » 32 %.

• Для композитов (Со4^ез9В2а)х^(5Ю2) ю&х значение порога перколяции составляет Хс » 47 % и для композитов (Со^Та¡¡МЬ^х^(57Су мп-х Хс » 56 %.

Разные значения порога перколяции для указанных композитов обусловлены тем, что металлы Та и Мз при напылении композита (Соъ6ТапШт)х*~(&Одю!>-х активно поглощают кислород, вследствие чего вокруг металлических гранул образуется слой окисла, придающий системе дополнительное сопротивление.

10-

о 10

.1 10

-2 10 I

-э

ю-

-4

10

.5 10

10п

О Ь т "т

0

0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9

Рис. 1. Зависимость удельного электрического сопротивления композитов (Со41рез»В2о)х+(8Ю2) юо-х и (Со8бТа12МЬ2)х+(5 ¡О2)юо-х от доли металлического компонента X в атомных процентах при комнатной температуре: 1 — композиты (Со4|Рез9В2о)х+(5Ю2)1оо-х; 2 - композиты (Со86Та 1 г№>2)х+(5 Юг) 1 со-х, осажденные на неподвижную подложку; 3 - композиты (Со86Та12НЬ2)х+(ЗЮ2)юо-х> осажденные на вращающуюся подложку

Удельное электрическое сопротивление полученных композитов зависит от температуры. На рис. 2 представлены зависимости удельного электрического сопротивления от температуры в диапазоне 78 - 1100 К для аморфных композитов (Со41рездВ2П)х+($101),т-х-

Удельное электросопротивление композитов с содержанием металлической фазы выше порога перколяции (Х= 100 % и X = 56 %) уменьшается с повышением температуры за счет кристаллизации аморфной металлической фазы и образования дополнительных проводящих металлических каналов.

______9

РОНш*т

Рис. 2. Зависимость удельного электрического сопротивления от температуры композитов (Со^РезяВ2о)х^' (^¡О^ юо-х'-(1) - Х= 100 %; (2) -Х= 56 %; (3) -Х= 44 %; (4) -Х= 41 %; (5) -Х= 33 %;

(6)-Х=28%; (7)-*= 19%

Линии обратного хода на температурных зависимостях электросопротивления указанных составов имеют положительный температурный коэффициент сопротивления, что характерно для металлических сплавов в кристаллическом состоянии.

Для высокоомных сплавов наблюдается увеличение удельного электрического сопротивления в интервале температур 500 - 900 К за счет укрупнения металлических гранул и увеличения расстояния между ними. Уменьшение

электросопротивления в диапазоне 900 - 1050 К связано с частичным растворением в диэлектрической матрице крупных металлических включений и кристаллизацией аморфной металлической фазы. Для композитов (Со86Та|2№2)х+(8Ю2)1сго-х температурные зависимости электросопротивления аналогичны зависимостям, представленным на рис. 3. Электросопротивление составов X = 100 % и Х= 63 % композитов (Со8бТа12МЬ2)х+(8Ю2)юо-х с повышением температуры уменьшается, а для составов X— 55 %, Х- 42 %, Х= 32 %, X =23 % электросопротивление увеличивается при температурах 500 - 900 К и несколько уменьшается при Т = 900 - 1050 К.

Согласно литературным данным, в области высоких концентраций диэлектрического компонента в композите, когда металлические гранулы не контактируют, перенос носителей заряда между ними осуществляется путем электронного туннелирования через диэлектрическую матрицу. Температурная зависимость проводимости а(Г), соответствующая этому механизму переноса:

о- = согШ*ехр(-Т0/ Тш). (1)

В аморфных полупроводниках в области низких температур (без термической активации носителей в зону проводимости), электроперенос на постоянном токе осуществляется путем прыжков носителей заряда по локализованным состояниям вблизи уровня Ферми. В этом случае

а3 1/4

В = 1,66 • (, ч)

где кk^N(EFУ ,

е - заряд электрона, Л - длина прыжка, Т - абсолютная температура, ЩЕ плотность состояний на уровне Ферми, ург - фактор взаимодействия фононов, к -постоянная Больцмана, а - радиус локализации волновой функции электрона.

При перестроении температурных зависимостей удельного электрического сопротивления композитов (Со4|Рез9В2о)х"К£Ю2)|оо-х и

(Со8бТа|2КЬ2)х+(5102) юо-х при низких температурах в координатах ¡п[с/ап] от Т"'25 (для прыжкового механизма проводимости) и от Т"'5 (для механизма электронного туннелирования), полученные зависимости преобразовывались в прямые линии. Для композитов с высоким содержанием диэлектрического компонента (А"= 19-28 ат. %) температурные зависимости проводимости спрямляются в координатах 1п[с/<гй] от Т0 5, следовательно в данных структурах в указанной области температур доминирующим механизмом переноса заряда является механизм электронного туннелирования между проводящими металлическими гранулами через диэлектрическую матрицу. Для составов (X = 28 -33 %) в области низких температур, электроперенос осуществляется одновременно туннелированием электронов между металлическими гранулами через диэлектрическую матрицу и прыжками электронов по локализованным состояниям с переменой длиной прыжка. С увеличением объемной доли металлического компонента в составе композита происходит постепенный переход от электронного туннелирования к прыжковому механизму проводимости. Это связано с тем, что диэлектрическая прослойка БЮг, имеющая место при X = 19%, превращается в полупроводниковую за счет недостатка молекул кислорода. Окончательный переход к прыжковому механизму проводимости происходит на уровне концентрации X = 44 %.

Проводимость полученных композитов не зависит от напряженности приложенного электрического шля до значений 1 * 104 В/м. При приложении электрического поля выше указанного значения наблюдаются эффекты нелинейного возрастания удельной проводимости от напряженности поля, что представлено на рис. 3.

Проводимость полупроводников в условии сильного электрического поля, согласно теории прыжковой проводимости, подчиняется закону

= е2 • /{2 . . ).ехр(-^)»ехр (е*Р /к»Т) , (3)

где Я - длина прыжка в слабом электрическом поле, у — 0.17 в трехмерной системе и у= 0.18 в двумерной системе.

Логарифмируя выражение (3) получим

1п[а(Т,Е)] = с *Е»у*И/{к *Т)+сот (.

(4)

Если построить зависимость tria =f(E), то тангенс угла наклона

Д1по" _е* у • R _ АЕ ~ к»Г

Рис. 3. Зависимость логарифма удельной проводимости от напряженности электрического поля при комнатной температуре композитов (Со86Та12ЫЬ2)х+(ЗЮ2),оо.х: (1) Х= 42 %; (2) Х= 32 %; (3) Х=23 %, и композитов (Со41ре39В2(,)х-)-(8Ю2)1оо.х (4) X = 28 %; (5) X = 19 %

Из этой зависимости можно определить относительную длину прыжка носителя заряда

Я= А *к»Т/(е»у). (6)

Следовательно, длина прыжка носителя заряда пропорциональна тангенсу угла наклона зависимости ln(o) = J(E). Как показали экспериментальные иссле-

дования, длина прыжка носителя заряда уменьшается с увеличением содержания металлического компонента в составе композита.

Для композита (Со^РезчВгоЪгКЗЮгЬ? были измерены полевые зависимости проводимости при различных температурах, откуда используя выражения (4) - (6), была определена зависимость относительной длины прыжка носителя заряда от температуры, что представлено на рис. 4. С понижением температуры длина прыжка носителей заряда резко возрастает, и при температуре 100-120 К стремится к конечному значению, равному среднему расстоянию между металлическими проводящими гранулами, что эквивалентно переходу от прыжкового механизма проводимости по локализованным состояниям к электронному туннелированию между диэлектрическими гранулами через диэлектрическую прослойку.

Рис. 4. Зависимость нормированной длины прыжка носителей заряда для композита (Со^РезэВгоЬк+^СЬЬг от температуры

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Методом ионно-лучевого распыления составных мишеней из металлических сплавов Со4|Рез9В2о, Со86Та|2ЫЬ2 и кварца получены образцы аморфных композитов (Со4|Рез9В20)х+(8Ю2)|00.х и (Со8бТа|2ЫЬ2)х+(8Ю2)юо-х- Показано, что в процессе распыления составной мишени образуется фрагментированная структура включений аморфного металлического сплава размером 2-6 им в аморфной электроизолирующей матрице из кварцевого стекла. При малых концентрациях диэлектрического компонента металлические области образуют протяженные проводящие каналы, а при больших концентрациях диэлектрика представляют отдельные гранулы, изолированные друг от друга аморфной матрицей 8Ю2. Установлено, что нагрев до 700 К приводиг к объединению металлических гранул в области до 20-50 нм, а при температурах свыше 800 К включения из аморфного металла кристаллизуются и распадаются на более мелкие.

2. Экспериментально подтверждена справедливость теории перколяции для исследованных нанокомпозитов и определены концентрации компонентов, соответствующие порогу перколяции, который для композитов (Со41рез9В2о)х+С5Ю2)ц)о.х Хс » 46 %, а для композиций (Со86Та12КЬ2)х+(8Ю2)1(х,-х Хс « 57 %.

3. Показано, что для композитов с высоким содержанием диэлектрика при термическом нагреве в диапазоне 400-700 К происходит сильный нелинейный рост удельного электрического сопротивления вследствие увеличения размера металлических включений и расстояния между ними, а для низкоомных составов наблюдается уменьшение электросопротивления вследствие кристаллизации металлической фазы.

4. Исследованы механизмы электропроводности в гранулированных аморфных нанокомпозитах в области низких и умеренных температур. Показано, что в области низких температур для высокоомных составов основным механизмом переноса заряда является электронное туннелирование между металлическими гранулами через аморфную диэлектрическую матрицу. С увеличением доли металлического компонента электронное туннелирование сменяется прыжковым механизмом переноса заряда с переменной длиной прыжка.

5. Установлено, что проводимость полученных композитов не зависит от напряженности приложенного электрического поля до значений Е = 1 * 104 В/м. Для полей, превышающих указанное значение, зависимость проводимости от напряженности электрического поля хорошо описывается в рамках модели теории прыжковой проводимости. Из полевых зависимостей проводимости оп-

ределена'отнбситёльная зашетгость длины прыжка носителя заряда от температуры в диапазоне 100 - 300 К. Показано, что с понижением температуры

длина прыжка увеличивается, приближаясь к среднему расстоянию между гранулами.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах;

1. 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.

2. Калинин Ю.Е., Кущев С.Б., Неретин П.В., Ситников А.В. Фазовое расслоение в аморфных композициях (Co4oFe4oB2o)x+(Si02)i-x Н Международная конференция "Стекла и твердые электролиты": Тез. докладов. - С.-Пб.,

1999.-С. 41.

3. Калинин Ю.Е., Кущев С.Б., Нерегин П.В., Ситников А.В. Формирование фрагментированных структур в аморфных композициях (Co4oFe40B2o)x+(Si02)i.x И Второй всероссийский семинар "Нелинейные процессы и проблемы самоорганизации в современном материаловедении": Тез. докладов. - Воронеж, 1999. - С. 186-170.

4. Калинин Ю.Е., Кущев С.Б., Неретин П.В., Ситников А.В., Стогней О.В. Фазовое расслоение и электрические свойства аморфных систем (Co4oFe40B2o)x+(Si02)i.x И Журнал прикладной химии. - 2000. - Т. 73. - № 3. -С. 439-443.

5. Калинин Ю.Е., Нерегин П.В., Слюсарев В.А., Ситников А.В., Стогней О.В. Магниторезистивные свойства аморфных композитов CoFeB-Si02 // Международная конференция "Релаксационные явления в твердых телах": Тез. докладов. - Воронеж. - 1999 г. - С. 111.

6. Kalinin Yu.E., Neretin P.V., Slyusarev V.A., Sitnikov A.B., Stognei O.V., Zolo-tukhin I.V. Thermal annealing influence on resistance and magnetoresistanse of amorphous CoFeB-SiOn composites //8 European magnetic and application conference "EMMA 2000". Abstracts. - Kyiv, 2000. - P. 95.

7. Ampilogov V.P., Kalinin Yu.E., Neretin P.V., Slyusarev V.A., Sitnikov A.V., Stognei O.V., Zolotukhin I.V. Magnetoresistive and magnetic properties of the granular CoTaNb-SiO„ composites // 8 European magnetic and application conference "EMMA 2000". Abstracts. - Kyiv, 2000. - P. 95.

8. Kalinin Yu.E., Neretin P.V., Sitnikov A.V., Stognei O.V. Structure and physical properties of the metal — insulator nanoclaster amorphous composites // Fullerenes and atomic clasters "IWFAC 99". S.-Petersburg, 1999. - P. 205.

9. Kalinin Yu.E., Neretin P.V., Sitnikov A.B., Stognei O.V., Zolotukhin I.V. Electrical properties and giant magnetoresistance of the FeCoB-Si02 amorhous granular composition // Tend Inter. Conference on Rapidly Quenched and Metastabile Materials. Abstracts.-Bangalore, India, 1999. P. 37-38.

ЛР№ 066815 от 25.08.99. Подписано в печать 21.11.2000 Формат 60x84/16. Бумага для множительных аппаратов. Усл.печ.л. 1,0. Тираж 75 экз. Заказ №

Издательство

Воронежского государственного технического университета 394026 Воронеж, Московский просп., 14