Исследование гранулированных и многослойных наногетероструктур на основе аморфных ферромагнитных сплавов и полупроводников методами магнитооптической спектроскопии тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.11 ВАК РФ

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ имени М. В. ЛОМОНОСОВА

Физический факультет

005006709

у/М^Г

Буравцова Виктория Евгеньевна

ИССЛЕДОВАНИЕ ГРАНУЛИРОВАННЫХ И МНОГОСЛОЙНЫХ НАНОГЕТЕРОСТРУКТУР НА ОСНОВЕ АМОРФНЫХ ФЕРРОМАГНИТНЫХ СПЛАВОВ И ПОЛУПРОВОДНИКОВ МЕТОДАМИ МАГНИТООПТИЧЕСКОЙ СПЕКТРОСКОПИИ

Специальность 01.04.11 - физика магнитных явлений

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени кандидата физико-математических наук

- 8 ДЕК 2011

Москва-2011

005006709

Работа выполнена на кафедре общей физики физического факультета Московского государственного университета им. М.В.Ломоносова.

Научный руководитель :

Официальные оппоненты :

доктор физико-математических наук, профессор Е.А.Ганьшина

доктор физико-математических наук, профессор А.С.Андреенко

кандидат физико-математических наук, доцент А.Н.Юрасов

Ведущая организация:

Институт радиотехники и электроники им. В. А. Котельникова РАН, г. Фрязино

Защита состоится <М> декабря 2011 года в /6 ^часов на заседании диссертационного совета К 501.001.02 Московского государственного университета им. М.В.Ломоносова по адресу: 119899, ГСП , Москва, Воробьевы Горы, д.1, стр. 35, конференц-зал Центра коллективного пользования физического факультета МГУ им. М.В.Ломоносова.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке физического факультета МГУ.

Автореферат разослан ноября 2011 года. Ученый секретарь

Диссертационного Совета Д-501.001.70 доктор физико-математических наук, ПР°ФССѰР/ Г.С.Плотников

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. В настоящее время исследование физических свойств наноразмерных структур является одним из основных направлений физики конденсированного состояния. Устойчивый интерес к наноструктурам обусловлен возможностью модификации и принципиального изменения свойств известных материалов при переходе в нанокристаллическое состояние. Созданные благодаря нанотехнологиям новые наноразмерные магнитные материалы проявляют ряд уникальных свойств: гигантское магнитосопротивелние (ГМС), гигантский магнитный импеданс (ГМИ) [1], аномальный эффект Холла (АЭХ) [2], сильный магнитооптический (МО) отклик [3] и аномальные оптические эффекты [4]. Все эти явления открывают огромные перспективы, как для фундаментальных исследований, так и для многообещающих возможностей их применения.

Объектом интенсивных экспериментальных и теоретических исследований является вопрос взаимного влияния состава и микроструктуры на магнитные, магнитооптические и магнитотранспортные свойства наногетероструктур. Несмотря на большое количество работ, до сих пор нет достаточной ясности в понимании процессов, сопровождающих структурную перестройку вещества, т.к. трудно предсказать свойства пленок, в которых значительную роль играют взаимодействия наночастиц между собой, с матрицей и с подложкой, при влиянии размерных и поверхностных эффектов, накладываемых частицами, их границами и поверхностью пленок.

В связи с этим актуальными оказываются экспериментальные методы, позволяющие получить представление о внутренней структуре таких материалов и особенностях магнитного взаимодействия в них. Оптические и магнитооптические методы являются наиболее простыми, эффективными и информативными при исследовании наноструктур. Магнитооптические методы обладают рядом достоинств, главное из которых состоит в том, что в отличие от оптических, они чувствительны к спину электрона, что позволяет выделить, к какой

спиновой подзоне относится данный оптический переход. Магнитооптические методы чувствительны к наличию магнитных неоднородностей, к изменению формы и размера частиц, к их объемному распределению и к появлению новых магнитных фаз.

Таким образом, детальные исследования магнитооптических свойств нано-гетероструктур в зависимости от состава и технологии получения необходимы для понимания общих закономерностей формирования физических свойств наноструктур, что приведет к реализации практических задач, и в первую очередь для конструирования материалов с заданными магнитными и МО параметрами, для разнообразных применений материалов в современных элементах памяти и интегральной оптики, в качестве управляемых элементов оптических трактов и магнитооптических устройств, в лазерной технике и т.д. Цель работы состояла в исследовании особенностей формирования магнитных и магнитооптических свойств трех групп низкоразмерных материалов — нанокомпозитов ферромагнитный аморфный сплав - диэлектрик; многослойных магниторезистивных структур ферромагнетик-полупроводник, а также сложных магнитополупроводниковых структур на основе гранулированного композита и полупроводника.

Дня достижения поставленной цели решались следующие задачи:

1. исследование изменения магнитных и магнитооптических свойств многослойных пленок на основе Ре22№78 и БЮ в зависимости от толщины и порядка следования слоев;

2. анализ влияния толщины слоев и их соотношения на магнитные и магнитооптические свойства многослойных пленок аморфный ферромагнетик С^Ре^Гю с прослойками полупроводника — гидрогенизированного аморфного кремния;

3. изучение влияния состава и технологических условий получения нанокомпозитов аморфный ферромагнетик-диэлектрик на их магнитные и магнитооптические свойства;

4. исследование эволюции магнитных и магнитооптических свойств магни-тополуироводниковых структур [(Со45Ре45гг10)г(А12О3)т-г/(а-Ы:Н)]„ в зависимости от концентрации Ъ ферромагнитной (ФМ) фазы в слоях композита и толщины образующих слоев. Достоверность полученных результатов пбе.гпеченя обоснованностью используемых в работе экспериментальных методов изучения магнитных и магнитооптических свойств наноструктур, детальным анализом физических явлений и процессов, определяющих эти свойства, а также корреляций результатов, полученных на различных образцах. В значительной степени достоверность полученных результатов подтверждается хорошим согласованием между экспериментально полученными данными по магнитооптическим свойствам структур и данными, почерпнутыми из литературных источников, по структурным, магнитным и электротранспортным свойствам. Научная новизна результатов работы состоит в следующем:

• Обнаружено, что кривые намагничивания и полярные диаграммы многослойных наногетероструктур Ре22№78^С/Ре22№78 в области малых магнитных полей сложным образом зависят как от толщины слоев ферромагнетика и полупроводника, так и от величины намагничивающего поля. Установлено, что наблюдаемые особенности связаны с интерфейсными явлениями на границе раздела ферромагнетик-полупроводник.

• Показано, что МО отклик многослойной пленки [(Со45ре452гш)х/(а-50у]„ нелинейно зависит от толщины кремния. Для гибридных магнитных структур, в которых и слой ферромагнетика, и слой полупроводника являются дискретными, наблюдается усиление МО отклика. Эволюция магнитооптических свойств исследованных структур объясняется влиянием диффузного интерфейсного слоя на их микроструктуру.

• Впервые исследована зависимость магнитооптических свойств массивных нанокомпозитов (С^Ре^ТюЫАЬОзЬо-г и композитов аналогичного химического состава, полученных послойным напылением, в зависи-

мости от толщины напыляемого слоя. Установлено, что микроструктура послойно напыленных композитов существенно отличается от микроструктуры объемных нанокомпозитов, а порог перколяции смещается в область меньших значений содержания ФМ фазы.

• Впервые проведено исследование магнитооптических свойств многослойных структур нанокомпозит-полупроводник

п в широкой области толщин слоев и концентраций Ъ магнитной фазы. Установлена корреляция зависимостей магнитных, магнитооптических и транспортных свойств наноструктур от толщины Бь Показано, что в структурах нанокомпозит-полупроводник введение тонкой прослойки Б! 2 нм) приводит к усилению эффективного магнитного взаимодействия между ФМ гранулами.

• Впервые обнаружены аномалии зависимости магнитооптического отклика от приложенного магнитного поля для многослойных структур [(Со45рС45гГ| 0)2(А1203) ] 00_2/(а-Б 1: Н)]„, связанные с образованием на интерфейсе ФМгранула-полупроводник нового композита (Со45Ре457Г| 0)(8{+силициды).

Практическая ценность. Результаты, полученные в диссертационной работе существенно расширяют представление о магнитооптических явлениях в нано-структурных материалах. Результаты исследований могут быть использованы для развития технологий получения наноструктур необходимой конфигурации с заданными свойствами и для разработки новых материалов для спинтроники. Положения, выносимые на защиту

• Аномальное поведение полевых и ориентационных зависимостей экваториального эффекта Керра и магнитных свойств многослойных пленок на основе пермаллоя и карбида кремния, указывающие на сложный вид их магнитных структур и необходимость учета влияния немагнитной полупроводниковой прослойки на характер взаимодействия ферромагнитных слоев.

• Нелинейная зависимость величины экваториального эффекта Керра (ЭЭК) многослойных структур Со45ре45ггю/81 от толщины слоев полупроводника и

усиление МО отклика в гибридных структурах связаны с влиянием диффузного интерфейса ферромагнетик-полупроводник.

• Микроструктура послойно напыленных композитов существенно отличается от микроструктуры объемных нанокомпозитов, размер и форма гранул в на-нокомпозите зависят от толщины напыляемого слоя.

• В многослойных структурах нанокомпозит-полупроводник [(Co45Fe45ZrIo)z(Al203)1oo.z/(a-Si:H)] МО отклик определяется конкуренцией вкладов от слоя композита и нового композита, образующегося на интерфейсе металлическая гранула - полупроводник, концентрация магнитной фазы в котором зависит как от вида и размера гранул в композитном слое, так и скорости образования силицидов.

Личный вклад автора. Автором лично получена основная часть экспериментальных результатов: исследованы магнитооптические спектры, полевые, ори-ентационные зависимости экваториального эффекта Керра (ЭЭК) представленных образцов. Магнитные характеристики симметричных Fe22Ni78/SiC/Fe22Ni78 и ассиметричных Fe22Ni78/Ti/Fe22Ni7g/SiC наногетероструктур исследовались индукционным методом в Инстиитуте Проблем Управления им. В. А. Трапезникова РАН д.т.н. Касаткиным С.И. Данные по микроструктуре и удельному электрическому сопротивлению гранулированных и многослойных пленок на основе ферромагнитных сплавов Co4,Fe39B20, Co43r'e45ZrJ0, Co86Nb,2Ta2, диэлектриков Si02, А120з, и полупроводника Si были получены в Воронежском Государственном Университете в лаборатории д.ф.-м.н. Калинина Ю.Е. Исследование намагниченности и петель гистерезиса многослойных структур

л с композитом до порога перколяции проводилось на физическом факультете МГУ им. М.В.Ломоносова в лаборатории д.ф.-м.н. Перова Н.С.; с композитом в районе порога перколяции — авторами [5]. Обсуждение и анализ полученных экспериментальных результатов проводились авторами соответствующих работ совместно.

Апробация работы. Результаты работы докладывались на: XVIII, XIX, XX и XXI Международных школах-семинарах «Новые магнитные материалы микро-

электроники» (Москва, 2002, 2004, 2006 и 2009 гг.); «Московском Международном симпозиуме по магнетизму MISM»; (Moscow, MSU, 2005, 2008, 2011 г.); «Проблемы магнетизма в магнитных пленках, малых частицах и наноструктур-ных объектах» (Астрахань, 2003 г); «ЕАSTMAG-2004, Euro-Asian Symposium «Trends in Magnetism» (Красноярск 2004 г. и Екатеринбург 2010 г.); Междисциплинарном, международном симпозиуме «Порядок, беспорядок и свойства оксидов ODPO » (Сочи, 2002, 2004, 2007, 2008 гг); II Байкальской международной конференции «Магнитные материалы» (Иркутск, 2003); International Conference on Relaxation Phenomena in solids (RPS-21, Воронеж, 2004); 4-ой межрегиональной молодежной школе «Материалы нано-, микро- и оптоэлектроники: физические свойства и применение» (Саранск, 2005 г.); международной научной конференции «Излучение и рассеяние электромагнитных волн. ИРЭМВ - 2005г.» (Таганрог 2005 г.); Всероссийской научной конференции студентов-физиков и молодых ученых (ВНКСФ, Новосибирск, 2006, 2007 гг); Международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых по фундаментальным наукам (Ломоносов 2008,2010 и 2011, секция физика).

Публикации по теме диссертации. Содержание работы полностью отражено в 35 печатных работах: 6 статей в рецензируемых журналах, 3 из которых - в журналах из списка ВАК, а также в тезисах и материалах 29 докладов на международных конференциях

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 8 глав, заключения и списка цитируемой литературы. Работа содержит 165 страниц, включает 54 рисунка, 2 гистограммы, 8 таблиц и 165 библиографических ссылок.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, сформулирована цель работы и дана краткая характеристика разделов диссертации. Первая глава посвящена обзору теоретических и экспериментальных работ по изучению магнитных, магнитооптических и электрических свойств гранулированных сплавов и многослойных пленок.

Вторая глава посвящена феноменологическому описанию магнитооптических эффектов, приведена классификация магнитооптических эффектов. Обсуждаются основные модели, использующиеся при описании магнитооптических свойств низкоразмерных структур: многослойных пленок и нанокомпозитов ферромагнитный металл-диэлектрик.

В третьей главе описана методика эксперимента и установка для измерения экваториального эффекта Керра в области энергий падающего света 0,5 - 4,5 эВ в переменном магнитном поле до 2,5 кЭ. Приводится блок-схема установки и алгоритм программного обеспечения.

Четвертая глава посвящена методам приготовления исследуемых структур. Пленки нанокомпозитов аморфный ферромагнитный сплав (Со45Ре457г]0, Со4оРе40В2о и Со845^Ь14Та2) в диэлектрической матрице были получены методом ионно-лучевого распыления составных мишеней на неподвижные подложки. При одновременном распылении металлического сплава и диэлектрика из составной мишени с переменным расстоянием между пластинами кварца в едином технологическом цикле формировалась гранулированная структура с широким и непрерывным набором концентраций металлической фазы. Значения концентраций металлической фазы Ъ находились в интервале от 30 до 65 атомных процентов. По данным электронно-макроскопических исследований полученные композиты представляли собой аморфные металлические гранулы размером от 2 до 7 нм (в зависимости от химического состава и соотношения фаз), распределенные в аморфной диэлектрической матрице. Меньший размер гранул соответствует меньшим концентрациям металлической фазы, больший размер характерен для образцов с концентрацией Ъ выше 60 ат. %. Полученные в процессе роста гранулы не абсолютно изолированы в диэлектрической матрице (даже в случае высокой концентрации 8Ю2), а образуют небольшие конгломераты и цепочки, которые, в свою очередь, формируют лабиринтную структуру.

Все многослойные пленки изготавливались послойным напылением, где толщина слоев определялась по скорости осаждения вещества. Большинство исследованных в настоящей работе серий образцов многослойных структур были

напылены с использованием У-образного экрана, так что на подложке формировалась структура с непрерывным изменением толщины слоев [6]. Пятая глава носит оригинальный характер и посвящена исследованию магнитооптических свойств многослойных наноструктур пермаллой-карбид кремния.

В параграфе 5.1 описаны магнитные свойства и параметры исследованных образцов.

В параграфах 5.2-5.3 представлены результаты исследования спектральных, полевых и ориентационных зависимостей ЭЭК многослойных пленок Регг^уз^С/Тегг^уз. Установлено, что во всем исследуемом частотном диапазоне с ростом толщины слоя ферромагнетика (при фиксированных толщинах полупроводника) значения ЭЭК изменяются практически линейно, а при изменении толщины полупроводника (при фиксированных толщинах ферромагнетика) обнаружены нелинейные изменения ЭЭК.

Исследование полевых и ориентационных зависимостей ЭЭК многослойных пленок показало наличие ряда аномалий, состоящих в задержках роста эффекта при увеличении напряженности внешнего магнитного поля Н и развороте ОЛН от направления а = 60° к 120° в области малых полей Н. На рисунках 1-2 представлены ориентационные и полевые зависимости ЭЭК для двух образцов с толщиной ФМ слоя X = 3 и 2 нм и толщиной полупроводникового слоя У = 3 и 0,9 нм соответственно. Для этих образцов аномалии проявляются наиболее ярко. Полученные результаты приводят к заключению, что в образцах с большими толщинами полупроводниковой прослойки слои ферромагнетика не являются обменно-связанными и каждый слой намагничивается внешним магнитным полем независимо. При уменьшении толщины прослойки БЮ слои Ре№ взаимодействуют через полупроводник, и эта связь увеличивается с утонынением слоя.

Рис.1. А - Полярные диаграммы ЭЭК наноструктуры (X = 3 нм, У = 3

В параграфе 5.4 представлены результаты исследования МО свойств ас-симетричных наноструктур Ре№(2нм)ЛП(с1)/Ре№(2нм) со слоями полупроводника 81С(2,1 нм) сверху или снизу многослойной пленки. Толщины слоев титана изменялись и составляли ¿п = 1,5; 2,5; 3,5; 5 нм, что позволило варьировать величину магнитного взаимодействия между ферромагнитными слоями.

Форма спектров ЭЭК у ассиметричных структур подобна, однако эффект различается по величине — магнитооптический отклик образца, где слой полу-

проводника находился сверху пленки, почти в 1,5 раза больше во всем диапазоне длин волн, чем для образца, где 8Ю располагался внизу многослойки.

Для ассиметричных структур Ре№ЛП/Ре№/8Ю наблюдались и различия в ориентационных и полевых зависимостях ЭЭК. В образцах с порядком следования слоев ПП/ФГП/Ф обнаруживается одноосная анизотропия. ОЛН не меняет своего направления при увеличении напряженности магнитного поля Н. В случае образца с обратным порядком следования слоев Ф/Т1/Ф/ПП наблюдается сложная эволюция полярных диаграмм 5(а) и кривых намагничивания, измеряемых для разных направлений. Характер анизотропии не поддается простому описанию.

Обнаруженное поведение ориентационных зависимостей ЭЭК 8(а) и соответствующих этим диаграммам спектров 8(Н), а также данные магнитно-индукционных измерений могут быть объяснены, если предположить, что существует эффективное магнитное взаимодействие между ферромагнитными и полупроводниковыми слоями. Это взаимодействие может возникнуть, если в области контакта пермаллоя и карбида кремния происходит взаимная диффузия атомов и образуется интерфейс (1-2 атомных слоя) с магнитным упорядочением атомов. Образование такого переходного слоя - суперинтерфейса- должно приводить к установлению дополнительного магнитного взаимодействия между ним и ферромагнетиком, что должно оказывать заметное влияние на магнитные параметры структур, процессы перемагничивания и на их МО свойства.

В параграфе 5.5 кратко изложены основные результаты этой главы. Шестая глава посвящена исследованию магнитооптических свойств многослойных наноструктур ферромагнетик - аморфный гидрогенизированный кремний [(Со45ре452г10)(Х)/(а-8Ш)(У)] с числом бислоев 40.

В параграфе 6.1 описаны параметры исследованных образцов и приведены данные об их электротранспортных свойствах.

В параграфе 6.2 приведены результаты исследований МО отклика системы в зависимости от толщины образующих слоев. Установлено, что характер частотной зависимости и величина ЭЭК сильно зависят от толщины как слоев

полупроводника, так и слоев ферромагнетика. Показано влияние слоев ферромагнетика на магнитное состояние полупроводника и образование на интерфейсах выращенных структур тонких переходных слоев, обогащенных атомами обоих слоев, а также возникновение новой фазы в образцах — силицидов металлов. На рис. 3 приведены спектры ЭЭК и зависимость ЭЭК от толщины полупроводниковой прослойки для структур с толщиной ФМ слоя менее 2 нм. Для этих структур наблюдается спектр, характерный для нанокомпозитов. Для гибридных магнитных пленок, в которых и слой ферромагнетика, и слой полупроводника являются дискретными, наблюдается усиление магнитооптического отклика.

•е-

•в-

£Т) -О

Ы>, эВ

Рис. 3. Дисперсия ЭЭК (А) и зависимость ЭЭК от толщины полупроводника (Б) для многослойных пленок [(Со45ре45гг|0)(Х)/(а-81)(¥)]4в

с толщиной ФМ слоя менее 2,0 нм.

Для структур с толщиной ферромагнитного слоя от 2 до 2,2 нм спектры ЭЭК лежат в области положительных значений эффекта для соотношения Х/У > 0,7. При Х/У = 0,7 наблюдается отрицательный знак ЭЭК в ИК области спектра, что указывает на нарушение непрерывности слоя ферромагнетика. Это можно связать с проникновением кремния в некоторых областях пленки на всю толщину ферромагнитного слоя при достаточном количестве полупроводника. Дискретные слои ферромагнетика отсутствовали при толщинах ферромагнети-

ка более 2,2 нм и при Х/У < 0,7. Таким образом, можно определить, что характерная толщина силицидного слоя порядка 2 нм.

В параграфе 6.3 кратко изложены основные результаты этой главы. В седьмой главе представлены результаты исследования магнитооптических свойств гранулированных наноструктур ферромагнитный металл - диэлектрик в зависимости от химического состава ферромагнитных гранул (Со^Ре^Гю, Со40 Ре4оВ2о и Со8.^ЬмТа2) и технологии их изготовления.

В параграфе 7.1 описаны параметры исследованных образцов и данные электронно-микроскопических исследований массивных нанокомпозитов. Приведены данные исследования микроструктуры нанокомпозитов (Со45 Ре45гг,„)2(8Ю2)1оо-2 с различной концентрацией Ъ.

Исследования микроструктуры и удельного электросопротивления указывают на то, что во всех исследуемых системах образовывался наногранули-рованный композит металл-диэлектрик. Металлическая фаза композитов имеет аморфную структуру [7], следовательно, основная часть аморфизаторов (В, 1х, Та, 1ЧЬ) сохраняется в сплавах.

В параграфе 7.2 приведены результаты исследования спектральных, полевых и концентрационных зависимостей ЭЭК объемных нанокомпозитов (Со86№>|2Та2М5Ю2)|оо-г, (Со4|Рез9В2оЫ8Ю2)1(Ю-7 и (Со^Ре^ГюМЗЮгЬо-г-

Обнаружено, что форма спектров ЭЭК изучаемых композитных материалов значительно отличается от формы спектров ЭЭК аморфных ферромагнитных сплавов свидетелей: появляется отрицательный по знаку эффект и при увеличении концентрации ФМ фазы максимум отрицательного эффекта сдвигается в ИК область длин волн. Спектры ЭЭК нанокомпозитов всех систем имеют одинаковые (подобные) частотные зависимости, отличаясь в деталях, а именно, по величине эффекта, а также по положению максимумов и нулевых значений эффекта [7-13]. Исследование концентрационных зависимостей ЭЭК в ИК области спектра показало, что зависимость 5(2) носит немонотонный характер с ярко выраженным максимумом в области перколяции. Полевые зависимости

ЭЭК при этом эволюционируют от суперпарамапштного к ферромагнитному виду.

Исследование магнитосопротивления (МС) и магпитострикции для тех же образцов выявило корреляцию между максимальными значениями гигантского магнитосопротивления, экваториального эффекта Керра и магннтострик-ции металлической фазы, из которой сформированы гранулы [13]. При линейном увеличении значений магнитострикции насыщения ферромагнитных включений с переходом от Со^МЬ^Та! к Со^Рез^Вго и далее к Со^Ре^Хгю линейно увеличиваются и МС, и ЭЭК, что обусловлено одним и тем же механизмом и может быть связано с возрастанием вклада (1-электронов и величины спин-орбитального взаимодействия в цепи нанокомпозитов с гранулами Со86МЬ12Та2, Со^езоВго и О^Гед^г,,). Наличие корреляции между максимумом в концентрационной зависимости эффекта Керра, наблюдающимся вблизи порога перколяции в ближней ИК области, и концентрационным максимумом магнитосопротивления позволяет МО методами достаточно точно определять порог перколяции в нанокомпозитах по максимальным значениям эффекта в ИК области спектра, и по появлению нелинейной зависимости ЭЭК от магнитного поля для кривых 6(Н).

Объединяя результаты исследования объемных композитов с различным химическим составом гранул в матрице оксида кремния, можно сказать, что наиболее перспективным для использования является композит на основе Со45ре452г|о, т.к. имеет наибольший МО отклик в области порога перколяции и намагничивается при меньших значениях приложенного поля по сравнению с другими композитами.

В параграфе 7.3 представлены результаты исследования спектральных, полевых и концентрационных зависимостей ЭЭК послойно напыленных нанокомпозитов. На рис. 4 представлены спектры и полевые зависимости ЭЭК для образцов с концентрацией ФМ фазы до порога перколяции и с толщинами образующих слоев ~ 1-2 нм, 2-4 нм и массивного свидетеля (Со45ре45гГ|о)2(А12Оз),оо-г с толщиной слоя ~ 400 нм. Обнаружено, что характер

г~41 ат.% Толщина

образующих слоев: —■—1-2 нм —А— 2-4 нм -О- 400 пм

Рис. 4. А - спектры ЭЭК и Б - полевые зависимости (нормированные значения на значение ЭЭК в максимально достижимом поле) для послойно напыленных структур с толщинами образующих слоев 1 - 4 нм и массивного свидетеля (Со45¥е4^т,0)2(А\2О})т_2 (400 нм).

зависимости 5(Ьи) для послойно напыленных нанокомпозитов и массивного на-нокомпозита различны в области концентраций до и в районе порога перколя-ции в объемном композите. При увеличении концентрации г до 64 ат.% спектры ЭЭК композитов, напыленных послойно, становятся подобны зависимости 5(1то) для массивного нанокомпозита с Ъ ~ 60 ат.%. Обнаружено, что послойно напыленные композиты являются более магнитомягкими, чем объемный композит (Со45ре452г,0)2(А12Оз)1оо-2.

Из магнитооптических данных установлено, что перколяционный переход в послойно напыленных композитах сдвигается в область меньших концентраций ФМ фазы Ъ при уменьшении толщины напыляемого слоя.

Для некоторых послойно напыленных композитов с толщинами слоев ~ 1-2 нм обнаружены аномальные полевые зависимости ЭЭК (рис. 5), свидетельствующие о том, что структуры, полученные методом последовательного напыления слоев, являются магнито-неоднородными. То есть, в процессе изготовления образуются не только гранулы меньших размеров, чем в объемном композите, но и достаточно большие кластеры, состоящие из металлических гранул СоРегг, которые дают свой вклад в МО отклик всей системы. Показано, что аномальная кривая 8(Н) является суммой вкладов от двух различных в магнитном отношении фаз: ферромагнитной и суперпарамагнитной, при этом суперпараМагнитные гранулы дают ЭЭК одного знака, а ферромагнитные про-

тивоположного. Таким образом, в малом поле возникает резкое насыщение для ферромагнитной фазы, а при увеличении напряженности магнитного поля начинает намагничиваться суперпарамагнитная фаза, для которой ЭЭК имеет другой знак, что и приводит к уменьшению суммарного магнитооптического отклика с ростом поля. Рис.5 Аномальные полевые зависимости

-.г ЭЭК для образцов с толщинами слоев

Учитывая, что во всем исследован- ^ « •

~ 1-2 нм (приведенные значения).

ном диапазоне энергий ЭЭК для

сплава Со45ре452гш имеет положительный знак, а для нанокомпозита (Со45Ре452г10)2(А12Оз)|(Ю-2 в области до порога перколяции — отрицательный, можно предположить, что ФМ вклад в малых полях связан с перемагничивани-ем больших кластеров Со45Ре452г10, а суперпарамагнитный (в больших полях) с намагничиванием всего нанокомпозита.

Полученные экспериментальные результаты для послойно напыленных нанокомпозитов, свидетельствуют о том, что размер и форма гранул в нано-композитном слое зависят от толщины напыляемого слоя; а микроструктура слоев существенно отличается от микроструктуры объемного нанокомпозита.

В параграфе 7.4 кратко изложены основные результаты этой главы. Восьмая глава посвящена изучению магнитооптических свойств многослойных нанострукур на основе нанокомпозита и полупроводника. Приведенные в этой главе результаты исследования многослойных структур были получены с целью выяснения влияния толщины как композитного, так и полупроводникового слоев, а также концентрации ФМ фазы в композите на образование интерфейса и его влияния на магнитные и МО свойства многослойных структур. Для решения поставленных задач были изучены три группы образцов: 1. Многослойные структуры с различными толщинами нанокомпозита и с различным

0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5

Н, кЭ

содержанием ФМ фазы в нем. 2. Многослойные пленки на основе нанокомпо-зита с содержанием ФМ фазы до порога перколяции. 3.Многослойные пленки на основе нанокомпозита с содержанием ФМ фазы в районе порога перколяции.

В параграфе 8.1 описаны параметры исследованных образцов

В параграфе 8.2 представлены результаты исследования МО свойств многослойных пленок [(Со45ре45гГ|0)2(А12О3),М-2(Х)/а-8Ш(У)]п с различной толщиной образующих слоев и различным содержанием ферромагнитной фазы в слоях композита с целью выяснить, при каких критических толщинах число контактов гранула-полупроводник минимально. Установлено, что характер частотной зависимости и величина ЭЭК сильно зависят от толщины слоев полупроводника, толщины и концентрации ФМ фазы слоев гранулированного ферромагнетика. МО методом показано, что при уменьшении толщины композитного слоя число контактов Со45ре457г10 - увеличивается. Увеличение числа гранул ферромагнетика, контактирующего с кремнием приводит с одной стороны к росту кластеров гранула-кремний-гранула, увеличивающих ЭЭК, с другой, к уменьшению, ЭЭК за счет уменьшения концентрации ФМ фазы во всем образце, в том числе из-за образования новых химических соединений — немагнитных силицидов металлов на границе ферромагнитная гранула-кремний.

В параграфе 8.3 представлены результаты изучения многослойных пленок (Со451;е457.Г1о)ДА120.1)1оо-2/81 с концентрацией ФМ фазы Ъ в композите ниже порога перколяции, с различными толщинами как композитных, так и полупроводниковых слоев. Исследование полевых зависимостей ЭЭК в ближней ИК-области показало, что их поведение имеет аномальный вид и существенно отличается от кривых 5(Н), полученных в видимой области. Для некоторых образцов наблюдалась смена знака эффекта при увеличении напряженности внешнего магнитного поля Н и эффект в локальном максимуме мог превышать в 3 раза эффект в насыщении (рис 6). Смена знака эффекта отсутствовала на полевых зависимостях для тех же образцов, полученных при Ьу = 2 эВ. Аномальное поведение кривых намагничивания и разница в виде 5(Н) для различных длин волн исчезали при увеличении толщины слоев 81.

Для образцов с толщиной прослоек композита менее 2 нм, наблюдается спектр ЭЭК, подобный спектру нанокомпозитов, напыленных послойно, описанных в 7 главе. Введение кремния (0,18-0,41 нм) приводит к сильному изменению вида зависимости 5(Ьу), заключающееся в сдвиге локального максимума эффекта в область меньших энергий световых квантов, с одновременным уменьшением амплитуды отрицательного по знаку эффекта. Для образцов с X = 2 - 4,37 нм эффект был положителен во всем диапазоне длин волн и имел сходство со спектрами, полученными для структур [Со^Рс^Хгн^Х^КУ)],, с толщинами слоев порядка 3 ~ 4 нм [14]. Изменение толщины прослойки кремния приводит к нелинейному изменению величины ЭЭК, причем для близких по толщине слоев композита образцов эффект может отличаться в несколько раз. При увеличении толщины прослоек композита более 4,63 спектры ЭЭК многослойных структур были подобны спектрам композита С^Ре^Гю в диэлектрической матрице с концентрацией ФМ фазы Ъ за порогом перколяции [7,9].

X,нм У,нм I— 1,39 0,18

58 0,27

68 0,34

76 0,38

83 0,41

89 0,44 0,44

98 0,45

2,0 2,5 Н, кЭ

Рис. 6. Полевые зависимости ЭЭК многослойных структур (СоРегг)г(А1203)юо781 (нормированные значения эгЬгЬектаУ

Для более детального исследования влияния интерфейса на границе композит-полупроводник на МО свойства пленок были исследованы спектральные зависимости ЭЭК в малых полях, при этом величина магнитного поля выбиралась в точке наибольшего проявления аномалии на кривой 5(Н). Обнаружено, что спектры в малых полях сильно отличаются от спектров, полученных при Н = 2,5 кЭ и подобны спектрам ЭЭК композита Со45ре452г10 в диэлектрической матрице [7,9], а вид спектров в малых полях изменяется в зависимости от соотношения толщин Х/У. Разностные спектры ЭЭК образцов (из спектра, полу-

17

ченного при 2,5 кЭ вычитали спектр, полученный в малом поле) подобны спектрам многослойных структур [Со45ре45гг|0(Х)/81(У)]п с толщинами слоев более 3 нм [14] (рис.7, 8).

Х=1,89нм У=0,44 нм —<-Н=2500Э -"-№135 3 -'-!>25 3 разность спектров:

-при Н=2500-135 Э

—* — приН=2500-25Э

г/ Е,эВ "

1 1 ; -«-2

\ I , —'-1,3 -

\ / : -«-1,3 ■

-«-0,49,

0,0 0,5

1,0

1,5

2,0 2,5

Н, КЭ

Рис.7. Спектры и разностные спектры ЭЭК (А) и полевые зависимости ЭЭК (нормированные значения) для различных длин волн (Б) для структуры с X = 1,89 нм и У = 0,44 нм.

Области толщин X и У при которых происходит аномальное изменение магнитных и магнитооптических свойств хорошо коррелируют с резкими изменениями в электрических свойствах каждой серии и обусловлены структурными особенностями роста полупроводниковой прослойки на композиционном слое. То есть и падение сопротивления на 2-3 порядка и аномалии в поведении магнитных и магнитооптических свойств имеют перколяционную природу.

Из зависимостей р(У) следует, что изменение транспортных свойств МС в области малых толщин кремния можно связать с образованием и ростом межгранульной прослойки на ФМ гранулах СоРегг. То есть на интерфейсе ФМ гранула - полупроводник будет происходит образование нового композита (СоРе2г)-$1 или (СоРегг)- силициды^, концентрация магнитной фазы в котором зависит, как от вида и размера гранул в композитном слое, так и от отношения Х/У и скорости образования силицидов. Увеличение толщины слоя кремния

в области толщин до перколяции будет приводить к объединению соседних гранул через островки кремния и/или силициды как внутри композитного слоя, так и между соседними магнитными слоями и, следовательно, к увеличению концентрации магнитной фазы в сложном композите (Со45ре45Хгю) -Л120з+81+сшшциды. Этим можно объяснить рост намагниченности и ЭЭК при добавлении кремния в мультислойные системы.

—С— (СоРе2г)40(А12О3)№/81 1,98 нм/0,45 нм -#-(СоРегг)40(А12О3)м/81 2,43 пм/0,95 нм -О- СоРегг/Э! 1,97 нм/0,84 нм —"й-— (СоРе2г)40(А12О3)60 -Со¥егт

Рис. 8. Спектры ЭЭК для различных структур на

д | ^ | , \ . [ . : . .............Г ""

0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 основе сплава Со45Ре452г1С1.

Ьу, эВ

Аномальное поведение в ближней ИК-области связано с конкуренцией вкладов от двух композитов (Со45ре457Г]о)-А)20_,+81+силициды и (Со45Ре452г)0Ь 81+силициды, которые в этой области спектра имеют разные знаки (рис. 8).

В параграфе 8.4 представлены результаты исследования многослойных структур со слоями нанокомпозита в районе порога перколяции. Обнаружена сильная зависимость МО свойств от толщин как нанокомпозита, так и полупроводника. Характер спектров ЭЭК образцов с толщинами прослоек кремния более 2 нм существенно отличается от спектров структур с У < 2 нм. Величина эффекта для этих образцов много меньше, чем для структур, с тонкими слоями полупроводника.

Для некоторых образцов с толщинами У в диапазоне 2,62-3,31 нм обнаружена аномальная зависимость ЭЭК от приложенного магнитного поля — в полях напряженностью 100 - 400 Э происходит смена знака эффекта. Области толщин X и У при которых происходит аномальное изменение магнитных и

магнитооптических свойств хорошо коррелируют с резкими изменениями в магнитных и электрических свойствах каждой серии.

В рамках высказанных ранее предположений об образовании на интерфейсе гранула - полупроводник появления нового композита (Со^Рсч-^ГюХЗ! + силициды), свойства которого зависят от параметров напыляемых прослоек композита и кремния, объясняются магнитные и магнитооптические свойства многослойных пленок с концентрацией ФМ фазы в композите в области порога протекания.

Показано, что использование гранулированного ферромаг нетика в качестве прослойки в многослойных пленках не приводит к изоляции гранул ферромагнетика от контактов с полупроводником, независимо от толщин как композита, так и полупроводника. Получившийся интерфейс, существенно влияющий на МО свойства многослойных структур довольно сложно описать из-за множества факторов, влияющих на его образование и структуру. В заключении сформулированы основные результаты и выводы. Наиболее существенными научными результатами работы являются следующие:

• Получены новые экспериментальные данные об аномальном поведении, полевых и ориентационных зависимостях экваториального эффекта Керра и магнитных свойств многослойных пленок на основе пермаллоя и карбида кремния, указывающие на сложный вид их магнитных структур и необходимость учета влияния немагнитной полупроводниковой прослойки на характер взаимодействия ферромагнитных слоев.

• Обнаружены нелинейная зависимость МО свойств многослойных пленок на основе сплава Со45Рс452гю и аморфного гидрогенизированного кремния от толщины слоев и усиление магнитооптического отклика в гибридных структурах, связанные с влиянием интерфейса ферромагнетик-полупроводник.

• Показано влияние технологии изготовления на МО свойства нанокомпози-тов ферромагнетик-диэлектрик. Установлено, что микроструктура послой-

но напыленных нанокомпозитов существенно отличается от микроструктуры объемных нанокомпозитов, а порог перколяции смещается в область меньших значений содержания ФМ фазы.

• Впервые проведено исследование магнитооптических свойств многослойных структур нанокомпозит-полупроводник (Co45Fc45Zr,o)z(Al203)ioo-2/Si в широкой области толщин слоев и концентраций Z магнитной фазы. Обнаружено, что в структурах нанокомпозит-полупроводник введение тонких слоев Si (до 2 нм) приводит к усилению эффективного магнитного взаимодействия между гранулами Co45Fe45Zr10.

• Установлено, что на интерфейсе магнитная гранула-кремний происходит образование нового композита (Co4jFe4jZri0)(Si+CMimH№i), концентрация магнитной фазы в котором зависит, как от вида и размера гранул в композитном слое, так и от скорости образования силицидов.

Основные результаты диссертации опубликованы в работах:

1. В.Е.Буравцова, Е.А.Ганьшина, В.С.Гущин, Ю.Е.Калинин, С.Пхонгхирун, А.В.Ситников, О.В.Стогней, Н.Е.Сырьев. Гигантское магнитосопротивление и магнитооптические свойства гранулированных нанокомпозитов металл-диэлектрик// Известия Академии Наук, серия физическая, Т67, №7, с.918-920, 2003.

2. V.E. Buravtsova, Е.А. Gan'shina, V.S. Guschin, S.I. Kasatkin, A.M. Muravjev, F.A. Pudonin. Investigations of magnetic and magnetooptic properties of nanoheterostructurcs with NiFe and SiC layers //Microelectronic Engineering. 2003. V.69. N.2-4. P. 279-282.

3. В.Е.Буравцова, Е.А.Ганьшина, В.С.Гущин, С.И.Касаткин, Л.М.Муравьёв, Н.В.Плотникова, Ф.А.Пудонин. Магнитные и магнитооптические свойства многослойных наноструктур ферромагнетик-полупроводник// Физика твердого тела, 2004, Т 46, вып.5, с.864 - 874.

4. Victoria Е. Buravtsova, Vladimir S. Guschin, Yuri E. Kalinin, Sergey A. Kirov, Eugenia V. Lebedeva, Songsak Phonghirim, Alexander V. Sitnikov, Nikolay E. Syr'ev and Igor' T. Trofimenko. Magnetooptical properties and FMR in granular nanocomposites (Co84Nbi4Ta2),(Si02)ioo.x.// CEJP V2, №4, 2004, pp. 566-578.

5. B.E. Буравцова, Е.А. Ганьшина, A.A. Дмитриев, O.C. Иванова, Ю.Е. Калинин, A.B. Ситников. Магнитооптические свойства аморфных многослойных пленок.// Известия Академии Наук, серия физическая, Т73, №9, с. 1374-1376 (2009).

6. V. Buravtsova, Е. Gan'shina, Е. Lebedeva, N. Syr'ev, I. Trofimenko, S. Vyzulin, I. Shipkova, S. Phonghirun, Yu. Kalinin and A. Sitnikov.The features of TKE and FMR in nanocomposite-semiconductor multilayers.// Solid State Phenomena Vols. 168-169 (2011) pp 533-536

7. В.Е.Буравцова, С.Пхонгхирун, А.В.Ситников, О.В.Стогней, Н.Е.Сырьев. Гигантское магнитосопротивление и магнитооптические свойства гранулированных нанокомпозитов металл-диэлектрик. Межд. симпоз. «Порядок, беспорядок и свойства оксидов». Сочи, 9-12 сент. 2002. Сборник трудов, часть I, с.43-45.

8. В.Е.Буравцова, Е.А.Гааьшина, В.С.Гущин, Ю.Е.Калинин, С.Пхонгхирун, А.В.Ситников, О.В.Стогней, Н.Е.Сырьев, Гигантское магнитосопротивление и магнитооптические свойства гранулированных композитов металл-диэлектрик. Труды XVIII- школы-семинара НМММ-18 (2002) Москва., стр.187-189.

9. В.Е.Буравцова, В.С.Гущин, С.И.Касаткин, А.М.Муравьев, Ф.А.Пудонин. Магнитные и магнитооптические свойства наногетероструктур на основе FeNi и SiC. Труды XVIII-школы семинара НМММ-18 (2002) Москва, стр. 240-242.

10. V.A.Buravtsova, E.A.Gan'shina, V.S.Guschin, Yu.E.Kalinin, A.V.Sitnikov, O.V.Stognei, N.E.Syr'ev. Influence of magnetostriction on magnetooptical properties and giant magnetoresistance of nanocomposites.. Moscow International Symposium on Magnetism 2002, Program, p.27

11. V.E.Buravtsova, E.A.Gan'shina, V.S.Guschin, S.I.Kasatkin, A.M.Muravjev, F.A.Pudonin. Magnetic and magneto-optic properties of FeNi-SiC-FeNi nanogeterostructures. Moscow International Symposium on Magnetism, 2002, Program, p.72.

12. В.Е.Буравцова, С.А.Вызулин, В.В.Запорожец, Ф.А.Пудонин, Н.Е.Сырьев. Ферромагнитный резонанс в наноструктурах ферромагнетик-полупроводник. Тезисы НМММ Астрахань, 2003, 132.

13. Л.А.Ажаева, В.Е.Буравцова, Е.А.Ганьшина, В.С.Гущин, С.И.Касаткин, А.М.Муравьев, Н.В.Плотникова, Ф.А.Пудонин, С.Пхонгхирун, В.Д.Ходжаев. Магнитные и магнитооптические свойства спин-вентильных и спин-туннельных наноструктур. Тезисы НМММ, Астрахань, 2003, 104.

14. S.Antipov, V.Buravtsova, E.Gan'shina, G.Goijunov, V.Guschin, A.Krasheninnikov, F.Pudonin, P.Stetsenko. The Peculiarities of Magnetic State of Ferromagnetic-Semiconductor Multilayers. Abstract Notebook of The 2-nd International Conference and School on Semiconductor Spintronics and Quantum Information Technology SpinTech II, Brugge Belgium, 4.6 August (2003).

15. В.Е.Буравцова, С.А.Вызулин, В.В.Запорожец, С.А.Киров, Н.Е.Сырьев, Ф.А.Пудонин. Ферромагнитный резонанс в наноструктурах ферромагнетик-полупроводник. Сборник трудов II Байкальской международной конференции «Магнитные материалы» Иркутск, 2003,46-48.

16. В.Е.Буравцова, С.А.Вызулин, С.А.Киров, Н.Е.Сырьев, Ф.А.Пудонин. Свойства наноструктур FeNi-SiC-FeNi на сверхвысоких частотах. Труды XIX-школы семинара НМММ-19 (2004) Москва, стр. 667-668.

17. В.Е.Буравцова, В.С.Гущин, С.А.Киров, Е.В. Лебедева, С.Пхонгхирун, Н.Е. Сырьев, И.Т.Трофименко, Н.С.Перов. Магнитные и магнитооптические свойства нанокомпо-зитов (CosiNbHTajMSiOi);«,-» Труды XIX-школы семинара НМММ-19 (2004) Москва, стр. 41J —413.

18. С.Д. Антипов, В.Е. Буравцова, Е.А. Ганьшина, Г.Е. Горюнов, B.C. Гущин, С.И. Касаткин, А.П. Крашенинников, Ф.А. Пудонин, П.Н. Стеценко.Магнитные и магнитооптические свойства спин-туннельных магнитодиэлектрических наногетероструктур. Труды XIX-школы семинара НМММ-19 (2004) Москва, стр. 601-603.

19. V.E. Buravtsova, П.А. Gan'shina, V.S. Guschin, S.I. Kasatkin, F.A. Pudonin. The peculiarities of magnetic and magnetooptic properties of ferromagnetic-semiconductor multilayers. Book of abstracts « Eastmag - 2004» Krasnoyarsk, Russia, 2004. C. 302.

20. V.E.Buravtsova, V.S.Guschin, Yu.E.Kalinin, E.V.Lebedeva and N.E. Syr'ev. Influence of the percolation on properties of nanocomposites (CoMNbuTazMSChWx, Book of abstracts « Eastmag - 2004» Krasnoyarsk, Russia, 2004. P. 361.

21. В.Е. Буравцова, C.A. Вызулин, B.C. Гущин, Е.В. Лебедева, С. Пхонгхирун, Н.Е. Сырьев. Магнитные и магнитооптические свойства нанокомпозитов на основе гранул Co86Nbi2Ta2 и Co45Fe4SZr,o в диэлектрических матрицах. Межд. симпоз. «Порядок, беспорядок и свойства оксидов». Сочи. 13-16 сент. 2004. Сборник трудов, с.83-87.

22. В.Е.Буравцова, В.С.Гушип, С.Л.Киров, Е.В. Лебедева, С.Пхонгхирун, Н.Е. Сырьсв, И.Т.Трофимеико, Н.С.Перов. Магнитные и магнитооптические свойства нанокомпозитов (Cog4Nbi4Ta2).r(Si02)joo__r Book of abstracts «The XXI International Conference on Relaxation Phenomena in solids (RPS-21)» Voronezh, Russia, October 5-8, 2004, C. 202.

23. V. Buravtsova, V. Guschin, A. Dmitriev, Y. Kalinin, E. Lebedeva, S. Phonghirun A. Sitnikov, N. Syr' cv. Influence of percolation on properties of nanocomposiics (Co84NbHTa2)x(Si02)/i»-x. Тезисы M1SM (2005) Москва, стр. 81

24. B.E. Буравцова, C.A. Вызулин, B.C. Гущин, Е.В. Лебедева, С. Пхонгхирун, Н.Е. С.ырь-ев, И.Т.Трофимеико. Магнитные и магнитооптические свойства нанокомпозитов на основе гранул Co84Nb14Ta2 и Co45Fc45Zrio в диэлектрических матрицах. Сб. трудов межд. науч. коиф. «Излучение и рассеяние электромагнитных волн. ИРЭМВ - 2005г » Таганрог. Изд-во ТРТУ. 2005. с. 228-232

25. В.Е.Буравцова, А.Л.Дмитриев, О.С.Иванова, С.Пхонпхирун, Н.Е.Сырьев. Магнитооптические свойства нанокомпозитов ферромагнетик-полупроводник, двенадцатая Всероссийская научная конференция студентов-физиков и молодых ученых (ВНКСФ-12, Новосибирск): Материалы конференции, тезисы докладов / Новосиб. гос. ун-т Новосибирск. 2006. С.403-404.

26. В.Е. Буравцова, Е.А. Ганьшина, О.С. Иванова, Ю.Е. Калинин, С. Пхонгхирун, А.В. Ситников. Исследование влияния толщины полупроводниковой прослойки на магнитооптические свойства наногетероструктур [(Co45Fe45Zr10)x/(a-Si)Y]40. Межд. симпоз. «Порядок, беспорядок и свойства оксидов». Сочи. 12-17 септ. 2007. Сборник трудов с.235-237. W '

27. В.Е. Буравцова, А.Л. Дмитриев, О.С. Иванова, С. Пхонгхирун, Н.Е. Сырьев. Исследование влияния толщины полупроводниковой прослойки на магнитооптические свойства наногетероструктур [(Co4jFe4JZril,)x/(a-Si)Y]4o. Тринадцатая Всероссийская научная конференция студентов-физиков и молодых ученых (ВНКСФ-13, Новосибирск): Материалы конференции и тезисы докладов. Новосиб. гос. ун-т. Новосибирск

2007. С.362-363.

28. В.Е.Буравцова, О.С.Иванова. Магнитооптические свойства аморфных композиционных пленок. Международная конференция студентов, аспирантов и молодых ученых по фундаментальным наукам (Ломоносов-2008, секция физика). Сборник тезисов

2008. с. 276-278.

29. В.Е. Буравцова, Е.А. Ганьшина, А.А. Дмитриев, О.С. Иванова, Ю.Е. Калинин А В Си гников. Магнитооптические свойства аморфных многослойных пленок Межд симпоз. «Упорядочение в минералах и сплавах». Сочи. 10-15 сент. 2008. Сборник трудов, с. 106-109.

30. V.E.Buravtsova, E.A.Gan'shina, O.S.Ivanova, Yu.E.Kalinin, S.A.Kirov, A.V.Sitnikov. Magnetooptical properties of amorphous composite films. Book of abstracts MISM (2008) Moscow, P. 314

31. В.Е. Буравцова, Е.А. Ганьшина, Ю.Е Калинин, А.В. Ситников. Магнитооптические свойства многослойных наноструктур ферромагнетик-полупроводник. Труды XXI международной конференции НМММ-21 (2009) Москва, стр. 214-216.

32. В.Е.Буравцова, D.A.Volkonskiy Магнитооптические свойства наномультислойных структур гранулированный нанокомпозит-полупроводник. Конференция «Ломоно-сов-2010», Москва, МГУ имени М.В.Ломоносова, 12 - 15 апреля (2010), http://lomonosov-msu.ru/archive/Lomonosov 2010/23-I5.rar 4_54_970_ 18341.pdf

33. V.Buravtsova, E.Gan'shina, E.Lebedeva, N.Syr'ev, I.Trofimenko, S.Vysulin, I.Shipkova, S.Phonghirun, Yu.Kalinin, and A.Sitnikov. The features of TKE and FMR in nanocomposites-semiconductor multylayers. IV Euro-Asian Symposium "Trends in MAGnetism": Nanospintronics (EASTMAG-2010), Ekaterinburg, Russia, June 28 - July 2 (2010) p.237.

34. V.Buravtsova, E.Gan'shina, A.Novikov, Yu.Kalinin, A.Sitnikov Magneto-optical properties of multilayer nanostructures with composite magnetic layers. Book of abstracts MISM (2011) Moscow, P. 209

35. B.E. Буравцова Роль интерфейса в формировании магнитооптического отклика многослойных пленок нанокомпозит-полупроводник. Конференция «Ломоносов-2011», Москва, МГУ имени М.В.Ломоносова, 11 — 15 апреля (2011) http://lomonosov-msu.ru/archive/Lomonosov 2011/1300/1300.pdf

Цитируемая литература

1. S.Mitani, H.Fujimori, K.Takanashi, K.Yakusiji, J.G.Ha, S.Takanashi, S.Maekawa, S.Ohnuma, N.Kobayashi, T.Masumoto, M.Ohnuma, K.Hono, Tuime1-MR and spin electronics in metal-nonmetal granular systems//JMM.1999.V.198-199.P.179

2. J.C. Slonczewski Conductance and exchange coupling of two ferromagnets separated by tunneling barrier//Physical Review В/ 1989.V.39.N10.P/6995-7002

3. И.В. Быков, Е.Л. Гапьшина, А.Б. Грановский, B.C. Гущин, Магниторефрактивный эффект в гранулированных пленках с туннельным магнитосопротивлснием. // ФТТ 42 (2000) 487.

4. E.Ganshina, A.Granovsky, B.Dieny, R.Kumaritova, A.Yurasov Magneto-optical spectra of discontinuous multilayers Co/Si02 with tunnel magnetorcsistance// Physica В

229,2001, P260-264

5. С.А.Вызулин, А.В.Горобинский, Ю.Е.Калинин, Е.В.Лебедева, А.В.Ситников, Н.Е.Сырьев, И.Т.Трофименко, Ю.И.Чекрыгина, И.Г.Шипкова. ФМР, магнитные и ре-зистивные свойства мультислойных наноструктур (CoFeZt-)x(Al2O;0i-x''Si// Известия РАН, серия физическая. (2010), Т. 74, №10, с. 1441-1443

6. Александр Викторович Ситников. Электрические и магнитные свойства наногетеро-генных систем металл-диэлектрик. Докторская диссертация. ВГТУ. Воронеж 2009.

7. Victoria Е. Buravtsova, Vladimir S. Guschin, Yuri E. Kalinin, Sergey A. Kirov, Eugenia V. Lebedeva, Songsak Phonghirun, Alexander V. Sitnikov, Nikolay E. Syi'ev and Igor' T. Trofimenko. Magnetooptical properties and FMR in granular nanocomposites (Co84Nb,4Ta2)x(Si02)ioo-x.//CEJP V2, №4, 2004, pp. 566-578.

8. B.E. Буравцова, С.А. Вызулин, B.C. Гущин, E.B. Лебедева, С. Пхонгхирун, Н.Е. Сырь-ев. Магнитные и магнитооптические свойства нанокомпозитов на основе гранул Co86Nb12Ta2 и Co45Fe45Zrio в диэлектрических матрицах. Межд. симпоз. «Порядок, беспорядок и свойства оксидов». Сочи. 13-16 сент. 2004. Сборник трудов, с.83-87.

9. В.Е.Буравцова, В.С.Гущин, С.А.Киров, Е.В. Лебедева, С.Пхонгхирун, Н.Е. Сырьев, И.Т.Трофименко, Н.С.Перов.Магнитные и магнитооптические свойства нанокомпозитов (Co84Nbi4Ta2)x(Si02)ioo-x. Book of abstracts «The XXI International Conference on Relaxation Phenomena in solids (RPS-21)» Voronezh, Russia, October 5-8, 2004, C. 202.

10. B.E. Буравцова, C.A. Вызулии, B.C. Гущин, E.B. Лебедева, С. Пхонгхирун, Н.Е. Сырьев, И.Т.Трофименко.Магнитныс и магнитооптические свойства нанокомпозитов на основе гранул Со841\ГЬ14Тз2 и Co45Fe45Zrio в диэлектрических матрицах. Сб. трудов межд. науч. конф. «Излучение и рассеяние электромагнитных волн. ИРЭМВ -2005г.» Таганрог. Изд-во ТРТУ. 2005. с. 228-232.

11. В.Е.Буравцова, А.А.Дмитриев, О.С.Иванова, С.Пхонгхирун, Н.Е.Сырьев. Магнитооптические свойства нанокомпозитов ферромагнетик-полупроводник. Двенадцатая Всероссийская научная конференция студентов-физиков и молодых ученых (ВНКСФ-12, Новосибирск): Материалы конференции, тезисы докладов / Новосиб. гос. уи-т. Новосибирск. 2006. С.403-404.

12. Сонгсак Пхонгхирун. Магнитооптические свойства нанокомпозитов ферромагнитный металл-диэлектрик и наномультислойных пленок ферромагнетик-полупроводник. Кандидатская диссертация. Физический факультет. Москва 2007.

13. В.Е.Буравцова, Е.А.Г'аньшина, В.С.Гущин, Ю.Е.Калинин, С.Пхошхирун, А.В.Ситников, О.В.Стогней, Н.Е.Сырьев. Гигантское магнитосопротивление и магнитооптические свойства гранулированных нанокомлозитов металл-диэлектрик// Известия Академии Наук, серия физическая, Т67, №7, с.918-920, 2003.

14. М.В. Вашук, Е.А.Ганьшина, И.И. Тульский, П.Н.Щербак, Ю.Е.Калинин, А.В.Ситников. Оптическая и магнитооптическая спектроскопия мультислойных нано-структрур {СоРс2г(х)-а81(у)}„ и {СоРе7г(х)-8Ю2(у)}„ //Журнал функциональных материалов, 2007, т.1, №9, с.322-328.

Подписано к печати {4-И.И Т»ргж ЯО Заказ 2.01.

Отпечатано в отделе оперативном печати физического факультета МГУ

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. Наноматериалы.

1.1. Нанокристаллические твердые тела.

1.2. Гранулированные нанокомпозиты.

1.3. Многослойные наноструктуры.

ГЛАВА 2. Магнитооптические эффекты в ферромагнетиках.

2.1. Классификация магнитооптических эффектов.

2.2. Феноменологическое описание экваториального эффекта Керра.

2.3. Феноменологическое описание экваториального эффекта Керра для многослойных структур.

2.3.1. Общие определения.

2.3.2. ЭЭК для многослойной структуры.

2.4. Магнитооптические свойства нанокомпозитов.

ГЛАВА 3. Методы измерения.

3.1. Экспериментальная установка для измерения экваториального эффекта Керра.

3.2. Автоматизация установки для измерения экваториального эффекта Керра.

3.3. Ошибки измерений.

ГЛАВА 4. Технология изготовления образцов.

4.1. Многослойные структуры на основе пермаллоя и карбида кремния.

4.2. Многослойные и гранулированные структуры на основе ферромагнитных сплавов Со45ре451гю, Со4оРе4оВ2о и Со84№Ъ14Та2.

ГЛАВА 5. Магнитооптические свойства многослойных нанострукур пермаллой - карбид кремния.

5.1. Образцы.

5.2. Спектры ЭЭК. Зависимость МО отклика многослойной структуры от толщины образующих слоев.

5.3. Полевые и ориентационные зависимости ЭЭК многослойных пленок.

5.4. Роль полупроводника (карбида кремния) в формировании магнитооптических эффектов.

5.5. Основные результаты.

ГЛАВА 6. Магнитооптические свойства многослойных наноструктур ферромагнетик - аморфный гидрогенизированный кремний.

6.1. Образцы.

6.2. Зависимость МО отклика многослойных структур от толщины образующих слоев.

6.3. Основные результаты.

ГЛАВА 7. Магнитооптические свойства гранулированных наноструктур ферромагнитный сплав - диэлектрик

7.1. Образцы.

7.2. Спектральные, полевые и концентрационные зависимости ЭЭК объемного нанокомпозита.

7.3. Спектральные, полевые и концентрационные зависимости

ЭЭК послойно напыленных нанокомпозитов.

7.4. Основные результаты.

ГЛАВА 8. Магнитооптические свойства многослойных нанострукур гранулированный ферромагнетик -аморфный гидрогенизированный кремний.

8.1. Образцы.

8.2. Влияние толщины композитных слоев на магнитооптический отклик пленок нанокомпозит/кремний.

8.3. Магнитооптические свойства многослойных пленок на основе гранулированного ферромагнетика с концентрацией

ФМ фазы ниже порога перколяци.

8.4. Магнитооптические свойства многослойных пленок на основе гранулированного ферромагнетика с концентрацией ФМ фазы в районе порога перколяции.

8.5. Основные результаты.

Устойчивый интерес к наноструктурам, возникший в последнее время, обусловлен возможностью значительной модификации и принципиального изменения качеств известных материалов при переходе в нанокристаллическое состояние. Созданные благодаря нанотехнологиям новые наноразмерные магнитные материалы проявляют ряд необычных свойств: гигантское магнитосопротивелние (ГМС), гигантский магнитный импеданс (ГМИ) [1], аномальный эффект Холла (АЭХ) [2], сильный магнитооптический (МО) отклик [3] и аномальные оптические эффекты [4]. Все эти явления открывают огромные перспективы, как для фундаментальных исследований, так и для многообещающих возможностей их применения. Так, например, нанокомпозитные материалы могут быть использованы при разработке высокочувствительных датчиков магнитного поля и температуры, в создании устройств для записи, считывания и хранения информации [5]. Практический интерес также представляют многослойные структуры проявляющие значительные спин-вентильный и спин-туннельныи магниторезистивные (МР) эффекты при малых магнитных полях (до 1кЭ). Разработка элементов на основе этих эффектов имеет большое значение, т.к. позволит, с одной стороны, резко увеличить плотность записываемой и считываемой информации, повысить чувствительность сенсоров, а с другой — создать новые виды тонкопленочных магниторезистивных элементов. С прикладной точки зрения особенно перспективными представляются спин-туннельные магниторезистивные структуры, в которых получены значения гигантского магнитосопротивления свыше 40% при комнатной температуре. На их основе уже созданы экспериментальные образцы спинового транзистора, датчиков магнитного поля которые регистрируют поля порядка 10"6 Э [6], экспериментальные образцы МР запоминающего устройства с произвольной выборкой (ЗУПВ, MRAM — magnetoresistive random access memory) емкостью 256 Кб и спинового транзистора [7].

Объектом интенсивных экспериментальных и теоретических исследований является вопрос взаимного влияния состава и микроструктуры на магнитные, магнитооптические и магнитотранспортные свойства наногетероструктур. Несмотря на большое количество работ до сих пор нет достаточной ясности в понимании процессов, сопровождающих структурную перестройку вещества, т.к. трудно предсказать свойства пленок, в которых значительную роль играют взаимодействия наночастиц между собой, с матрицей и с подложкой, при огромном влиянии размерных и поверхностных эффектов, накладываемых частицами, их границами и поверхностью пленок.

В связи с этим актуальным оказываются экспериментальные методы, позволяющие получить представление о внутренней структуре таких материалов и особенностях магнитного взаимодействия в них. Оптические и магнитооптические методы являются наиболее простыми, эффективными и информативными при исследовании наноструктур. МО методы обладают, рядом достоинств, главное из которых состоит в том, что в отличие'от оптических, они чувствительны к спину, что позволяет выделить, к какой спиновой зоне относится данный оптический переход. МО методы чувствительны к наличию магнитных неоднородностей, к изменению формы размера частиц, к их объемному распределению и к появлению новых магнитных фаз. МО методам присуща уникальная особенность - это, в принципе, динамические методики, которые несут отклик электронной системы на модуляцию вектора спонтанной намагниченности, что обеспечивает высокую чувствительность, характерную для всех дифференциальных методик. Эти методы, несмотря на долгую жизнь, продолжают совершенствоваться как в методическом отношении, так и в чисто научном плане. В подавляющем большинстве случаев, однако, целенаправленно проводимые эксперименты в идейном отношении не являются принципиально новыми, но их широкое использование в исследованиях, а также быстрый рост числа соответствующих публикаций свидетельствует о том, что из области "чистых" эффектов они перешли в область рабочих методик физики твердого тела.

Т.о. детальные исследования магнитооптических свойств наногетероструктур в зависимости от состава и технологии получения необходимы для понимания общих закономерностей формирования физических свойств наноструктур, что приведет к реализации практических задач, и в первую очередь для конструирования материалов с заданными магнитными и МО параметрами, для разнообразных применений материалов в современных элементах памяти и интегральной оптики, в качестве управляемых элементов оптических трактов и магнитооптических устройств, в лазерной технике и т.д.

Цель работы состояла в исследовании особенностей формирования магнитных и магнитооптических свойств трех групп низкоразмерных материалов — нанокомпозитов ферромагнитный аморфный сплав -, ■ ж -I. диэлектрик; многослойных магниторезистивных структур ферромагнетик- > • г , полупроводник, а также сложных магнитополупроводниковых структур на основе гранулированного композита и полупроводника.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

• исследование изменения магнитных и магнитооптических свойств многослойных пленок на основе Бегг^з и БЮ в зависимости от толщины и порядка следования слоев;

• анализ влияния изменения толщины слоев и их соотношения на магнитные и магнитооптические свойства многослойных пленок аморфный ферромагнетик Со45ре452гю с прослойками полупроводника — гидрогенизированного аморфного кремния;

• изучение влияния состава и технологических условий получения нанокомпозитов аморфный ферромагнетик-диэлектрик на их магнитные и магнитооптические свойства;

• исследование эволюции магнитных и магнитооптических свойств магнитополупроводниковых структур [(Со45ре452г1о)2(А120з)юо-г/(а-81:Н)]П в зависимости от концентрации Ъ ФМ фазы в слоях композита и толщин образующих слоев.

Достоверность полученных результатов обеспечена обоснованностью используемых в работе экспериментальных методов изучения магнитных и магнитооптических свойств наноструктур, детальным анализом физических явлений и процессов, определяющих эти свойства, а также корреляций результатов, полученных на различных образцах. В значительной степени достоверность полученных результатов подтверждается хорошим согласованием между экспериментально полученными данными по магнитооптическим свойствам структур и данными, почерпнутыми из литературных источников, по структурным, магнитным и;1,ну , электротранспортным свойствам. ч < V

Научная новизна результатов работы состоит в следующем:

• Обнаружено, что кривые намагничивания и полярные диаграммы многослойных наногетероструктур Ре22№7&/81С/Те22№78 в области малых полей сложным образом зависят как от толщин слоев ферромагнетика и полупроводника, так и от величины намагничивающего поля. Установлено, что наблюдаемые особенности связаны с интерфейсными явлениями на границе раздела ферромагнетик-полупроводник.

• Показано, что МО отклик многослойной пленки [(Со45ре452гю)х/(а-80у]п нелинейно зависит от толщины кремния. Для гибридных магнитных структур, в которых и слой ферромагнетика, и слой полупроводника являются дискретными, наблюдается усиление МО отклика. Эволюция магнитооптических свойств исследованных структур объясняется влиянием диффузного интерфейсного слоя на их микроструктуру.

• Впервые исследована зависимость магнитооптических свойств массивных нанокомпозитов (Co45Fe45Zrlo)z(Al20з)loo-z и композитов аналогичного химического состава, полученных послойным напылением, в зависимости от толщины напыляемого слоя. Установлено, что микроструктура послойно напыленных композитов существенно отличается от микроструктуры объемных нанокомпозитов, а порог перколяции смещается в область меньших значений содержания ФМ фазы.

• Впервые проведено исследование магнитооптических свойств многослойных структур нанокомпозит-полупроводник [(Со45ре452гю)2(А120з)юо-г/(а-$кН)]п в широкой области толщин слоев и концентраций Ъ магнитной фазы. Обнаружена корреляция зависимостей магнитных, магнитооптических и электро-транспортных 0 свойств наноструктур от толщины аь Установлено что в структурах с . ^ , у нанокомпозитом до порога перколяции введение тонкой прослойки

1 нм) приводит к усилению эффективного магнитного взаимодействия гранул.

• Впервые обнаружены аномалии зависимости магнитооптического отклика от приложенного магнитного поля для многослойных структур нанокомпозит-полупроводник, что связывается с образованием в структуре нескольких нанокомпозитов с различными магнитооптическими свойствами.

Практическая ценность. Результаты, полученные в диссертационной работе существенно расширяют представление о магнитооптических явлениях в наноструктурных материалах. Результаты исследований могут быть использованы для развития технологий получения наноструктур необходимой конфигурации с заданными свойствами и для разработки новых материалов для спинтроники.

Положения, выносимые на защиту

• Аномальное поведение полевых и ориентационных зависимостей экваториального эффекта Керра и магнитных свойств многослойных пленок на основе пермаллоя и карбида кремния, указывающие на сложный вид их магнитных структур и необходимость учета влияния немагнитной полупроводниковой прослойки на характер взаимодействия ферромагнитных слоев.

• Нелинейная зависимость величины экваториального эффекта Керра (ЭЭК) многослойных структур Со45Ре452г1о/81 от толщины слоев полупроводника и усиление МО отклика в гибридных структурах связаны с влиянием диффузного интерфейса ферромагнетик-полупроводник.

• Микроструктура послойно напыленных композитов существенно отличается от микроструктуры объемных нанокомпозитов, размер и форма гранул в нанокомпозите зависят от толщины напыляемого слоя.

• В многослойных структурах нанокомпозит-полупроводник [(Со45ре452г1о)2(А120з)1оо-2/(а-81:Н)]п МО отклик определяется конкуренцией вкладов от слоя композита и нового композита, образующегося на интерфейсе металлическая гранула -полупроводник, концентрация магнитной фазы в котором зависит как от вида и размера гранул в композитном слое, так и скорости образования силицидов.

Апробация работы. Результаты работы докладывались на: XVIII, XIX, XX и XXI Международных школах-семинарах «Новые магнитные материалы микроэлектроники» (Москва, 2002, 2004, 2006 и 2009 гг.); «Московском

Международном симпозиуме по магнетизму MISM». - (Moscow, MSU, 2005, 2008, 2011 гг.); «Проблемы магнетизма в магнитных пленках, малых частицах и наноструктурных объектах» (Астрахань, 2003 г); EASTMAG, Euro-Asian Symposium «Trends in Magnetism» (Krasnoyarsk 2004 г. и Ekaterinburg 2010 г.); Междисциплинарном, международном симпозиуме «Порядок, беспорядок и свойства оксидов ODPO » (Сочи, 2002, 2004, 2007, 2008 гг); II Байкальской международной конференции «Магнитные материалы» (Иркутск, 2003); International Conference on Relaxation Phenomena in solids (RPS-21, Voronezh, 2004); 4-ой межрегиональной молодежной школе «Материалы нано-, микро- и оптоэлектроники: физические свойства и применение» (Саранск, 2005 г.); международной научной конференции «Излучение и рассеяние электромагнитных волн. ИРЭМВ - 2005г.» (Таганрог 2005 г.); Всероссийской научной конференции студентов-физиков и молодых ученых (ВНКСФ, Новосибирск, 2006, 2007 гг); Международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых по фундаментальным наукам (Ломоносов 2008,2010 и 2011, секция физика).

1 ' 1 » '' Сд

Личный вклад соискателя. Автором лично получена основная- часть' экспериментальных результатов: исследованы магнитооптические спектры, полевые, ориентационные зависимости экваториального эффекта Керра (ЭЭК) представленных образцов. Магнитные характеристики симметричных Fe22Ni78/SiC/Fe22Ni78 и ассиметричных Fe22Ni78/Ti/Fe22Ni78/SiC наногетероструктур исследовались индукционным методом в Институте Проблем Управления им. В. А. Трапезникова РАН д.т.н. Касаткиным С.И. Данные по микроструктуре и удельному электросопротивлению гранулированных и многослойных пленок на основе ферромагнитных сплавов Co4iFe39B2o, Co45Fe45Zrio, Co86Nbi2Ta2, диэлектриков SiC>2, А120з, и полупроводника Si были получены в Воронежском Государственном Университете в лаборатории д.ф.-м.н. Калинина Ю.Е. Исследование намагниченности и петель гистерезиса многослойных структур

Со45ре45гг1о)2(А12Оз)1оо-2/81 с композитом до порога перколяции проводилось на физическом факультете МГУ им. М.В.Ломоносова в лаборатории д.ф.-м.н. Перова Н.С.; с композитом в районе порога перколяции — авторами [8]. Обсуждение и анализ полученных экспериментальных результатов проводились авторами соответствующих работ совместно.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, 8 глав, заключения и списка цитируемой литературы. Работа содержит 165 страниц машинописного текста, включает 54 рисунка, 2 гистограммы, 8 таблиц и 165 библиографических ссылок.

8.5. Основные результаты.

Проведено исследование магнитооптических свойств многослойных структур в широкой области толщин слоев как композита, так и полупроводника, и концентраций Z магнитной фазы:

1. Установлено, что характер частотной зависимости и величина ЭЭК сильно зависят от толщины слоев полупроводника, толщины и концентрации ФМ фазы слоев гранулированного ферромагнетика.

2. МО методом показано, что при уменьшении толщины композитного слоя число контактов ферромагнетик - полупроводник увеличивается.

3. Увеличение числа гранул ферромагнетика, контактирующего с кремнием приводит с одной стороны к росту кластеров гранула-кремний, увеличивающих величину ЭЭК, с другой, к уменьшению величины ЭЭК за счет уменьшения концентрации ФМ фазы во всем образце, в том числе из-за образования новых химических соединений — немагнитных силицидов металлов на границе ферромагнитная гранула-кремний.

4. МО методом установлено, что на интерфейсе ФМ-гранула -полупроводник происходит образование нового композита (СодзРедзггюХБО или (Со45ре452гю)(8{+силициды), концентрация магнитной фазы в котором зависит, как от вида и размера гранул в композитном слое, так и от отношения Х/У и скорости образования силицидов.

5. МО методом удалось разделить вклады от композитных слоев (Со45ре452гю)2(А120з)юо-г и образовавшегося в процессе изготовления пленок композита (Со45Ее452гю)(81+силициды).

6. Показано, что использование гранулированного ферромагнетика в качестве прослойки в многослойных пленках не приводит к изоляции гранул ферромагнетика от контактов с полупроводником, не зависимо от толщин как композита, так и полупроводника.

7. Получившийся интерфейс, существенно влияющий на МО свойства многослойных структур довольно сложно описать из-за множества факторов, влияющих на его образование и структуру.

Заключение

Наиболее существенными научными результатами работы являются:

• Получены новые экспериментальные данные об аномальном поведении, полевых и ориентационных зависимостях экваториального эффекта Керра и магнитных свойств многослойных пленок на основе пермаллоя и карбида кремния, указывающие на сложный вид их магнитных структур и необходимость учета влияния немагнитной полупроводниковой прослойки на характер взаимодействия ферромагнитных слоев.

• Обнаружены нелинейная зависимость МО свойств многослойных пленок на основе сплава Со45ре452гю и аморфного гидрогенизированного кремния от толщины слоев и усиление магнитооптического отклика в гибридных структурах, связанные с влиянием интерфейса ферромагнетик-полупроводник.

• Показано влияние технологии изготовления на МО свойства нанокомпозитов ферромагнетик-диэлектрик. Установлено, что микроструктура послойно напыленных нанокомпозитов существенно отличается от микроструктуры объемных нанокомпозитов, а порог перколяции смещается в область меньших значений содержания ФМ фазы.

• Впервые проведено исследование магнитооптических свойств многослойных структур нанокомпозит-полупроводник (Со45ре45гг,о)2(А120з),оо-г/8* в широкой области толщин слоев и концентраций Ъ магнитной фазы. Обнаружено, что в структурах нанокомпозит-полупроводник введение тонких слоев Б! (до 2 нм) приводит к усилению эффективного магнитного взаимодействия между гранулами Со45ре452гю.

• Установлено, что на интерфейсе магнитная гранула-кремний происходит образование нового композита (Со45ре452г10)(81+силициды), концентрация магнитной фазы в котором зависит, как от вида и размера гранул в композитном слое, так и от скорости образования силицидов.

Благодарности

Считаю своим приятным долгом выразить глубокую благодарность моему учителю доценту Владимиру Сергеевичу Гущину, под чьим руководством я начала свою исследовательскую работу, и общение с которым пробудило во мне интерес к магнитооптике. Я очень благодарна своему научному руководителю профессору Елене

Александровне Ганыииной за внимание, уделенное мне и моей работе, за все те знания, которые она в меня вложила, за мудрые советы при написании диссертации и помощь в научных исследованиях.

Я благодарна своим коллегам — доцентам Н.Е.Сырьеву, С.А.Кирову, Е.В.Лукашевой, профессору Н.С.Перову, В.В.Кашенинникову за многолетнюю совместную работу, дискуссии и критику, способствовавшие формированию моих научных взглядов. А так же благодарю студентов: А.А.Дмитриева, О.С.Иванову, Д.А.Волконского, А.И.Новикова за помощь в проведении эксперимента. Выражаю искреннюю признательность коллективам кафедр общей физики и магнетизма за дружескую обстановку и содействие в выполнении этой работы.

Отдельно хочу поблагодарить заведующего кафедрой общей физики профессора А.М.Салецкого за неподдельный интерес к моей работе, искреннее участие в ней и всестороннюю помощь.

Список печатных работ по теме диссертации

Всего 35, из них 6 статей.

1. В.Е.Буравцова, Е.А.Ганыиина, В.С.Гущин, Ю.Е.Калинин, С.Пхонгхирун, А.В.Ситников, О.В.Стогней, Н.Е.Сырьев. Гигантское магнитосопротивление и магнитооптические свойства гранулированных нанокомпозитов металл-диэлектрик. Известия Академии Наук, серия физическая, 67, №7, 918-920 (2003)

2. V.E. Buravtsova, Е.А. Gan'shina, V.S. Guschin, S.I. Kasatkin, A.M. Muravjev, F.A. Pudonin. Investigations of magnetic and magnetooptic properties of nanoheterostructures with NiFe and SiC layers //Microelectronic Engineering 69. N.2-4. 279-282 (2003)

3. В.Е.Буравцова, Е.А.Ганыиина, В.С.Гущин, С.И.Касаткин, А.М.Муравьёв, Н.В.Плотникова, Ф.А.Пудонин. Магнитные и магнитооптические свойства многослойных наноструктур ферромагнетик-полупроводник. Физика твердого тела 46, №5, 864 -874 (2004)

4. Victoria Е. Buravtsova, Vladimir S. Guschin, Yuri E. Kalinin, Sergey A. Kirov, Eugenia V. Lebedeva, Songsak Phonghirun, Alexander V. Sitnikov, Nikolay E. Syr'ev and Igor' T. Trofimenko. Magnetooptical properties and FMR in granular nanocomposites (Co84Nbi4Ta2)^(Si02)ioo-x-CEJP 2, №4, 566-578 (2004)

5. B.E. Буравцова, Е.А. Ганьшина, A.A. Дмитриев, O.C. Иванова, Ю.Е. Калинин, А.В. Магнитооптические свойства аморфных многослойных пленок. Ситников Известия Академии Наук, серия физическая, 73, №9, 1374-1376 (2009).

6. V. Buravtsova, Е. Gan'shina, Е. Lebedeva, N. Syr'ev, I. Trofimenko, S. Vyzulin, I. Shipkova, S. Phonghirun, Yu. Kalinin and A. Sitnikov. The features of TKE and FMR in nanocomposite-semiconductor multilayers. // Solid State Phenomena. 168-169 533-536 (2011)

7. В.Е.Буравцова, С.Пхонгхирун, А.В.Ситников, О.В.Стогней, Н.Е.Сырьев Гигантское магнитосопротивление и магнитооптические свойства гранулированных нанокомпозитов металл-диэлектрик. Межд. симпоз. «Порядок, беспорядок и свойства оксидов». Сочи. 9-12 сент. 2002. Сборник трудов, часть I, с.43-45.

8. В.Е.Буравцова, Е.А.Ганьшина, В.С.Гущин, Ю.Е.Калинин, С.Пхонгхирун, А.В.Ситников, О.В.Стогней, Н.Е.Сырьев. Гигантское магнитосопротивление и магнитооптические свойства гранулированных композитов металл-диэлектрик. Труды XVIII-школы-семинара НМММ-18 (2002) Москва., стр. 187-189.

9. В.Е.Буравцова, В.С.Гущин, С.И.Касаткин, А.М.Муравьев, Ф.А.Пудонин. Магнитные и магнитооптические свойства наногетероструктур на основе FeNi и SiC. Труды XVIII-школы семинара НМММ-18 (2002) Москва, стр. 240-242.

10.V.E.Buravtzova, E.A.Gan'shina, V.S.Guschin, S.I.Kasatkin, A.V.Sitnikov, O.V.Stognei, N.E.Syr'ev. Influence of magnetostriction on magnetooptical properties and giant magnetoresistance of nanocomposites. Moscow International Symposium on Magnetism, 2002, Program, p.27

11.В.Е.Буравцова, Е.А.Ганьшина, В.С.Гущин, С.И.Касаткин, А.М.Муравьев, Ф.А.Пудонин. Magnetic and magneto-optic properties of FeNi-SiC-FeNi nanogeterostructures. Тезисы MISM (2002) Москва, стр. 72.

12.С.А.Вызулин, В.В.Запорожец, В.Е.Буравцова, Ф.А.Пудонин, Н.Е.Сырьев. Ферромагнитный резонанс в наноструктурах ферромагнетик-полупроводник.Тезисы НМММ, Астрахань, 2003, 132.

13.Л.А.Ажаева, В.Е.Буравцова, Е.А.Ганьшина, В.С.Гущин, С.И.Касаткин,

A.М.Муравьев, Н.В.Плотникова, Ф.А.Пудонин, С.Пхонгхирун,

B.Д.Ходжаев. Магнитные и магнитооптические свойства спинвентильных и спин-туннельных наноструктур. Тезисы НМММ, Астрахань, 2003, 104.

14. S.Antipov, V.Buravtsova, E.Gan'shina, G.Gorjunov, V.Guschin, A.Krasheninnikov, F.Pudonin, P.N.Stetsenko. The Peculiarities of Magnetic State of Ferromagnetic-Semiconductor Multilayers. Abstract Notebook of The 2-nd International Conference and School on Semiconductor Spintronics and Quantum Information Technology SpinTech II, Brugge Belgium, 4.6 August (2003).

15. С.А.Вызулин, В.В.Запорожец, В.Е.Буравцова, С.А.Киров, Н.Е.Сырьев, Ф.А.Пудонин. Ферромагнитный резонанс в наноструктурах ферромагнетик-полупроводник. Сборник трудов II Байкальской международной конференции «Магнитные материалы». Иркутск, 2003, 46-48.

16.С.А.Вызулин, В.Е.Буравцова, С.А.Киров, Н.Е.Сырьев, Ф.А.Пудонин. Свойства наноструктур FeNi-SiC-FeNi на сверхвысоких частотах. Труды XIX—школы семинара НМММ-19 (2004) Москва, стр. 667-668.

17.В.Е.Буравцова, В.С.Гущин, С.А.Киров, Е.В. Лебедева, С.Пхонгхирун, Н.Е. Сырьев, И.Т.Трофименко, Н.С.Перов. Магнитные и магнитооптические свойства нанокомпозитов (Cog4Nbi4Ta2)^(Si02)/^—х Труды XIX-школы семинара НМММ-19 (2004) Москва, стр. 411-413.

18.С.Д. Антипов, В.Е. Буравцова, Е.А. Ганьшина, Г.Е. Горюнов, B.C. Гущин, С.И. Касаткин, А.П. Крашенинников, Ф.А. Пудонин, П.Н. Стеценко. Магнитные и магнитооптические свойства спин-туннельных магнитодиэлектрических наногетероструктур. Труды XIX-школы семинара НМММ-19 (2004) Москва, стр. 601-603.

19.V.E. Buravtsova, Е.А. Gan'shina, V.S. Guschin, S.I. Kasatkin, F.A. Pudonin. The peculiarities of magnetic and magnetooptic properties of ferromagnetic-semiconductor multilayers. Book of abstracts « Eastmag -2004» Krasnoyarsk, Russia, 2004. C. 302.

20.V.E.Buravtsova, V.S.Guschin, Yu.E.Kalinin, E.V.Lebedeva and N.E. Syr'ev. Influence of the percolation on properties of nanocomposites (Co84Nbi4Ta2);C(Si02)ioo-x- Book of abstracts « Eastmag - 2004» Krasnoyarsk, Russia, 2004. P. 361.

21.B.E. Буравцова, С.А. Вызулин, B.C. Гущин, E.B. Лебедева, С. Пхонгхирун, Н.Е. Сырьев. Магнитные и магнитооптические свойства нанокомпозитов на основе гранул СозбИЬ^Таг и Co45Fe45Zrio в диэлектрических матрицах. Межд. симпоз. «Порядок, беспорядок и свойства оксидов». Сочи. 13-16 сент. 2004. Сборник трудов, с.83-87.

22. В.Е.Буравцова, В.С.Гущин, С.А.Киров, Е.В. Лебедева, С.Пхонгхирун, Н.Е. Сырьев, И.Т.Трофименко, Н.С.Перов. Магнитные и магнитооптические свойства нанокомпозитов (Со84№14Та2)*(8Ю2)/мх Book of abstracts «The XXI International Conference on Relaxation Phenomena in solids (RPS-21)» Voronezh, Russia, October 5-8, 2004, C. 202.

23.V. Buravtsova, V. Guschin, A. Dmitriev, Y. Kalinin, E. Lebedeva, S. Phonghirun, A. Sitnikov, N. Syr'ev. Influence of percolation on properties of nanocomposites (Co84Nbi4Ta2)^(Si02)/oii-Тезисы MISM (2005) Москва, стр. 81

24.B.E. Буравцова, C.A. Вызулин, B.C. Гущин, E.B. Лебедева, С. Пхонгхирун, Н.Е. Сырьев, И.Т.Трофименко. Магнитные и магнитооптические свойства нанокомпозитов на основе гранул Co84Nbi4Ta2 и Co45Fe45Zrio в диэлектрических матрицах. Сб. трудов межд. науч. конф. «Излучение и рассеяние электромагнитных волн. ИРЭМВ - 2005г.» Таганрог. Изд-во ТРТУ. 2005. с. 228-232

25.О.С.Иванова, В.Е.Буравцова, А.А.Дмитриев, С.Пхонгхирун, Н.Е.Сырьев. Магнитооптические свойства нанокомпозитов ферромагнетик-полупроводник.// двенадцатая Всероссийская научная конференция студентов-физиков и молодых ученых (ВНКСФ-12,

Новосибирск): Материалы конференции, тезисы докладов / Новосиб. гос. ун-т. Новосибирск. 2006. С.403-404.

26.В.Е. Буравцова, Е.А. Ганыпина, О.С. Иванова, Ю.Е. Калинин, С. Пхонгхирун, A.B. Ситников. Исследование влияния толщины полупроводниковой прослойки на магнитооптические свойства наногетероструктур [(Co45Fe45Zrio)x/(a-Si)Y]4o. Межд. симпоз. «Порядок, беспорядок и свойства оксидов». Сочи. 12-17 сент. 2007. Сборник трудов, с.235-237.

27. В.Е. Буравцова, A.A. Дмитриев, О.С. Иванова, С. Пхонгхирун, Н.Е. Сырьев. Исследование влияния толщины полупроводниковой прослойки на магнитооптические свойства наногетероструктур [(Co45Fe45Zrio)x/(n-Si)Y]4o. Тринадцатая Всероссийская научная конференция студентов-физиков и молодых ученых (ВНКСФ-13, Новосибирск): Материалы конференции и тезисы докладов. Новосиб. гос. ун-т. Новосибирск. 2007. С.362-363.

28.В.Е.Буравцова, О.С.Иванова. Магнитооптические^свойства аморфных композиционных пленок. Международная конференция студентов, аспирантов и молодых ученых по фундаментальным наукам (Ломоносов-2008, секция физика). Сборник тезисов. 2008. с. 276-278.

29.В.Е. Буравцова, Е.А. Ганыпина, A.A. Дмитриев, О.С. Иванова, Ю.Е. Калинин, A.B. Ситников. Магнитооптические свойства аморфных многослойных пленок .Межд. симпоз. «Упорядочение в минералах и сплавах». Сочи. 10-15 сент. 2008. Сборник трудов, с.106-109.

30.V.E.Buravtsova, E.A.Gan'shina, O.S.Ivanova, Yu.E.Kalinin, S.A.Kirov, A.V.Sitnikov. Magnetooptical properties of amorphous composite films. Book of abstracts MISM (2008) Moscow, P. 314

31.B.E. Буравцова, Е.А. Ганыпина, Ю.Е Калинин, A.B. Ситников. Магнитооптические свойства многослойных наноструктур ферромагнетик-полупроводник. Труды XXI международной конференции НМММ-21 (2009) Москва, стр. 214-216.

32.В.Е.Буравцова, D.A.Volkonskiy. Магнитооптические свойства наномультислойных структур гранулированный нанокомпозит-полупроводник. Конференция «Ломоносов-2010», Москва, МГУ имени М.В.Ломоносова, 12 - 15 апреля (2010), http://lomonosov-msu.ru/archive/Lomonosov 2010/23-15.гаг 45497018341 .pdf

33.V.Buravtsova, E.Gan'shina, E.Lebedeva, N.Syr" ev, I.Trofimenko, S.Vysulin, l.Shipkova, S.Phonghirun, yu.Kalinin, and A.Sitnikov. The features of TKE and FMR in nanocomposites-semiconductor multylayers. IV Euro-Asian Symposium "Trends in MAGnetism": Nanospintronics (EASTMAG-2010), Ekaterinburg, Russia, June 28 - July 2 (2010) p.237

34.V.Buravtsova, E.Gan'shina, A.Novikov, Yu.Kalinin, A.Sitnikov. Magneto-optical p-roperties of multilayer nanostructures with composite magnetic layers. Book of abstracts MISM (2011) Moscow, P. 209

35.В.Е.Буравцова. Роль интерфейса в формировании магнитооптического отклика многослойных пленок нанокомпозит-полупроводник. Конференция «Ломоносов-2011», Москва, МГУ имени М.В.Ломоносова, 11 — 15 апреля (2011) http://lomonosov-msu.ru/archive/Lomonosov2011/1300/1300.pdf

1. Mitani S., Fujimori H., Takanashi К., Yakusiji К., Ha J.G., Takanashi S., Maekawa S., Ohnuma S., Kobayashi N., Masumoto Т., Ohnuma M., Hono K., Tunnel-MR and spin electronics in metal-nonmetal granular systems//JMM. 1999. V. 198-199/P. 179

2. Slonczewski J.C. Conductance and exchange coupling of two ferromagnets separated by tunneling barrier//Physical Review В/ 1989.V.39.N10.P/6995-7002

3. Ganshina E., Granovsky A., Dieny В., Kumaritova R., Yurasov A. Magneto-optical spectra of discontinuous multilayers Co/SiC>2 with tunnel magnetoresistance// Physica В 229,2001,P260-264

4. И.В. Быков, E.A. Ганьшина, А.Б. Грановский, B.C. Гущин, Магниторефрактивный эффект в гранулированных пленках с туннельным магнитосопротивлением. // ФТТ, 42 (2000) 487.

5. Katayama Т., Suzuki Y., Awano Н., Nishihara Y., Koshizuka N. Enhancement of the Magneto-optical Kerr Rotation in Fe/Cu Bilayered Films. // Phys.Rev.Lett. (1988) v.60, №14, pp. 1426-1429.

6. Tondra M., Wang D., Daughton J. Magnetoresistive characteristics of Schottky-tunnel hot electron spin transistor //J. Vacuum Sci. Technol.1999.N5

7. Н.П.Васильева, А.Б.Грановский, С.И.Касаткин, А.М.Муравьев // . Запоминающие элементы на основе MP тонкопленочных многослойных структур// Зарубежная электронная техника. 1995.№1. с. 32-60.

8. E.A.Gan'shina, V.S.Guschin, S.A. Kirov, Magneto-optical properties and electronic structure ofFe-Co-Si-B alloys. // JMMM, 157/158 (1996) 243

9. Аморфные металлические сплавы / Под ред. Ф.Е.Люборского.-М.: Металлургия, 1987.-584 с11 .Е.А.Ганыиина, В.С.Гущин, С.А. Киров, Магнитооптические свойства и электронная структура сплавов системы Fe-Co-Si-B. // ФММ, 81 (1996) 70

10. Ю. И. Петров. Физика малых частиц. М.: Наука, 1982

11. И.В.Золотухин, Ю.Е.Калинин, О.В.Стогней, Новые направления физического материаловедения, Воронежский ГУ, 2000

12. Н. Gleiter In: Deformation of Polycrystals. Proc. of 2nd RISO Symposium on Metallurgy and Materials Science (Eds.N. Hansen, T. Leffers, H. Lithold). Roskilde, RISO Nat. Lab., (1981) 15

13. R.Birringer, H.Gleiter, H.-P.Klein, P. Marquard. Nanocrystalline materials an approach to a novel solid structure with gas-like disorder? // Physics Letters A, Volume 102, Issue 8, 4 June 1984, Pages 365-369

14. О.В.Стогней. Электроперенос и магнитные свойства аморфных наногранулированных композитов металл-диэлектрик: Дис. на соискание д-ра физ.-мат. наук : 01.04.07 : Воронеж, 2004 290 с. РГБ ОД, 71:04-1/317

15. V.M.Shalaev, A.K.Sarychev. Nonlinear optics of random metal-dielectric films//Phys.Rev. В., 57 (1998) 13265-13288

16. P. А.Андриевский, A. M. Глезер // Физ. мет. и металловедение, 88 (1999) 50; 89 (2000) 191

17. Р. А. Андриевский // Перспективные материалы, №6 (2001) 5

18. А.В. Ведяев, А. Б. Грановский. Гигантское магнитосопротивление // Природа. 8 (1995) стр.72-79

19. R.W. Tokarski, J. P. Marton. Potential optical uses of aggregated metal films // J. Vac. Sci. And Technol, 12 (1975) 643

20. Harris, R.T. McGinnes, B.M. Sigel. The Preparation and Optical Properties of Gold Blacks // J. Opt. Soc. Amer, 38 (1948) 582-588

21. E.K. Plyer, J.J. Ball. Infra-Red Absorption of Deposited Blacks // J. Opt. Soc. Amer, 38 (1948) p. 988

22. L. Harris, J.K. Beasley. The Infrared Properties of Gold Smoke Deposits //J. Opt. Soc. Amer, 42 (1952) pp. 134-140

23. B.H. Синцов. Исследование свойств золотой черни // Журнал прикладной спектроскопии, 4 (1966) с. 503

24. Е. Ando, Н. Sato, S. Ono. Space-charge-perturbed discharge characteristics of polin-vinylcarbazole // J. Appl. Phys, 45 (1974) p 1675

25. D.R. McKenzie. Selective nature of gold-black deposits // J. Opt. Soc. Amer, 66 Issue 3, (1976) pp. 249-253

26. P. Strimer, X. Gerbaux, A. Hadni, T. Souel. Black coatings for infrared and visible, with high electrical resistivity // Infrared. Phys, 21 Issue 1 (1981) pp. 37-39

27. R.E. Anderson, J.R. Crawford. Aluminum black films // Appl. Opt, Vol. 20, Issue 12 (1981) pp. 2041-2042

28. E.K. Sichel, J.I. Gittleman, J. Zelez. Electrochromism in the composite material Au-W03 // Appl. Phys. Lett, 31 (1977) p. 109

29. E.K. Sichel, J.I. Gittleman Transport and optical properties of electrochromic Au-W03 cermets // Appl. Phys. Lett, 33 (1978) p. 564

30. JT.B. Луцев, Спиновые возбуждения в гранулированных структурах с ферромагнитными наночастицами. // ФТТ, 44 (2002) 97

31. Н.Е.Казанцева, А.Т.Пономаренко, В.Г.Шевченко, И.А.Чмутин, Ю.Е.Калинин, А.В.Ситников, Свойства и перспективы применения гранулированных ферромагнетиков в области СВЧ. // Физика и химия обработки материалов, №1 (2002) 5

32. K.CTgrady, H.Laidler, The limits to magnetic recording media considerations. // JMMM, 200 (1999) 616

33. R.L.White, The physical boundaries to high-density magnetic recording. // 209 (2000) 1

34. J.A.Christodoulides, M.J.Bonder, Y.Huang, Intrinsic and Hesteresis properties of FePt nanoparticles. // Phys. Rev.B., 68 (2003) 054428(5)

35. Б.А.Аронзон, A. E. Варфоломеев, A.A. Ликальтер, B.B. Рыльков, M.B. Седова, Проводимость, магнитосопротивление и эффект Холла в гранулированных пленках Fe-Si02.//ФТТ, 41 (1999)944

36. Н. Akinaga, М. Mizuguchi, Т. Manado, Е. Ganshina, A. Granovsky, I. Rodin, A.Vinogradov, A. Yurasov « Enhanced magneto-optical response on magnetic nanoclusters embedded in semiconductor» J.Magn.Magn.Mat. 242-245, part I, (2002) 470

37. E. Gan'shina, R. Kumaritova, A. Bogoroditsky, M. Kuzmichov, S. J. Ohnuma. Optical and magneto-optical spectra of insulating granular system Co-Al-O. // Magn. Soc. Japan, 23 (1999) 379

38. Е.А.Ганыпина, М.В.Вашук, А.А.Виноградов, А.Б.Грановский, В.С.Гущин, П.Н.Щербак, Ю.Е.Калинин, А.В.Ситников, Chong-Oh Kim, Ceol Gi Kim, Эволюция оптических и магнитооптических свойств нанокомпозитов аморфный металл-диэлектрик. // ЖЭТФ, 125 (2004) 1172

39. А.Н.Виноградов, Е.А Ганыпина, В.С.Гущин, С.Н.Козлов, Г.Н.Демидович, Магнитооптические и магнитные свойствананокомпозитов гранулироанный кобальт-пористый кремний. // Письма в ЖТФ 89 (2001) 1384

40. И.В.Быков, Е.А. Ганьшина, А.Б.Грановский, B.C. Гущин, А.А. Козлов, Т. Масумото, С. Онума, Магниторефрактивный эффект в гранулированных сплавах с туннельным магнитосопротивлением, ФТТ 47, 2, (2005)

41. А.Б. Ханикаев, А.Б. Грановский, Ж.-П. Клерк, Влияние распределение гранул по размерам и взаимодействия между гранулами по величине порога перколяции в гранулированных сплавах. // ФТТ, 44 (2002) 1537

42. Yu.E.Kalinin, A.V.Sitnikov, O.V.Stognei, I.V.Zolotukhin. , P.V. Neretin Electrical properties and giant magnetoresistance of the CoFeB-Si02 amorphous granular composites // Materials Science and Engineering: A, Volumes 304-306 (2001) pp. 941-945

43. S.Sankar, B.Dieny, A.E.Berkowitz. Spin-polarized tunneling in discontinuous CoFe/Hf02 multilayers // J. Appl. Phys. 1997. Vol. 81. P. 5512

44. S.Mitani, H.Fujimori, S.Ohnuma. Temperature dependence of tunnel-type GMR in insulating granular systems // Magn. Magn. Mater. Vol. 177 (1998) pp. 919-920

45. B. Dieny, S. Sankar, M. R. McCartney, D. J. Smith, P. Bayle-Guillemaud, A. E. Berkowitz. Spin-dependent tunneling in discontinuous metal/insulator multilayers // J. Mag n. Magn. Mater. Vol. 185 (1998) pp. 283-292

46. Dare A. Wells, Harold S. Slusher, Theory and Problem of Physics for Engineering and Science, 1992 by McGraw-Hill, Inc51 .Г.С.Кринчик, Физика магнитных явлений, М. 1985

47. Л.Валеньчик, Е.Ганынина, В.Гущин, Д.Джураев, Г.Кринчик. Оптические и магнитооптические свойства аморфных сплавов на основе железа//ФММ Т.67, 1108-1116 (1980)

48. Gan"shina Е., Granovsky A, Guschin V., N. Perov, В. Dieny. Influence of the size and shape of magnetic particles on magneto-optical properties of

49. Co7oFe3o)xAgi-x granular alloys // JMM Volume 165, Issues 1-3 (1997) pp. 320-322

50. E. Ganshina, A. Granovsky, V. Gushin, M. Kuzmichov, P. Podrugin, A. Kravetz, E. Shipil. Optical and magneto-optical spectra of magnetic granular alloys // Phisica A Volume 241, Issues 1-2 (1997) pp. 45-51

51. А.Б. Ханикаев, А.Б. Грановский, Ж.-П. Клерк. Влияние распределения гранул по размерам на величину порога перколяции в ранулированных сплавах // Вестник Московского университета. Серия 3, Астрономия, 2001 N6. с 53

52. D.Weller, W.Reim, K.Sporl, H.Brandle. Spectroscopy of multilayers for magneto-optic storage // J. Magn. Magn. Mater. 126, 572 (1991) pp. 183193

53. C.-J.Lin, G.L. Gorman, C.H.Le, R.F.C.Farrow, E.E.Marinero, H.V.Do, H.Notarys, C.J.Chien. Magnetic and structural properties of Co/Pt multilayers // J. Magn. Magn. Mater. 93, 194 (1991) pp.194-206

54. K.Sato, H.Ikekame, Ytosaka, K.Tsuzukiyama, Y.Togami, M. Fujisawa . Fundamental studies and application of short-wavelength magneto-optical effect in Pt-based multilayers // J. Magn. Magn. Mater. 126, 572 (1993) pp. 572-576

55. Julliere M. Tunneling between ferromagneting films// Phys.Rev.Lett. 1975. V. L7. pp 225-226.

56. P. I. Nikitin, A. Yu. Toporov, M. V. Valeiko, S. I. Kasatkin, A. M. Murav'jev, F. A. Pudonin Sandwiched thin-film structures for themagnetoresistive spin-tunnelling sensors //Sensors & Actuators. 2000. 81(1-3). P.57-59

57. Kasatkin S.I., Lopatin V.V., Murav'jev A.M., Nikitin P.I., Nikitin S.I., Popadinetq F.F., Pudonin F.A., Toporov A.Yu., Svatkov A.V. Spin-tunneling magnetoresistive sensor of magnetic field //Sensors & Actuators. 2000. V.85. P. 221-226

58. P.Griinberg, R.Schreiber, Y.Pang, M.B.Brodsky, H.Sowers. Layered magnetic structures: Evidence for antiferromagnetic coupling of Fe layers across Cr interlayers//Phys.Rev.Lett. 1986. v.57. pp 2442-2445

59. M.N.Baibich, J.M.Bruto, A.Fert, F. Nguyen Van Dau, F.Petroff, P.Etienne, G.Creuset, A.Friederich, J.Chazelas. Giant magnetoresistance of (001)Fe/(001)Cr magnetic superlattices//Phys.Rev.Lett. 1988. v.61. №21. pp 2472-2475

60. Johnson M. Theory of spin-dependent transport in ferromagnet-semiconductor heterostructures //Phys.Rev. B 1998.V.58.N.15.P.9635-9638

61. C.Carbone, S.F.Alvarado. Anti parallel coupling between Fe layers separated by a Cr interlayer: Dependence of the magnetization on the film htickness//Phys.Rev.B. 1987. V.36. №4. pp 2433-2435

62. G.Binasch, P.Griinberg, F.Saurenbach, W.Zinn. Enhanced magnetoresistance in layered magnetic structures with antiferromagnetic interlayer exchange// Phys.Rev.B. 1989. V.39. №7. pp 4828-4830

63. S.S.P.Parkin, N.More, K.P.Roche. Oscillations in exchange coupling and magnetoresistance in metallic superlattice structures: Co/Ru, Co/Cr and Fe/Cr.//Phys.Rev.Let. 1990. v.64. pp 2304-2307

64. S.S.P.Parkin, B.R.York. Influence of Deposition Temperature on Giant Magnetoresistance of Fe/Cr Multilayers.//Appl.Phys.Lett. 1993. v.62. Iss 15. pp 1842-1844

65. S.S.P.Parkin, Z.G.Li, D.J.Smith. Giant Magnetoresistance in Antiferromagnetic Co/Cu Multilayers.//Appl.Phys.Lett. 1991. v.58. №23. pp 2710-2712

66. S.S.P.Parkin, R.Bhadra, K.P.Roche. Oscillatory magnetic exchange coupling through thin cooper layers.// Phys.Rev.Lett. 1991. v.66. pp 21522155

67. S.S.P.Parkin, D.Mauri. Spin Engineering Direct Determination of the Rudderman-Kittel-Kasuya-Yosida Far-Field Range Function in Ruthenium.//Phys.Rev.B. 1991. V.44. №13. pp 7131-7134

68. S.S.P.Parkin. Systematic variation of the strength and oscillation period of the indirect magnetic exchange coupling through the 3d, 4d and 5d transition metals.// Phys.Rev.Lett. 1991. v.67. pp 3598-3601

69. M.G.Samant, J.Stohr, S.S.P.Parkin, G.A.Held, B.D.Hermsmeier, F.Herman, M.Vanschilfgaarde, L.C.Duda, D.C.Mancini, N.Wassdahl, R.Nakajima. Induced Spin Polarization in Cu Spacer Layers in Co/Cu Multilayers.// Phys.Rev.Lett. 1994. v.72. №7. pp 1112-1115

70. D.P.Pappas, G.A.Prinz, M.B.Ketchen. Superconducting quantum interference device magnetometry during ultrahigh vacuum growth.// Phys.Rev.Lett. 1994. v.65. №26. pp 3401-3403

71. J.Unguris, R.J.Celotta, D.T.Pierce. Magnetism in Cr Thin Films on Fe( 100).//Phys.Rev.Lett. 1992. v.69. №7. pp 1125-1128

72. J.Unguris, RJ.Celotta, D.T.Pierce. Observation of two different oscillation periods in the exchange coupling of Fe/Cr/Fe(100).// Phys.Rev.Lett. 1991. v.67. pp 140-143

73. A.Barthelemy, A.Fert, N.N.Babich, S.Hadjoudj, F.Petroff, P.Etienne, R.Cabanel, S.Lequien, F. Nguyen Van Dau, G.Creuzet. Magnetic andtransport properties of Fe/Cr superlattices.// J.Appl.Phys. 1990. v.67. №8, pt.2B. pp 5908-5913

74. Folkerts W. Calculated Magnetic Phase-Diagrams and Magnetoresistanse Curves for an Antiferromagnetically Coupled Multilayer Sistem.// JMMM (1991) v.94, Iss3,pp 302-310.

75. Fullerton E.E., Conover M.J., Mattson J.E., Sowers C.H., Bader S.D. Orientationally independent antiferromagnetic coupling in epitaxial Fe/Cr (211) and (100) superlattices. //J.Appl.Phys. (1994) v.75, №10. pp. 64616463.

76. Fullerton E.E., Conover M.J., Mattson J.E., Sowers C.H., Bader S.D., Oscillatory interlayer coupling and giant magnetoresistance in epitaxial Fe/Cr (211) and (100) superlattices.// Phys.Rev.B (1993) v. 48, №21, pp 15755-15763.

77. Folkerts W., Hakkens F. Microstructure induced magnetic anisotropy in Fe/Cr (100) superlattices.// J.Appl.Phys. (1993) v.73, №8, pp.3922-3925.

78. Bruno P. Oscillation of Interlayer Exchange Coupling vs Ferromagnetic Layers Thickness.// Europhys.Lett. (1993) v.23, Iss.8, pp. 615-620

79. Ruhrig M., Schafer R., Hubert A., Mosler R., Wolf J.A., Demokritov S., Grunberg P. Domain Observation on Fe-Cr-Fe Layered Structures -Evidence for a Biquadratic Coupling Effect.// Phys.Stat.Sol.A (1991) Vol 125, Iss 2, pp. 635-656

80. Schrever A., Ankner J.F., Schäfer M., Zeidler TH., Zabel H., Majkrzak C.F., Grunberg P. Direct observation of a Non-Collinear 50°-Coupled

81. Magnetization Profile in a Fe/Cr (001) Superlattice.// 14th Item. Colloquium on Magnetic Films and Surfaces. Colloquium Digest 1994, pp. 490-491.

82. Schrever A., Ankner J.F., Zeidler T., Zabel H., Schafer M., Wolf J.A., Grunberg P., Majkrzak C.F. Noncollinear and Collinear Magnetic Structures in Exchange Coupled Fe/Cr (001) Superlattices. //Phys.Rev.B (1995) v.52, Iss 22, pp.16066-16085

83. Slonczewski J.C. Fluctuation mechanism for biquadratic exchange coupling in magnetic multilayers.//Phys.Rev.Lett. (1991) v.67, pp. 3172-3175

84. Slonczewski J.C. Overview of interlayer exchange theory.// JMMM (1995) v.150, pp. 13-24

85. Rucker U., Demokritov S., Tsymbal E., Grunberg P., Zinn W. Biquadratic coupling in Fe/Au/Fe trilayers: Experimental evidence for the magnetic-dipole mechanism. //J.Appl.Phys. (1995) v.78, №1, pp.3 87-391

86. Geerts W., Suzuki Y., Katayama T., Tanaka K., Ando K., Yoshida S. Thickness-dependent oscillation of magnetooptical properties of Au-sandwiched (001) Fe films.// Phys.Rev.B. (1994) v.50, №17, pp. 1258112587.

87. Ortega J.E., Himpsel F.J., Mankey G.J., Willis R.F. Quantum-Well States and Magnetic Coupling Between Noble Metals and Ferromagnets. // J.Appl.Phys. (1993) v.73, №10, pp.5771-5775.

88. Suzuki Y., Katayama T., Thiaville A., Sato K., Taninaka M., Yoshida S. Magnetooptical Propirties of Au/Fe/Ag and Ag/Fe/Au (001) Sandwich Films //JMMM (1993) v.121, Iss 1-3, pp.539-541

89. Stiles M.D. Exchange coupling in magnetic heterostructures.// Phys.Rev.B. (1993) v.48, №10, pp.7238-7258.

90. Bruno P. Recent Progress in the Theory of Interlayer Exchange Coupling. // J.Appl.Phys. (1994) v.76, Iss 10, Part 2, pp.6972-6976

91. Bruno P. Theory of Interlayer Magnetic Coupling.// Phys.Rev.B. (1995) v.52, Iss. 1, pp.411-439.

92. Шалыгина Е.Е., Лазарев М.В., Цидаева Н.И., Шалыгина O.A. Толщинная зависимость магнитооптического эффекта в Au/Co клин/Аи (100). //В сб. "Новые магнитные материалы микроэлектроники", УРСС, Москва, 1996, с.53

93. Florczak J.M., Dahlberg E.D. Magnetization reversal in (100) Fe thin films.// Phys.Rev.B (1991) v.44, №17, pp.9338-9347.

94. Kubler U., Wagner К., Wiechers R.W., Fub A., Zinn W. Higher order interaction terms in coupled Fe/Cr/Fe sandwich structure.// JMMM (1992) v.103, pp.236-244.

95. J. Ferre Thin films magneto-optics: phenomena, materials, techniques.// 3rd EPS Southern European School os Physics 'Science and Technology of Magnetic Films and Nanostructures'. 1997, Porto, Portugal, 30 June-11 July.

96. Vedyayev A., Ryzhanova N., Young S. Dieny B. Oscillations in the magneto-optic Kerr effect due to quantum well states.// Phys.Rev.A (1996) v.215, pp.317-320

97. Маевский B.M. Теория нечетных магнитооптических эффектов в многослойных планарных структурах. Случай однородного и неоднородного намагничивания пленок.//Екатеринбург, 1993. -Деп.ВИНИТИ, №2461-В93, с.79

98. Болотин Г.А., Маевский В.М. Феноменологическая теория магнетооптических эффектов в условиях слабой пространственной дисперсии.//ФММ (1970) т.30, вып. 3, с.475-489.

99. Болотин Г.А., Маевский В.М. Теория оптических свойств и магнитооптических эффектов для металлических сверхрешеток.//ФММ (1995), т.79, №5, с.8-17.

100. Г.С.Кринчик, Л.В.Никитин. Магнитооптическое исследование ферромагнитных катализаторов // ФТТ, 20 (1978) №8.

101. А.Н.Виноградов, Е.А. Ганыпина, Гущин B.C., С.Н.Козлов, Г.Н.Демидович, Магнитооптические и магнитные свойства нанокомпозитов гранулированный кобальт-пористый кремний. // Письма в ЖТФ, 89 (2001) 1384

102. O.A.Aktsipetrov, E.A.Gan'shina, V.S.Guschin, T.V.Misuryaev, T.V.Murzina, Magneto-induced second harmonic generation and magneto-optical Kerr effect in Co-Cu granular films. JMMM 196-197 (1999) 80.

103. E. Gan'shina, A. Granovsky, B. Dieny, M. Kumaritova, A. Yurasov. Magnetooptical spectra of discontinuous multilayers Co/Si02 with tunnel magnetoresistance// Physica B: Condensed Matter Volume 299, Issues 3-4(2001) Pages 260-264

104. E. Ganshina, A. Granovsky, V. Gushin, M. Kuzmichov, P. Podrugin, A. Kravetz, Optical and magneto-optical spectra of magnetic granular alloys. // Shipil. Physica A., 241 (1997) 45.

105. Bruggeman D/A/G/ Computation of different physical constants of heterogeneous substances. Dielectric constants and conductivenesses of the mixing bodies from isotropic substances.// Annalen der Physik (Leipzig) 1935,24, pp. 636-679.

106. Xia Т.К., Xui P.M., Stroud D. Theory of Faraday rotation in granular magnetic materials. // J. Appl. Phys. (1990) 67, 6, pp. 2736-2741.

107. Granovsky A.B., Gan'shina E.A., Vinogradov A.N., Rodin I.K., Yurasov A.N. and Khan H.R. Magnetooptical spectra of ferromagnetic Co-CoO composites. // Phys. Metal. Metalljgraph. 2001, 91, pp. 52-55.

108. Maxwell Garnett J.C. Colours in metal glasses and in metallic films. // Philos. Trans. R. Soc. London 1904, 203, pp. 385-420.

109. Brouers F., Sarychev A.K., Ramsamugh A. and Gadenne P. Relation between morphology and alternating-current electrical properties of granular metallic films close to percolation threshold. // Langmuir 1997, 12, pp. 183-188.

110. Касаткин С.И., Васильева Н.П, Муравьев A.M. Многослойные тонкопленочные магниторезистивные элементы. Тула-2001

111. С.И.Касаткин, А.М.Муравьёв, Н.П.Васильева, В.В.Лопатин, Ф.Ф.Попадинец, А.В.Сватков. Микроэлектроника. 2, 149 (2000).

112. Калинин Ю.Е., Пономаренко А.Т., Ситников А.В., Стогней О.В. Гранулированные нанокомпозиты металл-диэлектрик с аморфной структурой. // Физика и химия обработки материалов, №5 (2001) 14.

113. Васильева Н.П., Касаткин С.И. Новые направления развития магниторезистивных запоминающих устройств с произвольной выборкой. Приборы и системы управления.1997.№8.с.55-60

114. Васильева Н.П., Касаткин С.И., Муравьев A.M. Элементы на ферромагнитных тонкопленочных многослойных структурах. -Приборы и системы управления. 1997.№7.с.42-43

115. В.Е.Буравцова, Е.А.Ганыпина, В.С.Гущин, С.И.Касаткин, А.М.Муравьёв, Н.В.Плотникова, Ф.А.Пудонин. Магнитные и магнитооптические свойства многослойных наноструктур ферромагнетик-полупроводник// Физика твердого тела, 2004, Т 46, вып.5, с.864 874.

116. Т. Hughes, Н. Laidler, and К. O'Grady. Thermal activation of magnetization reversal in spin-valve systems//! Appl. Phys. 89 (2001) p.5585.

117. P.I Nikitin, A.Yu Toporov, M.V Valeiko, S.I Kasatkin, A.M Murav'jev, F.A Pudonin. Sandwiched thin-film structures for the magnetoresistive spin-tunnelling sensors// Sensors and Actuators A: Physical Volume 81, Issues 1-3 (2000) pp. 57-59.

118. Касаткин С.И., Муравьёв A.M., Пудонин Ф.А. "Магнитные свойства FeNi- SiC-FeNi наногетероструктур", КСФ (ФИАН), 2002, 2, с.20-30

119. Е. А. Ганыпина, Д. Н. Джураев, А. Г. Ильчук, В. В. Литвинцев, Т. Л. Томас. Влияние фазовых структурных превращений на оптические и магнитооптические характеристики сплавов Fe-Ni// ФММ 65, 3 (1988) 505-511.

120. Е. Gan'shina, R. Kumaritova, A. Bogoroditsky, М. Kuzmichov and S. Ohnuma. Optical and magneto-optical spectra of insulating granular system Co-Al-O// Jour. Magn. Soc. Jap. 23, (1999) pp. 379-381

121. Ольхафен П. Металлические стекла, ч. II. М.: Мир. (1986) с.328-378

122. R.R.Gareev, D.E.Bugler, M.Buchmeier, R.Schreber, P.Grimberg. Very strong interlayer exchange coupling in epitaxial Fe/Fe!.xSix/Fe trilayers (x=0.4 1.0)// J. Magn. Mater. 2002, 240, p 235.

123. Аронзон Б.А., Грановский А.Б., Давыдов А.Б., Докукин М.Е., Калини Ю.Е., Николаев С.Н., Рыльков В.В., Ситников A.B., Тугушев

124. B.В. Планарный эффект Холла и анизотропное магнитосопротивление в слоистых структурах Coo,45Feoi45Zr0>i/a-Si с перколяционной проводимостью//ЖЭТФ, 2006, 130, 1, с.127-136.

125. S. R. Naik, S. Rai, M. К. Tiwari, G. S. Lodha. Structural asymmetry of Si/Fe and Fe/Si interface in Fe/Si multilayers.// J. Phys. D: Appl. Phys. 41, 115307(2008).

126. В.Е.Буравцова, Е.А.Ганьшина, В.С.Гущин, Ю.Е.Калинин,

127. C.Пхонгхирун, A.B.Ситников, О.В.Стогней, Н.Е.Сырьев. Гигантское магнитосопротивление и магнитооптические свойства гранулированных нанокомпозитов металл-диэлектрик. Известия Академии Наук, серия физическая, Т67, №7, с.918-920, 2003.

128. В. А. Белоусов, Ю.Е.Калинин, К.Г.Королев, А.В. Ситников, К.А. Ситников Электрические и магнитные свойства мультислойных структур нанокомпозит гидрогенизированный аморфный кремний// Вестник ВГТУ. 2006. т.2, № 11, с.24-29

129. L. FOrster, М. Karski, J. М. Choi, A. Steffen, W. Alt, D. Meschede,

130. A. Widera, E. Montano, J. H. Lee, W. Rakreungdet, and P. S. Jessen, "Microwave Control of Atomic Motion in Optical Lattices", Physical Review Letter 103 (2009), 233001.

131. K.Yakushii, S.Mitani, K.Takanashi. Composition dependence of particle size distribution and giant magnetoresistance in Co-Al-O granular films // JMMM, 212 (2000) 75.

132. S.Mitani, S.Takanashi, K. Takanashi, K. Yakushiji, S. Maekawa, H. Fujimori. Enhanced nagnetoresistance in insulating granular systems: evidence for high-order tunneling // Phys.Rev.Lett., 81 (1998) 2799.

133. A.ya. Vovk, I.Q. Wang, A.M. Pogoriliy, O.V. Shypil, A.F. Kravets. Magneto-transport properties of CoFe-Al203 granular films in the vicinity of the percolation threshold // J. Magn. Magn. Mater, 242-245 (2002) 476.

134. Домашевская Э.П., Старожилов C.A., Турищев С.Ю., Кашкаров

135. Ситников Александр Викторович. Электрические и магнитные свойства наногетерогенных систем металл-диэлектрик. Диссертация на соискание степени доктора физико-математических наук : 01.04.07 -Воронеж, 2010.- 33 е.: ил. РГБ ОД, 9 10-2/3039

136. В. А. Белоусов, Ю.Е.Калинин, К.Г.Королев, A.B. Ситников, К.А. Ситников Электрические и магнитные свойства мультислойных структур нанокомпозит гидрогенизированный аморфный кремний// Вестник ВГТУ. 2006. т.2, №11, с.24-29.

137. В.Е. Буравцова, Е.А. Ганыпина, A.A. Дмитриев, О.С. Иванова, Ю.Е. Калинин, A.B. Ситников Магнитооптические свойства аморфных многослойных пленок. // Известия Академии Наук, серия физическая, Т73, №9, с. 1374-1376 (2009).

138. Buravtsova V.E., Gan'shina Е.А., Ivanova O.S., Kalinin Yu.E., Kirov S.A., Sitnikov A.V. Magnetooptical properties of amorphous composite films.Book of abstracts MISM (2008) Moscow, P. 314

139. B.E. Буравцова, E.A. Ганьшина, A.A. Дмитриев, O.C. Иванова, Ю.Е. Калинин, A.B. Ситников Магнитооптические свойства аморфных многослойных пленок. // Известия Академии Наук, серия физическая, Т73, №9, с. 1374-1376 (2009).

140. В.Е. Буравцова, Е.А. Ганьшина, Ю.Е Калинин, А.В. Ситников. Магнитооптические свойства многослойных наноструктур ферромагнетик-полупроводник.Труды XXI международной конференции НМММ-21 (2009) Москва, стр. 214-216.