Магнитные, резонансные и транспортные свойства примесных и слоистых систем тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.11 ВАК РФ

Волков Никита Валентинович

МАГНИТНЫЕ, РЕЗОНАНСНЫЕ И ТРАНСПОРТНЫЕ СВОЙСТВА ПРИМЕСНЫХ И СЛОИСТЫХ СИСТЕМ

Специальность 01.04.11 - физика магнитных явлений

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора физико-математических наук

Красноярск - 2004

Работа выполнена в Институте физики им. Л.В. Киренского СО РАН

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук, профессор

Троянчук Игорь Олегович (Институт физики твердого тела и полупроводников НАН Беларуси, г. Минск) доктор физико-математических наук, профессор

Ольхов Олег Алексеевич

(Институт Химической Физики им. Н.Н. Семёнова РАН, г. Москва)

доктор физико-математических наук, профессор

Эдельман Ирина Самсоновна (Институт физики СО РАН, г. Красноярск)

Ведущая организация: Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе

РАН (г. С.-Петербург)

Защита состоится «_»_2004 г. в «_» часов в конференц-зале

главного корпуса ИФ СО РАН на заседании диссертационного совета совете Д 003.055.02 по защите диссертаций в Институте физики им. Л.В. Киренского СО РАН по адресу: 660036, г. Красноярск, Академгородок, 50, стр. 38.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИФ СО РАН

Автореферат разослан «_»_2004 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

доктор физико-математических наук ^^^^^^^^-»-''''Аплеснин С.С.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Последние десятилетия стремительными темпами расширяется использование в науке и технике материалов, обладающих сложным составом и сложной структурой. Это приводит к необходимости решения ряда специфических задач, которые порождаются технологическими проблемами, потребностью в более совершенных экспериментальных методиках, поиском новых подходов для описания и прогнозирования свойств таких систем, как керамики, композиты, поликристаллы, стекла, эмульсии, многослойные пленочные структуры. В настоящей работе мы сосредоточим наше внимание на некоторых специфических аспектах исследований двух классов магнитоупорядоченных материалов: 1) магнитные кристаллы, легированные примесями; 2) слоистые магнитные структуры.

Непрерывный интерес исследователей к примесным материалам, т. е. к материалам, в исходный состав которых вводится определенное количество химических примесей, связан, прежде всего, с появлением у таких систем новых, часто уникальных, физических свойств, по сравнению с «чистыми» составами. Здесь достаточно упомянуть, что все многообразие современной полупроводниковой электроники (диоды, транзисторы, полупроводниковые лазеры и т. д., вплоть до микросхем высокой степени интеграции) основано на присутствии примесных ионов в полупроводниковом материале. Но, несмотря на уже широчайшее практическое использования легированных материалов, в том числе и обладающих магнитным порядком, одной из важнейших на повестке дня остается задача решения фундаментальных вопросов физики примесных систем. Остаются актуальными поиск новых магнитных материалов, в которых примеси могут приводить к новым физическим свойствам, и применение новых методов исследования, что может повлечь за собой обнаружение новых эффектов. Остается насущной и необходимость разработки новых современных теоретических подходов и моделей, которые бы позволяли проводить описание примесных состояний и их влияния на магнитные и другие, связанные с магнитной подсистемой, физические свойства.

РОС НАЦИОНАЛЬНАЯ БИБЛИОТЕКА

Современные тенденции развития физики твердого тела характеризуются тем, что основными объектами исследования все в большей степени становятся не массивные кристаллы, а искусственные слоистые системы -многослойные тонкопленочные структуры. В таких системах существенно меняется большинство электронных свойств — возникает большое число новых, так называемых размерных эффектов. Наиболее кардинальной перестройкой свойств отличаются квантовые размерные структуры, в которых свободные носители заряда локализованы, хотя бы в одном из направлений, в области с размерами порядка дебройлевской длины волны носителей. При этом вступают в силу законы квантовой механики, и происходит изменение наиболее фундаментальной характеристики электронной системы - ее энергетического спектра. Квантово-размерные эффекты обладают целой совокупностью уникальных свойств, весьма далеких от тех, что можно наблюдать в обычных трехмерных системах. Такие структуры могут служить основой создания новых типов наноэлектронных приборов. При этом, использование гетероструктур, содержащих магнитоактивные слои, значительно расширяет функциональные возможности низкоразмерных структур, поскольку в этом случае, наряду с зарядом, спин электрона представляет собой активный элемент для хранения, обработки и передачи информации. В настоящее время физика низкоразмерных структур с магнитоактивными слоями интенсивно развивается, но окончательно устойчивая система взглядов и представлений в этой области исследований еще не сложилась. Такая ситуация настоятельно требует наращивания усилий в области технологии получения, экспериментального и теоретического исследования магнитных многослойных пленочных структур. По причинам как фундаментального, так и прикладного характера, также не стоит исключать из сферы интересов и системы, которые можно рассматривать как двумерные, в силу их состава и кристаллической структуры.

Примесные и слоистые магнитные системы имеют свои специфические особенности в поведении магнитных и транспортных свойств. Но есть моменты, которые объединяют рассматриваемые классы материалов в рамках

настоящей работы и которые, к тому же, во многом определяют актуальность исследований.

Первое, что отличает эти два класса материалов, - возможность направленного управления энергетической структурой материалов (а, следовательно, и физическими свойствами) на технологической стадии либо путем легирования примесями, либо путем выбора материала слоев и варьирования их толщины в слоистых системах.

Во-вторых, все исследуемые материалы относятся к классу магнито-упорядоченных, и это позволяет использовать для них общие подходы и модельные представления, развитые в физике магнитных явлений.

В-третьих, объединяющий фактор - использование одинаковых экспериментальных подходов. Помимо классических методов, мы привлекали при изучении всех исследуемых систем нетрадиционные методы, в основу которых положен принцип комбинированного воздействия на образец. В этом случае исследуется отклик системы, переведенной в неравновесное состояние, а по характеру релаксации в основное состояние можно судить о характере взаимодействий в системе. Кроме того, применение таких методов позволяет находить эффективные способы управления свойствами различного класса магнитных систем путем внешнего воздействия, что открывает новые возможности для их практического применения.

Перечисленные выше доводы дают основания объединить рассмотрение магнитных примесных и слоистых систем в рамках настоящей работы. Актуальность проведения исследований таких систем представляется обоснованной. В целом работа может быть квалифицирована как исследование, посвященное изучению физических свойств систем, обладающих дальним магнитным порядком.

Цель работы. Исследования, составившие предмет настоящей работы, направлены на изучение особенностей физических свойств легированных магнитоупорядоченных кристаллов и слоистых структур с магнитоактивны-

ми слоями. Можно выделить две главные задачи, которые решались при проведении исследований:

• исследовать магнитные статические и резонансные свойства, а также транспортные свойства новых магнитных материалов,. полученных в результате легирования или с привлечением пленочных технологий;.

• исследовать влияние неравновесных состояний, созданных воздействием внешних возмущений (оптическое излучение, электрический транспортный ток), на магнитные свойства примесных и слоистых магнитных систем.

В последнем случае исследования позволяют изучать особенности поведения различного класса систем с дальним магнитным порядком в неравновесном состоянии, а также получать дополнительную информацию о характере магнитных взаимодействий в таких системах.

В соответствии с определенными задачами, в качестве объектов исследования были выбраны следующие материалы: монокристаллы гематита, легированные РЗ ионами; монокристаллы, манганитов 1ло.7РЬо.эМпОз и ЕиолРЬо.зМпОз; трехслойные пленки Бе/Б^е; структура [(монокристалл ман-монокристаллы в системе

Научная новизна. В процессе проведения исследований получены новые результаты, основные из которых выносятся на защиту.

1. Впервые экспериментально исследованы магнитные свойства монокристаллов гематита, легированные редкоземельными ионами. Показано, что:

• редкоземельные ионы непосредственно участвуют в формировании магнитной анизотропии гематита, особенности анизотропного поведения определяются спецификой энергетического спектра конкретного иона;.

• наблюдаемые экспериментально спин-переориентационные переходы -результат конкуренции магнитных анизотропных вкладов от железной и редкоземельной подсистем кристалла.

2. Впервые обнаружен поляризационно-зависимый эффект в монокристалле гематита, легированном ионами иттербия и галлия, изучение которого позволило установить, что:

• фотоиндуцированные изменения связаны с перестройкой фоточувствительного центра, включающего ион иттербия;

• облучение в зависимости от поляризации меняет соотношение центров, находящихся в слабо анизотропном и сильно анизотропном состояниях и распределенных по неэквивалентным позициям кристалла.

3. Проведено комплексное исследование магнитных, резонансных и транспортных свойств кристаллов манганитов. Впервые при изучении фазовой неоднородности в манганитах применен метод исследования частотно-полевых зависимостей спектров магнитного резонанса. Исследования позволили установить наличие состояния с фазовым расслоением в области температуры магнитного фазового перехода, где наблюдается эффект колоссального маг-нитосопротивления.

4. Обнаружено и исследовано явление изменения проводимости монокристалла манганита, индуцированное магнитным резонансным СВЧ поглощением. Показано, что ключевую роль в механизме изменения проводимости играет состояние фазового расслоения, реализующееся в образце.

5. Впервые экспериментально обнаружено и изучено влияние транспортного тока на проводимость в СВЧ диапазоне в монокристаллах манганита. Установлено, что характер отклика СВЧ проводимости на воздействие переменного тока зависит от внешнего магнитного поля. Определены параметры, которые характеризуют взаимодействия в системе, ответственные за наблюдаемые магнитоэлектрические эффекты.

6. В квазидвумерных кристаллах (СНзННз)гСи(С1,Вг)4 впервые экспериментально обнаружено и исследовано нелинейное СВЧ поглощение, по своему характеру подобное классическому нелинейному резонансу ангармонического осциллятора. Впервые обнаружен светоиндуцированный переход между состояниями в бистабильном режиме при нелинейном магнитном резонансе в Предложен механизм, обусловленный развитием индуцированных упругих колебаний.

7. Впервые в трехслойных пленках Ре/Б^/Ре обнаружено фотоиндуциро-ванное изменение параметров магнитного резонанса. Исследования позволи-

ли установить, что воздействие оптического излучения сводится к возбуждению носителей тока в зону проводимости полупроводникового слоя структуры, приводящему к усилению взаимодействия ферромагнитных слоев железа. 8. Впервые обнаружено магнитосопротивление туннельного типа в структуре, состоящей из монокристалла манганита и пленки железа. Показано, что эффект связан с переходным контактным слоем, обедненным кислородом и обладающим диэлектрическими свойствами. Установлено, что чувствительность сопротивления исследуемой структуры к магнитному полю определяется туннельным вкладом в механизм проводимости, при котором величина туннельного тока зависит от взаимной ориентации магнитных моментов электродов.

Практическое значение работы. Полученные в диссертации научные результаты, в целом, способствуют расширению существующих представлений о природе магнитных взаимодействий в кооперативных системах. В частности, они позволяют глубже понять механизмы формирования и изменения магнитных свойств при легировании материалов и при «конструировании» многослойных структур. Это, в свою очередь, позволит прогнозировать свойства различного класса магнитных систем и целенаправленно получать материалы с требуемыми свойствами.

Один из аспектов проводимых исследований - изучение влияния оптического излучения на магнитное состояние материалов. Такие исследования важны в рамках проблемы создания электронных устройств, содержащих магнитные элементы, управляемые воздействием оптического излучения. Так, кристаллы гематита уже нашли широкое применение в качестве устройств на поверхностных акустических волнах и продолжают оставаться среди перспективных для применения в устройствах магнитоэлектроники. Обнаруженные и исследованные нами поляризационно-зависимые фотомагнитные эффекты в этих кристаллах, легированных редкоземельными ионами, по нашему мнению, позволят реализовать новые устройства с дополнительным каналом управления - оптическим излучением.

Основные надежды на применение манганитов связаны с эффектом колоссального магнитосопротивления, который может служить основой при создании магнитоуправляемых устройств электроники - для целей записи, хранения и обработки информации. Изучение магнитных и электрических свойств кристаллов манганитов позволяет сделать вывод о возможности их использования в качестве электронных элементов, управляемых не только магнитным полем, но и другими внешними воздействиями, например, транспортным током.

Еще одно направление исследований манганитов связано с перспективой применения их в устройствах спинтроники. Высокая спиновая поляризация носителей заряда в этих материалах позволяет надеяться на успешное их применение в качестве источников поляризованных электронов, эмитируемых в магнитные гетероструктуры. Очевидно, что все работы, направленные на выяснение механизмов электронного транспорта в манганитах и магнитных структурах на их основе, остаются востребованными.

При создании экспериментальной базы, необходимой для решения фундаментальных научных задач, был разработан ряд оригинальных приборов, использование которых расширило функциональные возможности экспериментальных установок. На базе этих разработок предложены устройства, относящиеся к области СВЧ техники. Часть устройств защищена патентами.

Апробация работы. Основные результаты исследований по теме диссертации были представлены и обсуждались на следующих конференциях, совещаниях и семинарах:

• международном конгрессе по магнитному резонансу (г. Казань, 1994 г.)

• международной конференции по магнетизму, 1СМ-95 (г. Варшава, Польша, 1994г.).

• международном симпозиуме «Неоднородные электронные состояния» (г. Новосибирск, 1995);

• объединенной конференции по магнитоэлектронике (г. Москва, 1995 г.);

• VIII Европейской конференции по магнитным материалам и их применению (Киев, Украина, 2000 г.);

• международном научном семинаре «Инновационные технологии» (г. Красноярск, 2001 г.);

• Европейско-Азиатском симпозиуме (г. Екатеринбург, 2001г.);

• XV, XVII и XVIII международных школах-семинарах «Новые магнитные материалы микроэлектроники» (г. Москва, 1996,2000,2002 гг.);

• Московских международных симпозиумах по магнетизму, «MISM» (г. Москва, 1999, 2002 гг.);

• международной конференции «Функциональные материалы» (Крым, Украина, 2003 г.);

• международной конференции Европейского Материаловедческого Общества, «EMRS-Fall Meeting» (г. Варшава, Польша, 2003 г.);

• международной конференции по магнетизму (г. Рим, Италия, 2003 г.)

Публикации. По теме диссертации опубликовано 37 печатных работ в рецензируемых зарубежных и отечественных журналах и сборниках, получено 4 патента РФ.

Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, шести глав, приложения, заключения и списка цитируемой литературы. Общий объем составляет 285 страниц, включая 86 рисунков и одну таблицу. Список цитированной литературы состоит из 218 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность темы, формулируются цели и задачи работы. Приведены основные положения, выносимые на защиту. Рассмотрена научная и практическая значимость работы.

Первая глава диссертации представляет собой аналитический обзор литературы по исследованию примесных магнитных материалов и слоистых структур с магнитоактивными слоями. Очевидно, что в рамках предлагаемой работы невозможно охватить все аспекты физики примесных магнитоупоря-доченных кристаллов и магнитных многослойных структур. Поэтому автор остановился лишь на некоторых особенностях формирования магнитных и

электронных свойств таких систем и на подходах, разрабатываемых для их описания- Освещаемые вопросы выбирались из соображений их идеологической близости экспериментальному и теоретическому материалу, обсуждаемому в оригинальной части работы. Главное внимание уделено вопросам: 1) влияния локальных примесных состояний на магнитные и фотомагнитные свойства кристаллов магнитодюлектриков; 2) исследования особенностей поведения магнитных и электрических свойств примесных кристаллов ман-ганитов в состоянии с электронным фазовым расслоением; 3) формирования магнитных и электрических свойств многослойных структур с магнитными слоями.

Вторая глава содержит описание экспериментальных методик, использованных при исследованиях, созданных образцов экспериментальной техники, технологии получения и приготовления образцов.

Разработке экспериментальной техники уделено большое внимание, поскольку выбор экспериментальных методик определяет круг возможных объектов исследования. Для решения поставленных задач нами были созданы: 1) универсальная установка для измерения электрических характеристик твердых тел; 2) установка для исследования спектров магнитного резонанса. Но главное внимание было уделено разработке и созданию экспериментальной техники, которая позволяет проводить исследования методами, использующими комбинированное воздействие возмущений на вещество. Аппаратура для реализации таких методов не производится серийно.

Характерной особенностью методов с комбинированным воздействием является то, что исследуемая система находится в поле двух электромагнитных излучений различных диапазонов. Одно из излучений является зондирующим, следящим за состоянием системы. Второе излучение служит для возмущения, перевода в неравновесное состояние, системы в целом или одной из ее подсистем. По реакции системы на возмущение, по характеру ее релаксации в основное состояние можно судить о ее внутренней структуре, существующих в ней взаимодействиях и конкретных механизмах взаимодействия электромагнитного излучения с веществом.

Для решения такого сорта задач создан спектрометр магнитного резонанса, обладающий широким набором функциональных возможностей. Установка позволяет реализовать методы исследования, основанные на детектировании отклика системы при комбинированном воздействии: метод двойного радио-оптического резонанса; метод детектирования магнитного резонанса по изменению проводимости образца; исследование СВЧ проводимости образцов при воздействии транспортного тока. В спектрометре применена разработанная нами конструкция СВЧ генератора с перестройкой частоты, с системой АПЧ, импульсным питанием, а также другие оригинальные технические решения. Основные характеристики спектрометра: 1) СВЧ диапазон - 10-5-40 ГГц; 2) диапазон магнитных полей 0-Я 2 I©;- ) температурный диапазон - 4.2-5-350 К; 4) диапазон оптического излучения Л = 0.3-ь 2 мкм.

Третья глава посвящена исследованиям магнитных анизотропных и фотомагнитных свойств кристаллов гематита, с примесями диамаг-

нитных ионов.

Как показали исследования, при легировании диамагнитными и 3ё- ионами особенности в поведении магнитной кристаллографической анизотропии кристаллов гематита связаны, главным образом, с возникновением при легировании ионов Ре2+. Характер поведения магнитной анизотропии полностью определяется особенностями энергетической структуры иона двухвалентного железа. При исследовании влияния оптического облучения на спектры магнитного резонанса было установлено, что в кристаллах имеется набор магнитных состояний для , определяемых своими характерными энергиями. При облучении светом имеют место необратимые при низких температурах изменения, которые связаны с переносом заряда между ионами и Ре3+. При повышении температуры процесс релаксации в исходное состояние происходит за счет термически активированных переходов между соседними позициями и носит диффузионный характер.

Исследования магнитного состояния кристаллов гематита, легированных РЗ ионами, показали, что содержание примеси 4Г ионов приводит к появле-

нию новых, ранее не наблюдавшихся, свойств. При этом РЗ ионы непосредственно участвуют в формировании магнитной анизотропии гематита.

Особенности энергетической структуры 4f ионов отчетливо проявляются при исследовании магнитной анизотропии кристаллов Но(0.03 ат.%). Для всех кристаллов гематита, легированных диамагнитными и 3d примесями, в слабоферромагнитном состоянии магнитная анизотропия в базисной плоскости имеет вид Н^д^ — Н^со^б^), Н±— эффективное поле

анизотропии, <р — азимутальный угол между направлением внешнего магнитного поля и выделенным направлением в кристалле. В случае же примеси ионов Но анизотропия имеет принципиально другой характер. На рис. 1 показаны зависимости резонансного поля Нг линии АФМР от направления магнитного поля в базисной плоскости кристалла. При Т>10 К максимумы на зависимо -сти чередуются через 30°,

при этом высота соседних максимумов различна. При Т~10 К имеет место изменение характера анизотропии, ниже этой температуры зависимость приобретает вид

Полученные результаты оказалось возможным понять, используя подход, когда магнитная подсистема матрицы-кристалла гематита рассматривается в континуальном приближении в рамках двухподрешеточного легко -плоскостного антиферромагнетика, а примесный ион с учетом его конкретной энергетической структуры. При расчетах энергетический спектр примесного иона описывался в рамках модели центра с использованием эффективного спина = 1. При этом, учитывалось, что ионы занимают в

гематите позиции, присущие ионам Ре3+, и равновероятно распределяются по 24 неэквивалентным в магнитном отношении позициям в кристалле. Энергию примесной подсистемы можно представить в виде

(1)

где N1 - населенность } -го энергетического уровня иона, находящегося в / -ой неэквивалентной позиции, - количество центров, находящихся в -ой позиции (полное число примесных центров #„), 5 — энтропия системы. Выражение для величины резонансного поля в этом случае имеет вид

обозначения для эффективных полей здесь традиционные. При расчете выбирались значения параметров, характерные для кристалла гематита. Зависимости, полученные в результате расчета, качественно отражают все особенности поведения величины резонансного поля при изменении температуры и направления внешнего магнитного поля в базисной плоскости кристалла рис. 2.

На примере гематита, легированного ионами гольмия, мы видели, что при изменении температуры происходит изменение типа анизотропии. Эту ситуацию можно интерпретировать как спонтанный ориентационный фазовый переход. В более явном виде спин-переориентационный переход, изменение направления лепсого намагничивания на трудное, и, наоборот, при из-

J 24

12X3'-Яг).

\ I J )

» (degree)

Рис. 2. Изменение анизотропии резонансного поля в базисной плоскости кристалла а-Ге203 ва, Но при изменении температуры (расчет)

менении температуры, наблюдался в кристаллах а-ИегОз^а (5 ат.%), Е>у(0.05 ат.%). Проведенные исследования показывают, что спиновая переориентация в кристаллах гематита при температуре Трь, легированных диспрозием, обязана конкуренции анизотропии железной и РЗ подсистем. Гистерезис величин параметров магнитного резонанса в окрестности при изменении направления температурной развертки дает основание классифицировать эффект как фазовый переход первого рода.

Легирование кристаллов гематита ионами ТЬ с концентрацией 0.05% приводит к восстановлению перехода «легкая плоскость - легкая ось» в легкоплоскостном слабом ферромагнетике При этом можно считать его фазовым переходом второго рода, т.е., ионы тербия не только изменяют соотношение вкладов в энергию анизотропии кристалла, что приводит к изменению основного состояния кристалла, но и изменяют характер фазового перехода.

Среди примесных кристаллов гематита особо следует выделить кристаллы, легированные РЗ ионами Ей и УЬ. Именно эти примеси индуцируют появление в кристаллах анизотропных фоточувствительных центров, перестройка которых происходит при облучении поляризованным светом. В этом случае удается создавать фотоиндуцированные неравновесные состояния в кристаллах, управляя поляризацией оптического излучения. На рис.3 показан ы изменения резонансного поля ЗНГ к р т-Еег©з:йажг.^)У Ь (0.005 ат.%) как функции времени при оптическом облучении с различной ориентацией вектора световой волны по отношению к направлению внешнего магнитного поля . Простейшее выражение, которое с хорошей точностью описывает поведение на каждом участке временной зависимости рис. 3 - это двухэкспоненциальная зависимость вида

¡¿#г| = Д (а + бехр^/г,)) + Аг {а + 6ехр(-//г2)), (3)

где а = -Ь = 1 для участка /и а = 0, Ь = 1 для участков 11-1У. Такое поведение можно понять, если предположить обобщенную трехуровневую модель

фоточувствительного центра для цикла «оптическое поглощения - оптическая релаксация».

Экспериментальные результаты могут быть проинтерпретированы в рамках модели, предполагающей, что примесный центр может находится в двух состояниях, разделенных потенциальным барьером, рис. 4: 1) слабоанизотропное состояние УЬг* (состояние |1)) или 2) сильноанизотропный центр УЪ1* + (состояние ¡2)), здесь -центр, состоящий из одного электрона, захваченного в поле кислородной вакансии, - центр, состоящий из двух электронов, захваченных в поле кислородной вакансии. Перестройка центра в результате воздействия оптического излучения может идти по следующему сценарию

А»

\ъи +

+ F

(4)

Регистрируемые фотоиндуцированные изменения в магнитной системе являются результатом суммарного влияния различных конкурирующих комплексов, находящихся в неэквивалентных кристаллографических позициях. Анализ экспериментальных результатов показывает, что фоточувствительный центр имеет квазиизинговский характер, с осью квантования, направленной вдоль оси локального искажения структуры кристалла. При воздействии оптического облучения магнитная анизотропия примесной подсистемы либо уменьшается, либо увеличивается, в зависимости от поляризации излучения. Фактически, облучение меняет соотношение центров, находящихся в

слабо анизотропном и сильно анизотропном состояниях и распределенных по неэквивалентным кристаллографическим позициям кристалла. Температурное поведение фотоиндуцированных изменений, по-видимому, определяется двумя процессами: 1) свет изменяет магнитную энергию центров за счет увеличения заселенности высоколежащих энергетических уровней; 2) изменение состояний фотомагнитных центров в процессе оптической накачки и термической релаксации.

Свободная энергия системы фоточувствительных примесных центров при-

/

' I 1\ Л

\-ST-

(5)

у, и }г - нумерация энергетических уровней примесного центра, находящегося, соответственно, в состояниях. - число примесных

1*>'

центров в -ой позиции, находящихся в состоянии - заселен-

ность и энергия уровня для -го состояния центра в /-ой позиции.

Очевидно, что в общем случае не являются равновесными и

должны определяться из решения систем кинетических уровней. Решение такой системы для предполагаемой нами структуры центра известно, оно имеет вид (3). Это подтверждает правильность выбора модели центра.

В четвертой главе приведены результаты исследований примесных систем с высоким уровнем допирования на примере примесных кристаллов манганитов. В этих материалах при определенных концентрации и сорте примесных атомов реализуется весьма интересная ситуация - явление электронного фазового расслоения. Именно исследованию особенностей магнитных и транспортных свойств кристаллов манганитов состава и

ЬаолРЬо.зМпОз в области фазового расслоения посвящена эта глава. Все, обсуждаемые в настоящее время, сценарии фазового расслоения в манганитах предполагают различное магнитное состояние сосуществующих фаз, поэтому мы использовали метод магнитного резонанса как эффективный инструмент исследования фазового расслоения в манганитах.

Кристаллы ЕиолРЬо.зМпОз имеют температуру фазового перехода из парамагнитного в ферромагнитное состояние Тс = 210.К. При этой температуре происходит изменение характера проводимости кристалла, от полярон-ной к проводимости металлического типа Вблизи на-

блюдается эффект КМС с максимальной величиной при Т-\95К, Ар/р » 0.6 (в поле Н = ЮкОе). Исследования методом магнитного резонанса показали, что в этом же температурном диапазоне в спектре магнитного резонанса наблюдаются две линии магнитного поглощения - парамагнитная (ПМ) и ферромагнитная (ФМ). Полагая, что каждая линия поглощения соответствует своей фазе в объеме образца, можно сделать определенные выводы об эволюции смешанного двухфазного состояния при изменении температуры и магнитного поля.

Линия поглощения в спектре; соответствующая ФМ резонансу, появляется выше Следует заметить, что при этой температуре на зависимости имеется характерная особенность, связанная с появлением в объеме кристалла ФМ кластеров. При понижении температуры объем ФМ фазы растет, и, по-видимому, температура соответствует температуре порога протекания по ФМ фазе. Косвенным подтверждением тому служит и изменение характера проводимости при , если предполагать, что ФМ фаза имеет металлический, а ПМ - полупроводниковый тип проводимости. При дальнейшем понижении температуры объем ФМ фазы продолжает расти, и ниже 120 К весь образец находится в ФМ состоянии. Для определения магнитного состояния сосуществующих фаз и эволюции неоднородного состояния в магнитном поле мы впервые обратились к исследованию частотно-полевых зависимостей спектра магнитного резонанса в манганитах. Частотно-полевые зависимости при Т=205 К для двух наблюдаемых линий в

спектре магнитного резонанса кристалла Еио7рЬо.зМпОз приведены на рис. 5. Для линии ферромагнитного резонанса, согласно геометрии эксперимента, зависимость описывается выражением

у = (Н{т • (Н{т + 4л- ■ Л/)ш ,

(6)

где 0 = 2я-у - круговая частота, гиромагнитное отношение,

Н^1" - резонансное поле для линии поглощения в ФМ фазе, - эффективная намагниченность. Для резо-

о> О

¿с

30

20

10

*

I1 /

0 уУ

Э 10 20 3

У/Г (кОе^ & Т=205 К

ла' / ' о рт • Лп

нансного поглощения от парамагнитных областей

-=НГ +Я.

(7)

где, помимо внешнего магнитного поля, учтено эффективное магнитное поле Н^. Зависи-

Я.

от внешнего магнит-

10

Н (кОе)

20

30

ного поля повторяет поведение Л/ут(Я). Это позволяет предположить, что топология гете-рофазного состояния в кристал-

Рис. 5. Частотно-полевые зависимости для ферромагнитной (йп) и парамагнитной (рт)

ле такова, что парамагнитные

зонанса монокристалла ЕчотРЬозМпОз. Пунктирные линии - зависимость (6) для йл линии и (7) для рт линии. Вставка: зависимость отношения интенсивностей № и рт линий погло-

области в кристалле находятся в размагничивающем поле, создаваемом областями, находящи-

щения 1<т/1рт в спектре от частоты СВЧ излуче- мися в ФМ состоянии. Косвенно

ния; символы - эксперимент, сплошная линия — зависимость, ожидаемая в случае независимости концентрации сосуществующих фаз в кристалле от магнитного поля.

этот факт подтверждается температурной зависимостью Н,т

Принципиальный результат магниторезонансных исследований - зависимость отношения интенсивностей ФМ и ПМ линий поглощения от частоты (а, следовательно, и внешнего магнитного поля).

Этот результат приведен на вставке рис. 5. Увеличение частоты СВЧ излучения приводит к относительному увеличению интенсивности ФМ линии по сравнению с интенсивностью ПМ. Наблюдаемое поведение Ifmflp„ не может быть объяснено только увеличением намагниченности ФМ областей кристалла М¡т, связанным с парапроцессом. Этот экспериментальный результат можно интерпретировать как управление магнитным фазовым состоянием кристалла воздействием внешнего магнитного поля. При увеличении магнитного поля происходит увеличение объема фазы, находящейся в ФМ состоянии, при соответствующем уменьшение объема ПМ фазы.

Таким образом, магниторезонансные исследования показывают для кристалла наличие смешанного двухфазного состояния в об-

ласти температуры магнитного фазового перехода где наблюдается эффект КМС. Мы провели исследования частотно-полевых зависимостей спектров магнитного резонанса. Этот подход оказался весьма информативным при определении магнитного состояния сосуществующих в образце фаз и при исследовании чувствительности гетерофазного состояния к магнитному полю. Последнее позволяет нам предположить, что реализуется механизм фазового расслоения, не связанный с химической неоднородностью кристалла. Если мы предположим, что ФМ фаза имеет металлическую проводимость, а ПМ фаза - полупроводниковый характер проводимости, то, очевидно, что изменение типа проводимости носит перколяционный характер. Магнитное поле в области перехода оказывает влияние на соотношение фаз, тем самым, изменяя порог протекания, как следствие, реализуется механизм КМС.

Результаты, подобные описанным выше, были получены нами и для кристалла

Тонкий энергетический баланс является причиной фазового расслоения и высокой чувствительности свойств примесных манганитов к внешним воздействиям. В области гетерофазного состояния можно ожидать заметное изменение свойств образца, если удастся реализовать селективное возмущение одной из подсистем. Мы исследовали влияние магнитного резонансного СВЧ поглощения на проводимость кристалла Еи^РЬдзМпОз. Изменение проводи-

мости, индуцированное резонансным СВЧ поглощением, наблюдается только в области, где образец находится в двухфазном состоянии. Оно имеет вид дисперсионной зависимости, причем увеличение сопротивления соответствует магнитным полям, где наблюдается ФМ резонанс, а уменьшение сопротивления соответствует ПМ резонансному поглощению. Такое поведение позволяет заключить, что наблюдаемый эффект не связан с нагревом образца СВЧ излучением. Исключить тепловой механизм позволяет и другой факт: величина изменения проводимости в условиях магнитного резонансного поглощения оказалась зависящей от величины измерительного тока, пропускаемого через образец.

Экспериментальные факты позволяют заключить, что состояние фазового расслоения, реализующееся в образце, играет ключевую роль в механизме изменения проводимости при резонансном СВЧ поглощении. В основе механизма - нарушение термодинамического равновесия в системе. Линии магнитного резонансного поглощения для ФМ и ПМ фаз разнесены по величине резонансного поля, поэтому при развертке внешнего магнитного поля происходит возбуждение сначала ФМ подсистемы, а затем ПМ подсистемы, в результате фазовое равновесие изменяется либо в одну, либо в другую сторону. Эти изменения незначительные, но вблизи перколяционного перехода металл-диэлектрик это приведет к заметному изменению проводимости. Насыщение величины эффекта при увеличении измерительного тока определяется увеличением вероятности процессов рассеяния носителей заряда на пре-цессирующих магнитных моментах ионов Мп.

Мы использовали приближение сплошной среды, согласно которому наблюдаемая проводимость кристалла определяется в модели двухфазного композита, образованного FM областями с металлической проводимостью, погруженными в полупроводниковую матрицу. Для вычислений использовалось общее, хорошо известное, выражение для сопротивления композита, которое связывает сопротивление ПМ областей в образце, сопротивление и концентрацию ФМ областей. Использование такого подхода позволяет определить поведение концентрации ферромагнитной проводящей фазы в зави-

симости от температуры и магнитного поля С — С(Н,Т). Полученные результаты показывают удовлетворительное совпадение с данными, полученными независимым путем при обработке экспериментальных данных магнитных резонансных измерений. Это позволяет заключить, что особенности поведения магнитных и транспортных свойств кристаллов вблизи Тс связаны с их смешанным двухфазным состоянием и чувствительностью такого состояния к магнитному полю и изменению температуры.

Существенный вклад в решение вопроса о причинах возникновения фазового расслоения, о связи фазового расслоения с эффектом КМС может дать привлечение нетрадиционных экспериментальных методов. Например, методов, направленных на изучение отклика исследуемой системы при комбинированном воздействии на неё. Достаточно неожиданным оказался эффект изменения СВЧ проводимости в результате воздействия транспортного тока в монокристалле Ьао.7РЬо.зМпОз. Было обнаружено, что если к образцу приложить напряжение частоты , то сигнал СВЧ отклика, соответствующий изменению СВЧ проводимости Д<Тт„, можно представить как сумму гармонических составляющих частоты модулирующего напряжения на образце.

В отсутствие магнитного поля в сигнале СВЧ отклика присутствуют только четные гармонические составляющие, причем основной вклад в величину сигнала дает составляющая на частоте 2/. Это обстоятельство является следствием независимости отклика от полярности прикладываемого к образцу напряжения. Температурная зависимость величины почти полностью повторяет поведение магнитосопротивления образцов на постоянном токе. Что касается зависимости СВЧ отклика от частоты прикладываемого переменного напряжения (/_, она показана на рис. 6.

Такое поведение характерно для случая, когда процессы, обуславливающие изменение свойств системы, протекают с конечной скоростью. В результате возникает известное запаздывание реакции системы на внешнее возмущение. В простейшем случае для (Г^^) можно записать

где сЦдр - равновесное значение СВЧ проводимости, к которому релаксирует система с характерным временем %г. Полученные в соответствии с (8) зависимости с хорошо описывают экспериментальную ситуацию.

Во внешнем магнитном поле на определенной частоте /0 появляется

пик резонансного увеличения амплитуды СВЧ отклика. Причем вклад в увеличение отклика дает первая гармоническая составляющая сигнала, которая отсутствовала в случае Н=0. При увеличении Н интенсивность резонансного пика растет. Кроме непосредственно резонансного изменения на частоте /0 спектр содержит гармонические компоненты частот, кратных частоте воздействия. Обращает на себя внимание совпадение основных особенностей на зависимостях параметров СВЧ отклика с поведением магнитосопротивления

Анализ экспериментальных данных позволяет связать эффект воздействия транспортного тока с пространственной неоднородностью электронных свойств в материалах манганитов, фактически в основе лежит механизм фазового расслоения. Транспортный ток, также как и магнитное поле, влияет на соотношение объёмов фаз, различающихся магнитным состоянием и, соответственно, проводимостью. Проводимость в СВЧ диапазоне (Г^ проявляет себя как эффективная усредненная величина от проводимостей «металлической» и «диэлектрической» фаз, характеризоваться она будет определен-

ным эффективным значением £, а, следовательно, и <Гтш, зависящей от соотношения объемов фаз. Отклик системы на воздействие переменного тока определяется динамикой изменения объёмов фаз.

Мы описали релаксационное поведение материала с фазовым расслоением при воздействие тока, в рамках модели двухминимумного потенциала (двухфазное состояние) - два асимметричных состояния, разделенных потенциальным барьером. Одно из состояний с металлической проводимостью, другое - с полупроводниковым характером проводимости. Действие тока сводится к увеличению энергии проводящего состояния, а изменение концентрации фаз происходит за счет термически активированных переходов через потенциальный барьер, разделяющий различные состояния. Решение системы кинетических уравнений для такой модели приводит к уравнению (8), в рамках которого с хорошей точностью описывается релаксационное поведение отклика СВЧ проводимости кристалла Lao 7?Ьо зМпОз на воздействие переменного тока в отсутствие магнитного поля.

В случае одновременного воздействия переменного транспортного тока и магнитного поля мы должны либо предположить существенную трансформацию вида термодинамического потенциала, либо ввести в рассмотрение дополнительные каналы изменения концентрации сосуществующих фаз, кроме термически активированных переходов через потенциальный барьер, разделяющий различные состояния.

Пятая глава посвящена изучению магнитных свойств и установлению взаимодействий, ответственных за экспериментально наблюдаемые особенности магнитных статических и, главным образом, динамических свойств в квазидвумерных кристаллах

Нами был обнаружен необычный вид кривых магнитного резонансного поглощения в при температурах ниже температуры магнит-

ного упорядочения Тс~15 К. При увеличении СВЧ мощности высота резонансного пика растет, и, при некотором ее значении Рс, наблюдается гистерезис в зависимости от направления развертки магнитного поля рис. 7. При дальнейшем увеличении СВЧ мощности происходит увеличение поглоще-

ния, смещение пика поглощения в область более высоких магнитных полей и расширение области гистерезиса. Полученные экспериментальные результаты позволяют, для случая рассмат-

ривать резко-нелоренцевую линию поглощения и наличие гистерезиса как нелинейное магнитное резонансное СВЧ поглощение. Определенная информация об особенностях спиновой динамики в кристалле и характере магнитных взаимодействий может быть получена из анализа формы линии нелинейного магнитного резонансного СВЧ поглощения и анализа температурных зависимостей параметров линии нелинейного магнитного резонанса. Используя уравнение для классического нелинейного осциллятора, мы провели такой анализ. Ос-цилляторный подход, при соответствующем выборе параметров, позволил описать температурные зависимости и зависимости от мощности СВЧ накачки формы линии нелинейного СВЧ поглощения. Полученные при этом константы, характеризующие нелинейность в системе, позволили восстановить форму потенциала магнитной подсистемы как функции отклонения

намагниченности от равновесного значения для разных температур.

Вместе с тем, очевидно, что феноменологический подход является ограниченным. Важную роль может играть природа магнитных взаимодействий. К примеру, есть все основания считать, что обмен между ионами меди, как ян-теллеровскими ионами, следует рассматривать с учетом упорядочения орбитальных состояний, происходящего через фононную подсистему. Это приводит к тому, что эффективный обменный интеграл между спинами ионов меди оказывается функцией как состояния упругой подсистемы, так и

29 30

Н. (Юв)

Рис. 7. Форма линии СВЧ поглощения при разных уровнях мощности. 1 - (рО.75; 2 - <7=0.4; 3 - <?=0.15; 4 -д=0.05; (^Р/Ртв). Т=6.5 К.

состояния спиновой подсистемы. В результате такого зацепления зависимость магнитного момента кристалла от поля становится существенно нелинейной, даже если обменное взаимодействие изотропное билинейное.

Использование экспериментальных методов, изучающих отклик системы при комбинированном воздействии, расширяет информацию о магнитном состоянии исследуемого кристалла. В зависимости от параметров внешнего возмущения, отклик системы может приобретать качественно различный характер, а вид релаксационных зависимостей часто позволяет судить о природе взаимодействий в исследуемом материале. Мы провели исследования по влиянию оптического излучения на динамические метастабильные состояния ферромагнитного кристалла Источником излучения служил

импульсный лазер, работающий на длине волны Л1Г =1.064 мкм, длительность импульса составляла г = 10 нс.

Было замечено, что в области магнитных полей, где имеет место гистерезис СВЧ поглощения (рис. 8, интервал е-ф, при облучении кристалла лазером происходит изменение поглощения СВЧ мощности. Ни в линейном

режиме, ни вне интервала е-d изменений характера СВЧ поглощения не наблюдается. При фиксированном значении магнитного поля Н внутри этого интервала, если система находится на нижней ветви резонансной кривой (участок е-ф, при облучении одиночным импульсом лазера происходит увеличение СВЧ поглощения, и, если мощность оптического излучения ¥ больше порогового значения , система переходит в состояние, соответствующее верхней ветви резонанс -

Рис. 8. Форма резонансной кривой СВЧ поглощения: 1 - нелинейный резонанс; 2 - линейный режим; 3 - полевая зависимость приведенной пороговой мощности оптического излучения. Жирные линии - эксперимент, штриховая линия - расчет. Т=5 К.

ной кривой (участок а — Ь), и уже не возвращается на нижнюю ветвь. Зависимость величины пороговой мощности оптического излучения от местоположения на ветви с - d является, по сути, зависимостью, совпадающей с линией неустойчивого состояния при нелинейном магнитном резонансе. Обращает на себя внимание осциллирующий характер изменения • поглощения СВЧ мощности от времени, после воздействия импульса света. Такое поведение не может быть объяснено тривиальным нагревом образца в результате воздействия облучения.

Ситуация нам представляется такой, что изменения в спиновой подсистеме обусловлены развитием индуцированных упругих колебаний. Для макроскопической перестройки спинового состояния необходимо, чтобы, за счет фотоупругого преобразования, требуемая колебательная мода обладала существенной интенсивностью. По достижению требуемой интенсивности за счет изменения обменного интеграла в системе меняются резонансные условия, и происходит переход из состояния с — d в состояние а - Ь. Осциллирующий характер развития индуцированной неустойчивости может быть связан с образованием упругой стоячей волны.

Проведенные нами исследования статических и магниторезонансных свойств кристалла показали, что они удовлетворительно со-

гласуются с четырехподрешеточной моделью антиферромагнетика, магнитные моменты которого отклонены от оси С кристалла на углы (т = 0,1). При объяснении поведения магнитных свойств в магнитоупорядо-ченной и парамагнитной областях использовалось предположение, что основную роль в формировании магнитного порядка играет ян-теллеровский характер поведения ионов меди и квазидвумерность структуры кристалла.

Как и в случае кристалла (СНзЫНз^СиС^, основное внимание при исследовании антиферромагнетика мы уделили нелинейному магнитному резонансному СВЧ поглощению, которое было обнаружено нами в области температур, где кристалл находится в магнитоупорядоченном состоянии. По сравнению с кристаллом нелинейный магнитный резонанс в данном случае максимально проявляется в геометрии

Я||С. Здесь же необычным является и то, что форма линии нелинейного СВЧ поглощения инвертирована. Это означает, что в случае кристалла-бромида действия нелинейной составляющей «упругой» части силы и высокочастотной компоненты магнитного поля (внешней силы) совпадают по направлению. Такое возможно, если молекулярное поле, возникающее от нелинейного вклада, лежит в базисной плоскости кристалла:

Если говорить о природе возникновения нелинейного магнитного резонанса, то, на первый взгляд, никаких особых предпосылок для этого нет. Ион меди имеет спин 8 = 1/2, значит, внутрислоевое спиновое обменное взаимодействие имеет гейзенберговский вид, магнитная кристаллографическая анизотропия должна быть небольшой (что и наблюдается экспериментально).' Более того, магнитные ионы в разных слоях находятся на значительных расстояниях, через две группы метил-аммония, и, следовательно, обмен между слоями должен быть слабый. Все это приводит к мысли, что существует взаимодействие, сильно связывающее магнитные ионы в разных слоях; таким взаимодействием может быть ян-теллеровское взаимодействие вырожденных орбитальных состояний, а через них «зацепляются» и спины ионов.

В шестой главе приведены результаты исследований магнитных и транспортных свойств искусственных слоистых систем - пленочных структур: трехслойных магнитных пленок и структуры (монокристалл) (пленка).

Мы использовали метод магнитного резонанса при исследовании изменения характера межслоевого взаимодействия в трехслойных магнитных пленках Ре/ЗИ^е от толщины кремниевой прослойки, от температуры и освещенности. Поскольку условия магниторезонансного поглощения определяются эффективными внутренними полями, то по сдвигу резонансного поля 5НГ пленки с полупроводниковой прослойкой относительно пленки без прослойки можно судить о величине и знаке константы обменной связи как без оптического излучения, так и при воздействии оптического излучения.

Изменение сдвига резонансного поля (5#р), величина которого отражает силу взаимодействия между слоями железа, в зависимости от толщины кремниевого слоя приведено на рис. 9. Обращает на себя внимание усиление

ферромагнитного взаимодействия (отрицательный сдвиг 6НГ) при малых

о

толщинах ¿15 А). При прослойках кремния знак обменного - взаимодействия зависит от температуры. В области взаимодействие слоев имеет антиферромагнитный характер при всех температурах.

В настоящее - время нет однозначного мнения о механизмах такой

обменной связи. Очевидно, что «переносчиками» взаимодействия являются электроны проводимости немагнитной

прослойки. Наибольшее распространение получила модель «квантовой ямы». Спин-зависимое отражение электронов от границ слоев приводит к квантовому «запиранию» электронов прослойки и, как следствие, к необходимости учета зависящих от спина состояний в потенциальной яме. Сила межслоевого взаимодействия зависит от многих деталей Ферми поверхности и энергетической электронной структуры магнитных и немагнитных слоев.

Применительно к нашему случаю, ситуация усложняется особенностями технологии, поскольку для используемого метода получения в Ре/У/Ре кремниевый слой имеет аморфную структуру. А это значит, что в прослойке лишь приблизительно сохраняется ближний порядок, что приводит к существенному изменению плотности электронных состояний и поверхности Ферми полупроводникового материала. Здесь, по-видимому, характерная толщина прослойки кремния, при которой наблюдается максимальное взаимодействие слоев железа, должна быть связана с длинной свободного пробега электронов в аморфном кремнии. Ослабление антиферромагнитной связи при пониже-

Рис/ 9. Зависимость нормированного сдвига резонансного поля от толщины кремниевой прослойки: = /¿Я™.

нии температуры для структуры с фиксированной толщиной прослойки может быть объяснено только уменьшением концентрации электронов проводимости в полупроводнике. В рамках модели «квантовой ямы» это приведет к опустошению зависящих от спина электрона энергетических состояний и, следовательно, к уменьшению вклада в энергию системы, зависящего от направления намагниченностей слоев Fe.

Мы провели исследование влияния оптического излучения на магнитное состояние пленок Fe/Si/Fe. В случае промежуточного слоя, изготовленного из полупроводникового материала, можно ожидать изменение взаимодействия между магнитными слоями при оптическом облучении, за счет возникновения в зоне проводимости фотоэлектронов. При использовании метода магнитного резонанса это будет проявляться как изменение параметров магнитного резонанса. При фотоиндуцированные изменения обменного взаимодействия носят исключительно антиферромагнитный характер, и лишь для очень тонких прослоек кремния наблюдается смена знака обменного параметра в области Т »120 К. Как функция энергетической освещенности образца фотоиндуцированный сдвиг резонансного поля выходит на насыщение.

Изменение магнитного состояния при облучении, прежде всего, связано с изменением в полупроводниковой прослойке концентрации носителей тока, которые и являются «переносчиками» взаимодействия между магнито-активными слоями. Если снова обратиться к модели «квантовой ямы», то воздействие оптического излучения сводится к возбуждению носителей тока в зону проводимости, где происходит заселение спин-зависимых состояний «квантовой ямы».

Мы исследовали проводимость структуры, представляющую собой кристалл манганита с нанесенной на него тонкой пленкой железа, структура [M/Fe]. Интерес к структурам на основе манганитов связан с высокой степенью поляризации носителей заряда в этих материалах, что имеет принципиальное значение при создании устройств спиновой электроники.

Рис. 10.' Зависимость сопротивления Я(Н) и магнитосопротивления М/До = (Д(#)-Л(0))/Д(0) от внешнего магнитного поля Н. (а) структура 1М/Ре]; (Ь) монокристалл Еи^РЬозМпОз. Вставка - геометрия эксперимента.

На рис. 10 представлена зависимость сопротивления R(H) и магнитосопротивления (Л/С)

от

внешнего магнитного поля для [M/Fe] при Г = 80 К. Зависимость R(H) для [M/Fe] имеет характерный максимум, соответствующий области положительного Л/С В то же время, хорошо известно, что материалы манганитов обладают отрицательным магниторезистив-ным эффектом. Принципиально, что область, соответствующая положительным величинам А/С, появляется только при температурах; где кристалл манганита обладает спонтанным магнитным моментом. Характер поведения МС коррели-

рует с поведением намагниченности, величина магниторезистивного эффекта зависит от величины напряжения смещения >. Такое поведение характерно для туннельных переходов с электродами из ферромагнитных материалов, разделенных тонким слоем диэлектрика (структуры типа Наличие максимума сопротивления в этом случае объясняется эффектом «спинового вентиля», величина туннельного тока зависит от взаимной ориентации магнитных моментов электродов М; и М„. Предположение о туннельном характере МС структуры подтверждает и вольт-амперная характеристика, которая имеет вид, типичный для туннельных переходов.

Наблюдаемая особенность поведения ЩИ) для структуры связана с образованием переходного контактного слоя между подложкой и нанесенной

на него пленкой Fe, роль магнитоактивных электродов РМ1 И РМц выполняют пленка Fe и кристалл манганита (при Т< Тс). Для материалов манганитов характерна слабая связь кислорода с решеткой. На границе кристалла с пленкой за счет диффузии образуется обедненный по кислороду относительно стехиометрического состава кристалла тонкий слой, который является антиферромагнитным и обладает диэлектрическими свойствами. Этот контактный слой и является потенциальным барьером для электронов.

Анализ экспериментальных данных позволил сделать оценки для высо-

о

ты ио и ширины с1 потенциального барьера: » 29.5 мЭв, г/» 20 А . Величина туннельного МС в нашем случае ~ 11 %, хотя оценки дают величину Но поскольку степень спиновой поляризации электронов проводимости связана с асимметрией плотности состояний на уровне Ферми для об-менно расщепленных подзон со спином «вверх» и «вниз», то, очевидно, что максимальная величина спиновой поляризации и ТМС может быть достигнута только при температурах значительно ниже Тс, где наблюдается магнитное насыщение. Кроме того, при Т<ТС необходимо учитывать процессы термического возбуждения спиновых волн, которые уменьшают степень поляризации ферромагнитных электродов.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ РАБОТЫ

1. Проведено экспериментальное исследование магнитных анизотропных свойств слабоферромагнитных кристаллов гематита, легированных редкоземельными ионами. Показано, что особенности поведения магнитной анизотропии определяются энергетической структурой конкретного редкоземельного иона. Теоретическая модель, учитывающая особенности реального энергетического спектра ионов Но3+ , в которой матрица-кристалл рассматривается в континуальном приближении, а примесные редкоземельные ионы как квазиизинговские, позволила рассчитать и объяснить магнитные анизотропные свойства кристаллов а-РегОз, легированных ионами гольмия. Установлено, что наблюдаемые спин-переориентационные фазовые переходы,

индуцированные примесями ионов Dy и ТЬ, являются результатом конкуренции анизотропии железной и редкоземельной подсистем кристалла.

2. Экспериментально обнаружено поляризационно-зависимое изменение магнитного состояния в монокристалле гематита, легированном ионами Ga и Yb. Предложена модель фоточувствительного центра; в рамках модели предполагается; что эффект связан с перестройкой фоточувствительного центра, содержащего ион Yb и F-центр; облучение меняет соотношение центров, находящихся в слабо анизотропном и сильно анизотропном состояниях и распределенных по неэквивалентным позициям кристалла. Установлено, что регистрируемые фотоиндуцированные изменения определяются двумя конкурирующими процессами: 1) облучение изменяет магнитную энергию центров за счет увеличения заселенности высоколежащих энергетических уровней; 2) облучение изменяет состояние фотомагнитных центров в процессе оптической накачки и термической релаксации.

3. Проведено исследование магнитных резонансных и транспортных свойств кристаллов манганитов составов ЕиотРЬозМпОз и Lao 7Pbo 3МПО3. Установлено наличие смешанного двухфазного состояния в области температуры магнитного фазового перехода, где наблюдается эффект КМС. Показано, что гетерофазное состояние определяется механизмом электронного фазового расслоения. Впервые при изучении фазовой неоднородности в манганитах применен метод исследования частотно-полевых зависимостей спектров магнитного резонанса, который позволил идентифицировать сосуществующие фазы и детектировать изменения фазового состояния системы в результате внешних воздействий. Обнаружено и исследовано явление изменения проводимости монокристалла индуцированное магнитным резонансным СВЧ поглощением. Установлено, что ключевую роль в механизме изменения проводимости играет состояние фазового расслоения, реализующееся в образце. Для анализа результатов привлечены феноменологические модели, которые качественно воспроизводят существенные особенности поведения реальных кристаллов при изменении температуры, магнитного

поля и в условиях магнитного Р^ИЩ^^ЖМвТ'

[ИЯ.

I БИБЛИОТЕКА I 33 СПетербург » 03 »0 «*т

mfja

4. Экспериментально обнаружено и изучено влияние транспортного тока на проводимость в СВЧ диапазоне в монокристаллах Lao 7РЬ<> 3МПО3. Результаты проанализированы в рамках осцилляторного приближения. Получены параметры системы, определяющие характер возможных взаимодействий, ответственных за наблюдаемые магнитоэлектрические эффекты. Предполагается, что в основе механизма токового воздействия лежит явление электронного фазового расслоения.

5. В квазидвумерных кристаллах (CHjNHj^CuCU и (СНзМНз)2СиВг4экс-периментально обнаружено и исследовано нелинейное СВЧ поглощение, по своему характеру подобное классическому нелинейному резонансу ангармонического осциллятора. Обнаружен светоиндуцированный переход между состояниями в бистабильном режиме при нелинейном магнитном резонансе в

Результаты проанализированы в рамках осцилляторного

подхода.

6. Методом магнитного резонанса исследована зависимость межслоевого магнитного взаимодействия в трехслойных пленках Fe/Si/Fe от толщины кремниевой прослойки, температуры и оптического облучения. Для объяснения наблюдаемого поведения привлечена модель «квантовой ямы». Показано, что зависимость взаимодействия от температуры может быть связана с изменением концентрации электронов в зоне проводимости полупроводниковой прослойки. Воздействие оптического излучения сводится к возбуждению носителей тока в зону проводимости, где происходит заселение спин-зависимых состояний «квантовой ямы», приводящее к восстановлению взаимодействия ферромагнитных слоев Fe.

7. Обнаружено магнитосопротивление туннельного типа в структуре, представляющей собой монокристалл манганита с нанесенной на него эпитаксиальной пленкой Fe. Эффект связывается с формированием в приконтактной области манганит-Fe переходного слоя, обедненного кислородом и обладающего диэлектрическими свойствами. Чувствительность сопротивления исследуемой структуры к магнитному полю определяется как

отрицательным магнитосопротивлением кристалла манганита, так и туннельным вкладом в механизм проводимости, при котором величина туннельного тока зависит от взаимной ориентации магнитных моментов электродов (кристалл Еио.тРЬо.зМпОз и пленка Fe).

8. Созданы экспериментальные установки для исследования магнитных резонансных и электрических свойств материалов. Конструкция автоматизированного спектрометра магнитного резонанса позволяет реализовать методы исследования, основанные на детектировании отклика системы при комбинированном воздействии: метод двойного радио-оптического резонанса; метод детектирования магнитного резонанса по изменению проводимости образца; исследование СВЧ проводимости образцов при воздействии транспортного тока.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ, ИЗЛОЖЕННЫЕ В ДИССЕРТАЦИИ, ОПУБЛИКОВАНЫ В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ:

1. Патрин Г.С., Волков Н.В. Фотомагнитные свойства примесных кристаллов гематита // В сб.: Физические свойства магнетиков, Красноярск: ИФ СО АН СССР, 1990.-С. 119-132.

2. Волков Н.В., Патрин Г.С. Модернизированный спектрометр электронного магнитного резонанса с твердотельным СВЧ генератором // Препринт № 635 Ф ИФ СО АН СССР, Красноярск. 1990.- 18 с.

3. Волков Н.В., Патрин Г.С, Великанов ДА. Широкофункциональный СВЧ генератор на основе диода Ганна для магниторезонансной спектроскопии // ПТЭ. - 2002. - В.2. - С.90-93.

4. Волков Н.В., Патрин Г.С. Твердотельный сверхвысокочастотный генератор с системой автоматической подстройки частоты // ПТЭ. - 1990. -В.5.-С.118-119.

5. Великанов Д.А., Игнатов И.С., Волков Н.В. Автоматизированный харак-териограф // ПТЭ. - 2004. - В. 1. - С. 156-157.

6. Patrin G.S., Petrakovskii G.A., and Volkov N.V. Study ofphotoinduced properties in doped hematite single crystal via magnetic resonance // Phys.Stat.Sol. (a).- 1991.-V. 124.-N.I.-P.335-343.

7. Патрин Г.С., Петраковский ГА Волков Н.В. Магниторезонансные исследования фотоиндуцированного магнетизма в a-Fe20j:Co,Si при низких температурах// ФТТ.- 1988. -Т.30. - В.6. - С.1851-1853.

8. Патрин Г.С., Волков Н.В., Петраковский Г.А. Кинетика фотомагнитного эффекта в кристаллах a-Fe203:Ga//®TT. - 1994.-Т.36.-В.5.-С. 13851391.

9. Patiin G.S., Volkov N.V., Petrakovskii G.A. Photomagnetic effect in doped hematite crystals // JMMM. -1995. - V.140-144. - P3. - P.2143-2144.

10. Патрин Г.С., Волков H.B., Еремин Е.В., Плеханов В.Г. Влияние редкоземельных ионов гольмия на анизотропные свойства кристаллов а-FejOj: Ga // Сборник трудов XVIII международной школы-семинара «Новые магнитные материалы микроэлектроники», Москва, 2002. - С. 915-917.

11. Патрин Г.С., Волков Н.В., Еремин Е.В. Спин-переориентационный фазовый переход в базисной плоскости в // Письма в ЖЭТФ. - 1994. - Т.63. - В.9. - С.694-697.

12. Patiin G.S., Volkov N.V., Vasiliev V.N. The "easy plane — easy axis" transition in a-Fe2C>3:Ga crystals induced by doping with terbium ions // Phys.Lett. A. - 1997. - V.230. - N. 1 -2. - P.96-98.

13. Патрин Г.С., Волков Н.В., Петраковский Г.А. Поляризационно-зависимое фотоиндуцированное изменение АФМР a-Fe203:Eu, Ga // Письма в ЖЭТФ. - 1990. - Т.52. - В.З. - С.817-819.

14. Патрин Г.С., Волков Н.В., Петраковский Г.А. Поляризационно-зависимый фотомагнитный эффект в кристаллах Ga // ЖЭТФ. - 1992. - Т. 101. - В.2. - С.635-648.

15. Патрин Г.С., Волков Н.В., Петраковский Г.А. Поляризационно-зависимое светоиндуцированное изменение параметров магнитного ре-зонансав a-Fe203:Eu, Yb // Письма в ЖЭТФ. - 1995. - Т.61. - В.1. -С.54-56.

16. Patrin G.S., Volkov N.V. Polarization-dependent photoinduced change of magnetic state in a-FejOjiEu, Yb crystals // J.Phys.: Condens. Matter. - 2000. -V.12.-N.8.-P.1867-1872.

17. Волков Н.В., Патрин Г.С. Поляризационно-зависимый фотомагнитный эффект в кристаллах гематита, легированных РЗ ионами Ей и Yb // В

сборнике научных статей: «Теория и эксперимент в современной физике» - Красноярск: Краснояр. гос. ун-т, 2000. - С. 152-165.

18. VolkovN.V., Petrakovskii G.A., Vasiliev V.N., Velikanov D.A., Sablina K.A., Patrin K.G. Observation of mixed two-phase state in Euo 7Pt>o jMnOj single crystal by magnetic resonance method // Physica B. - 2002. - 324/1-4. -P.254-260.

19. Volkov N.V, Petrakovskii G.A., Sablina K.A., Vasiliev V.N., Patrin K.G. Magnetic resonance probe of the phase separation in EuoiPbosMnOj single crystal // JMMM. - 2003. - 258-259C. - P.302-305.

20. Петраковский Г.А., Волков Н.В., Васильев В.Н., Саблина К.А. Спектр магнитного резонанса двухфазного состояния в монокристаллах манганита лантана Ьао7РЬозМпОз // Письма в ЖЭТФ. - 2000. - т.71. - в.4. -С.210-214.

21. Волков Н.В., Петраковский ГА, Васильев В.Н., Саблина К.А. Двухфазное парамагнитно-ферромагнитное состояние в монокристалле манганита лантана Lao7РЬозМпОз//ФТТ. - 2002. -Т.44. - В.7. - С.1290-1294.

22. Волков Н.В., Петраковский Г.А., Саблина К.А., Коваль СВ. Влияние транспортного тока на магнитоэлектрические свойства монокристаллов с гигантским магнитным сопротивлением Ьа<)7РЬозМпОз в СВЧ-диапазоне // ФТТ. -1999. - Т.41. -В.11. - С.2007-2015.

23. Волков. Н.В., Петраковский ГА, Саблина К.А. Резонансный отклик проводимости в СВЧ-диапазоне на воздействие переменного тока в кристаллах Ьао7РЬозМпОз//ФТТ. - 1999. - Т.41.-В. 12.-С.2187-2192.

24. Патрин Г.С., Волков Н.В., Федосеева Н.В., Николаев Е.М. Нелинейный магнитный резонанс в кристаллах // Письма в ЖЭТФ.-1993.-Т.57.-В.З.-С. 183-186.

25. Patrin G.S., Volkov N.V. Study of the nonlinear magnetic resonance in (СНзИНз^МпозСиозСЦ crystals in the oscillatory approach // JMMM. -1995.-V.151.-N.1-2.-P.189-192.

26. Патрин Г.С., Волков Н.В. Светоиндуцированный переход между состояниями в бистабильном режиме при нелинейном магнитном резонансе в (СНзШз)2СиС14//Письма в ЖЭТФ. -1996. - Т.64. - В. 12. - С.841 -844.

27. Patrin G.S., Volkov N.V., Prokhorova I.V. Antiferromagnetism in the quasi-two dimensional (CH3NH3)2CuBr4 crystal // JMMM. - 2003. - V.258-259. -P.131-133.

28. Федосеева Н.В., Волков Н.В., Патрин Г.С. Магнитные свойства квазидвумерного кристалла (СНзМНз)2СиВг4 // ФТТ. - 2003. - Т.45. - В.З. -С.472-475.

29. Патрин Г.С, Волков Н.В., Васильев В.Н. Мапшторезонансные свойства квазидвумерного магнетика (СНзЫНз^СиВ^ // Сборник трудов XVII международной школы семинара «Новые магнитные материалы микроэлектроники», Москва, 2000. - С.360.

30. Патрин Г.С, Волков Н.В., Прохорова И.В. Нелинейный магнитный резонанс в кристалле (CHjNH^CuBr« // ФТТ. - 2004. - Т.46. - В. 10. -С.1828-1830.

31. Патрин Г.С, Волков Н.В., Кононов В Л. Влияние оптического излучения на магнитный резонанс в трехслойных пленках Fe/Si/Fe // Письма в ЖЭТФ. -1998. - Т.6. - В.4. - С.287-291.

32. Patrin G.S., Ovchinnikov S.G., Volkov N.V., Velikanov D.A., Kononov V.P. Magnetic, resonance and photomagnetic properties of Fe/Si/Fe trilayer films // The Physics of Metals and Metallography. -2001. -T.91(1). - C.56-59.

33. Волков H.B., Патрин Г.С, Петраковский Г.А., Саблина К.А., Овчинников С.Г., Варнаков СН. Магнитосопротивление туннельного типа в структуре Euo7Pbo3MnOj (монокристалл) / Fe (пленка) // Письма в ЖТФ. - 2003. - Т.29. - В.5. - С.54-60.

34. Волков Н.В., Патрин Г.С, Петраковский ГА, Саблина К.А., Овчинников С.Г., Варнаков СН. Магнитосопротивление туннельного типа в структуре манганит/Fe // Сборник трудов XVIII международной школы-семинара «Новые магнитные материалы микроэлектроники». Москва, 2002.-С295-296.

35. Патрин Г.С, Волков Н.В. Слабый ферромагнетик БеВОз как потенциальный материал для устройств функциональной магнитоэлектроники // Наука производству. - 2003. - №5. - С44-46.

36. Патрин Г.С, Волков Н.В. Слабые ферромагнетики FeBC>3 и а-РегОз как потенциальные материалы для устройств функциональной магнитоэлек-троники // Материалы международного научного семинара «Инновационные технологии-2001 «.-Красноярск, 2001. - Т.1. - С220 - 223.

37. Волков Н.В., Патрин Г.С. Прибор для дистанционного измерения температуры. //Патент № 2152598 от 27.07.1998; Опубл. 10.07.2000, Бюл. № 19, МКИ5 7 G 01 К 7/32.

38. Патрин Г.С, Волков Н.В. СВЧ-выключатель // Патент № 2139611 от 25.05.1998; Опубл. 10.10.1999, Бюл. № 28, МКИ3 6 Н 01 Р 1/11,1/218.

39. Саблина К.А., Волков HJB., Петраковский Г.А. Способ нанесения медного покрытия на диэлектрик // Патент № 2188879 от 30.10.2000; Опубл. 10.09.2002, Бюл. № 25, МКИ5 7 С 23 С 26/00.

40. Петраковский Г.А., Саблина К.А., Великанов ДА., Воротынов AM:, Волков Н.В.; Бовина А.Ф. Синтез и магнитные свойства монокристалла метабората меди С11В2О4 // Кристаллография. - 2000. - Т.45. - В.5. -С.926-929.

41. Масленников О.А., Волков Н.В., Саблина К.А., Петраковский ГЛ. Способ лазерной металлизации диэлектрической подложки // Патент № 2192715 от 13.07.2001; Опубл. 10.112002, Бюл. № 31, МКИ5 7 Н 05 К 3/02.

Подписано в печать Н.а.^ООЧг Формат 60x84/16. Усллечл. 2. Тираж 100 экз. Заказ №¿7 Отпечатано в типографии Института физики СО РАН 660036, Красноярск, Академгородок, 50, ИФ СО РАН

04-140J3

Введение.

Глава 1. Особенности магнитных, резонансных и транспортных свойств примесных и слоистых систем, методы их описания.

1.1. Примесные системы (I). Слаболегированные магнитоупорядоченные кристаллы.

1.1.1. Локальные примесные состояния.

1.1.2. Кристаллы магнитодиэлектриков, легированные 3d и 4f ионами.

1.2. Примесные системы (II). Магнитоупорядоченные кристаллы с высоким уровнем допирования примесями.

1.2.1. Образование примесных фаз.

1.2.2. Явление электронного фазового расслоения.

1.2.2.1. Экспериментальные доказательства фазового расслоения в манганитах.

1.2.2.2. Теоретические модели фазового расслоения.

1.3. Слоистые системы (I). Магнитные пленочные структуры.

1.3.1. Особенности межслойной обменной связи в магнитных структурах.

1.3.2. Эффект гигантского магнитосопротивления.

1.3.3. Туннельное магнитосопротивление.

1.4. Слоистые системы (II). Квазидвумерные магнитоупорядоченные кристаллы

Выводы и постановка задачи.

Глава 2. Экспериментальные методы. Техника эксперимента. Приготовление образцов.

2.1. Традиционные методы исследования - экспериментальные установки, некоторые новые технические решения.

2.1.1. Установка для исследования магнитного резонанса.

2.1.2. СВЧ генератор для спектрометра магнитного резонанса.

2.1.3. Установка для исследования проводимости на постоянном токе.

2.1.4. Универсальная схема для измерения электрических характеристик твердых тел.

2.2. Методы, основанные на исследовании отклика системы при комбинированном воздействии.

2.2.1. Метод двойного радио-оптического резонанса, экспериментальная установка.

2.2.2. Метод детектирования магнитного резонанса по изменению проводимости образца.

2.2.3. Метод исследования СВЧ проводимости образцов при воздействии транспортного тока.

2.3. Синтез кристаллов, приготовление образцов.

2.3.1. Монокристаллы гематита, легированные редкоземельными ионами

2.3.2. Примесные монокристаллы манганитов.

2.3.3. Пленочные структуры.

Основные результаты.

Глава 3. Локальные магнитные анизотропные примесные состояния в монокристаллах гематита (особенности магнитных свойств монокристаллов гематита, легированных диамагнитными 3d и 4f ионами).

3.1. Кристаллы гематита: магнитные, резонансные и оптические свойства

3.2. Магнитные и фотомагнитные свойства кристаллов гематита, легированных диамагнитными и 3d ионами.

3.2.1. Магнитные анизотропные свойства.

3.2.2. Фотоиндуцированные изменения магнитных анизотропных свойств.

3.3. Примеси 4f ионов.

3.3.1. Магнитная кристаллографическая анизотропия монокристаллов гематита, легированных ионами Но3+.

3.3.1.1. Эксперимент.

3.3.1.2. Модельные представления.

3.3.1.3. Расчет магнитного резонанса в монокристалле гематита, легированном ионами Но3+.

3.3.2. Спин-переориентационные фазовые переходы, индуцированные примесями редкоземельных ионов.

3.3.2.1. Ионы Dy3+.

3.3.2.2. Ионы Tb3+.

3.3.3. Поляризационно-зависимые фотоинду цированные изменения магнитной анизотропии, в кристаллах легированных редкоземельными ионами.

3.3.3.1. Ионы Eu.

3.3.3.2. Ионы Yb.

Основные результаты.

Глава 4. Магнитные и транспортные свойства примесных кристаллов марганцевых оксидов со структурой перовскита.

4.1. Статические магнитные и транспортные свойства монокристаллов манганитов Еи0.7РЬ0.зМпО3 и ЬаолРЬо.зМпОз.

4.2. Особенности спектров магнитного резонанса монокристаллов манганитов при электронном фазовом расслоении.

4.2.1. Монокристалл ЕиолРЬо.зМпОз.

4.2.2. Монокристалл ЬполРЬо.зМпОз.

4.3. Изменение проводимости монокристалла ЕиолРЬо.зМпОз, индуцированное магнитным резонансным СВЧ поглощением.

4.4. Приближение эффективной среды для описания свойств манганитов с фазовым расслоением.

4.5. Описание фазового расслоения в рамках феноменологических моделей

4.5.1. Простая феноменологическая модель в приближении молекулярного поля.

4.5.2. Картина фазового расслоения в модели двухминимумного потенциала.

4.6. Вариационный принцип для расчета смешанного двухфазного состояния

4.6.1. Обоснование модели.

4.6.2. Методика расчета двухфазного парамагнитного-ферромагнитного состояния.

4.6.3. Свободная энергия двухфазной системы.

4.6.4. Сравнение с результатами исследований спектров магнитного резонанса

4.7. Отклик СВЧ проводимости на воздействие транспортного тока в монокристалле манганита Ьа0.7РЬ0.зМпОз.

4.7.1. Постоянный ток.

4.7.2. Переменный ток. Релаксационное поведение.

4.7.3. Переменный ток. Резонансный отклик.

4.7.4. Механизмы изменений проводимости примесных манганитов, индуцированных электрическим полем. Роль фазового расслоения

4.7.5. Релаксационный отклик СВЧ проводимости на воздействие переменного тока в рамках модели двухминимумного потенциала.

Основные результаты.

Глава 5. Магнитные статические свойства и спиновая динамика квазидвумерных кристаллов семейства (СНзГШз)2Си(С1, Вг)4.

5.1. Кристалл (СНзЫНз^СиСЦ.

5.1.1. Магнитные свойства.

5.1.2. Нелинейный магнитный резонанс.

5.1.2.1. Экспериментальные результаты.

5.1.2.2. Приближение нелинейного осциллятора.

5.1.3. Светоиндуцированный переход между состояниями в бистабильном режиме при нелинейном магнитном резонансе.

5.2. Кристалл (СН3ННз)2СиВг4.

5.2.1. Статические магнитные свойства.

5.2.1.1. Магнитоупорядоченное состояние.

5.2.1.2. Парамагнитная область.

5.2.1.2. Интерпретация результатов.

5.2.2. Магниторезонансные исследования, нелинейный магнитный резонанс

Основные результаты.

Глава 6. Магнитные и транспортные свойства слоистых пленочных структур

6.1. Трехслойные пленки Fe/Si/Fe.

6.1.1. Магнитное состояние структур.

6.1.2. Влияние оптического облучения на магнитное состояние.

6.2. Структура Еи0.7РЬ0.зМпОз(монокристалл)/Ре(пленка).

6.2.1. Поляризованный по спину ток в магнитных структурах на основе манганитов.

6.2.2. Магнитосопротивление туннельного типа в структуре Еи0.7РЬо.зМпОз(монокристалл)/Ре(пленка).

Основные результаты.

АКТУАЛЬНОСТЬ ИССЛЕДОВАНИЙ

Последние десятилетия стремительными темпами расширяется использование в науке и технике материалов, обладающих сложным составом и сложной структурой. Это приводит к необходимости решения ряда специфических задач, которые порождаются технологическими проблемами, потребностью в более совершенных экспериментальных методиках, необходимостью поиска подходов для описания и прогнозирования свойств таких систем, как керамики, композиты, поликристаллы, стекла, эмульсии, многослойные пленочные структуры. Мы в настоящей работе сосредоточим внимание на некоторых специфических аспектах исследований двух классов магнитоупорядоченных материалов: 1) магнитные кристаллы, легированные примесями; 2) слоистые магнитные структуры.

Непрерывный интерес исследователей к примесным материалам, т. е. к материалам, в исходный состав которых вводится определенное количество химических примесей, связан, прежде всего, с появлением у таких систем новых, часто уникальных, физических свойств, по сравнению с «чистыми» составами. Здесь достаточно упомянуть, что, например, все многообразие современной полупроводниковой электроники (диоды, транзисторы, полупроводниковые лазеры и т. д., вплоть до микросхем высокой степени интеграции) основано на присутствии примесных ионов в полупроводниковом материале. Но, несмотря на уже широчайшее практическое использования легированных материалов, в том числе и обладающих магнитным порядком, одной из важнейших на повестке дня остается задача решения фундаментальных вопросов физики примесных систем. Остаются актуальными поиск новых магнитных материалов, в которых примеси могут приводить к новым физическим свойствам, и применение новых методов исследования, что может повлечь за собой обнаружение новых эффектов. Остается насущной и необходимость разработки новых современных теоретических подходов и моделей, которые бы позволяли проводить описание примесных состояний и их влияния на магнитные и другие, связанные с магнитной подсистемой, физические свойства.

Современные тенденции развития физики твердого тела характеризуются тем, что основными объектами исследования все в большей степени становятся не массивные кристаллы, а искусственные слоистые системы - многослойные тонкопленочные структуры. В таких системах существенно меняется большинство электронных свойств - возникает большое число новых, так называемых размерных эффектов. Наиболее кардинальной перестройкой свойств отличаются квантовые размерные структуры, в которых свободные носители заряда локализованы, хотя бы в одном из направлений, в области с размерами порядка дебройлевской длины волны носителей. При этом вступают в силу законы квантовой механики и происходит изменение наиболее фундаментальной характеристики электронной системы - ее энергетического спектра. Квантово-размерные эффекты обладают целой совокупностью уникальных свойств, весьма далеких от того, что можно наблюдать в обычных трехмерных системах. Такие структуры могут служить основой создания новых типов наноэлектронных приборов. При этом использование гетероструктур, содержащих магнитоактив-ные слои, значительно расширяет функциональные возможности низкоразмерных структур, поскольку в этом случае, наряду с зарядом, спин электрона представляет собой активный элемент для хранения, обработки и передачи информации. В настоящее время физика низкоразмерных структур с магнитоактив-ными слоями интенсивно развивается, но устойчивая система взглядов и представлений в этой области исследований окончательно еще не сложилась. Такая ситуация настоятельно требует наращивания усилий в области технологии получения, экспериментального и теоретического исследования магнитных многослойных пленочных структур. По причинам как фундаментального, так и прикладного характера, также не стоит исключать из сферы интересов и системы, которые можно рассматривать как двумерные, в силу их состава и кристаллической структуры.

Примесные и слоистые магнитные системы имеют свои специфические особенности в поведении магнитных и транспортных свойств. Но есть моменты, которые объединяют рассматриваемые классы материалов в рамках настоящей работы и которые, к тому же, во многом определяют актуальность исследований.

Во-первых, общим моментом для этих двух классов материалов является возможность направленного управления их энергетической структурой (а, следовательно, и физическими свойствами) на технологической стадии либо путем легирования примесями, либо путем выбора материала слоев и варьирования их толщины в слоистых системах.

Во-вторых, все исследуемые материалы относятся к классу магнитоупо-рядоченных, и это позволяет использовать для них общие подходы и модельные представления, развитые в физике магнитных явлений.

В-третьих, объединяющий фактор - использование одинаковых экспериментальных подходов. Помимо классических методов, мы привлекали при изучении всех исследуемых систем нетрадиционные методы, в основу которых положен принцип комбинированного воздействия на образец. В этом случае исследуется отклик системы, переведенной в неравновесное состояние, а по характеру релаксации в основное состояние можно судить о характере взаимодействий в системе. Кроме того, применение таких методов позволяет находить эффективные способы управления свойствами различного класса магнитных систем путем внешнего воздействия, что открывает новые возможности для их практического применения.

Перечисленные выше доводы дают основания объединить рассмотрение магнитных примесных и слоистых систем в рамках настоящей работы. Актуальность проведения исследований таких систем представляется обоснованной. В целом, по нашему мнению, работа может быть квалифицирована как исследование, посвященное изучению физических свойств примесных и слоистых систем, обладающих дальним магнитным порядком.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Исследования, составившие предмет настоящей работы, направлены на изучение особенностей физических свойств легированных магнитоупорядоченных кристаллов и слоистых структур с магнитоактивными слоями. Можно вы делить две главные задачи, которые решались при проведении исследований:

• исследовать магнитные статические и резонансные свойства, а также транспортные свойства новых магнитных материалов, полученных в результате легирования или с привлечением пленочных технологий;

• исследовать влияние неравновесных состояний, созданных воздействием внешних возмущений (оптическое излучение, электрический транспортный ток), на магнитные свойства примесных и слоистых магнитных систем.

В последнем случае исследования позволяют, с одной стороны, изучать особенности поведения различного класса систем с дальним магнитным порядком в неравновесном состоянии, а, с другой стороны - получать дополнительную информацию о характере магнитных взаимодействий в таких системах.

В соответствии с определенными задачами в качестве объектов исследования были выбраны следующие материалы: монокристаллы гематита, легированные редкоземельными ионами; монокристаллы манганитов ЬполРЬо.зМпОз и Еи0.7РЬ0.зМпО3; трехслойные пленки Fe/Si/Fe; структура [(монокристалл манга-нита)/(пленка Fe)]; монокристаллы с квазидвумерной структурой в системе (CH3NH3)2Cu(Cl,Br)4.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА

В процессе проведения исследований получены новые результаты, основные из которых выносятся на защиту.

1. Впервые экспериментально исследованы магнитные свойства монокристаллов гематита, легированных редкоземельными ионами. Показано, что:

• редкоземельные ионы непосредственно участвуют в формировании магнитной анизотропии гематита, а все особенности анизотропного поведения определяются спецификой электронного энергетического спектра конкретного иона;

• наблюдаемые экспериментально спин-переориентационные переходы — результат конкуренции магнитных анизотропных вкладов от железной и редкоземельной подсистем легированного кристалла.

2. Впервые обнаружен поляризационно-зависимый эффект оптического облучения в монокристалле гематита, легированном ионами иттербия и галлия. Изучение этого эффекта позволило установить, что:

• фотоиндуцированные изменения связаны с перестройкой электронной структуры фоточувствительного центра, включающего ион иттербия;

• облучение в зависимости от поляризации меняет соотношение центров, находящихся в слабо анизотропном и сильно анизотропном состояниях и распределенных по неэквивалентным позициям кристалла.

3. Проведено комплексное исследование магнитных, резонансных и транспортных свойств кристаллов манганитов. Впервые при изучении фазовой неоднородности в манганитах применен метод исследования частотно-полевых зависимостей спектров магнитного резонанса. Исследования позволили установить наличие состояния с фазовым расслоением в области температуры магнитного фазового перехода, где наблюдается эффект колоссального магнитосо-противления.

4. Обнаружено и исследовано явление изменения проводимости монокристалла манганита, индуцированное магнитным резонансным СВЧ поглощением. Показано, что ключевую роль в механизме изменения проводимости играет состояние фазового расслоения, реализующееся в образце.

5. Впервые экспериментально обнаружено и изучено влияние транспортного тока на проводимость в СВЧ диапазоне в монокристаллах манганита. Установлено, что характер отклика СВЧ проводимости на воздействие переменного тока зависит от внешнего магнитного поля. Определены параметры, которые характеризуют взаимодействия в системе, ответственные за наблюдаемые магнитоэлектрические эффекты.

6. В квазидвумерных кристаллах (CH3NH3)2Cu(Cl,Br)4 впервые экспериментально обнаружено и исследовано нелинейное СВЧ поглощение, по своему характеру подобное классическому нелинейному резонансу ангармонического осциллятора. Впервые обнаружен светоиндуцированный переход между состояниями в бистабильном режиме при нелинейном магнитном резонансе в (СНзМНз)2СиС14. Предложен механизм, обусловленный развитием индуцированных упругих колебаний.

7. Впервые в трехслойных пленках Fe/Si/Fe обнаружено фотоиндуцирован-" ное изменение параметров магнитного резонанса. Исследования позволили установить, что воздействие оптического излучения сводится к возбуждению носителей тока в зону проводимости полупроводникового слоя структуры, приводящее к усилению взаимодействия ферромагнитных слоев железа.

8. Впервые обнаружено магнитосопротивление туннельного типа в структуре, состоящей из монокристалла манганита и пленки железа. Показано, что эффект связан с переходным контактным слоем, обедненным кислородом и обладающим диэлектрическими свойствами. Установлено, что чувствительность сопротивления исследуемой структуры к магнитному полю определяется туннельным вкладом в механизм проводимости, при котором величина туннельного тока зависит от взаимной ориентации магнитных моментов электродов.

ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ РАБОТЫ

Полученные в диссертации научные результаты, в целом, способствуют расширению существующих представлений о природе магнитных взаимодействий в кооперативных системах. В частности, они позволяют глубже понять механизмы формирования и изменения магнитных свойств при легировании материалов и при «конструировании» многослойных структур. Это, в свою очередь, позволит прогнозировать свойства различного класса магнитных систем и целенаправленно получать материалы с требуемыми свойствами.

Один из аспектов проводимых исследований - изучение влияния оптического излучения на магнитное состояние материалов. Такие исследования важны в рамках проблемы создания электронных устройств, содержащих магнитные элементы, управляемые воздействием оптического излучения. Так кристаллы гематита уже нашли широкое применение в качестве устройств на поверхностных акустических волнах и продолжают оставаться среди перспективных для применения в устройствах магнитоэлектроники. Обнаруженные и исследованные нами поляризационно-зависимые фотомагнитные эффекты в этих кристаллах, легированных редкоземельными ионами, по нашему мнению, позволят реализовать новые устройства с дополнительным каналом управления -оптическим излучением.

Основные надежды на применение манганитов связаны с эффектом колоссального магнитосопротивления, который может служить основой при создании магнитоуправляемых устройств электроники для целей записи, хранения и обработки информации. Изучение магнитных и электрических свойств кристаллов манганитов позволяет сделать вывод о возможности их использования в качестве электронных элементов, управляемых не только магнитным полем, но и другими внешними воздействиями, например, транспортным током.

Еще одно направление исследований манганитов связано с перспективой применения их в устройствах спинтроники. Высокая спиновая поляризация носителей заряда в этих материалах позволяет надеяться на успешное их применение в качестве источников поляризованных электронов, эмитируемых в магнитные гетероструктуры. Очевидно, что все работы, направленные на выяснение механизмов электронного транспорта в манганитах и магнитных структурах на их основе, остаются востребованными.

При создании экспериментальной базы, которая была необходима при решении поставленных фундаментальных научных задач, был разработан ряд оригинальных приборов, использование которых расширило функциональные возможности экспериментальных установок. На базе этих разработок предложены устройства, относящиеся к области СВЧ техники, которые могут быть использованы при создании радиоаппаратуры для связи, радиолокации, радионавигации, в измерительной технике и научном приборостроении. Часть устройств защищена патентами.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ

Основные результаты исследований по теме диссертации были представлены и обсуждались на следующих конференциях, совещаниях и семинарах:

• на международном конгрессе по магнитному резонансу (г. Казань, 1994 г.)

• на международной конференции по магнетизму, ICM-95 (г. Варшава, Польша, 1994 г.).

• на международном симпозиуме «Неоднородные электронные состояния» (г. Новосибирск, 1995);

• на объединенной конференции по магнитоэлектронике (г. Москва, 1995 г.);

• на VIII Европейской конференции по магнитным материалам и их применению (Киев, Украина, 2000 г.);

• на международном научном семинаре «Инновационные технологии» (г. Красноярск, 2001 г.);

• на Европейско-Азиатском симпозиуме (г. Екатеринбург, 2001 г.);

• на XV, XVII и XVIII международных школах-семинарах «Новые магнитные материалы микроэлектроники» (г. Москва, 1996, 2000, 2002 гг.);

• на Московских международных симпозиумах по магнетизму, «MISM» (г. Москва, 1999, 2002 гг.);

• на международной конференции «Функциональные материалы» (Крым, Украина, 2003 г.);

• на международной конференции Европейского Материаловедческого Общества, «EMRS-Fall Meeting» (г. Варшава, Польша, 2003 г.);

• на международной конференции по магнетизму (г. Рим, Италия, 2003 г.)

ПУБЛИКАЦИИ

По теме диссертации опубликовано 37 печатных работ в рецензируемых зарубежных и отечественных журналах и сборниках, получено 4 патента РФ.

СТРУКТУРА ДИССЕРТАЦИИ

Диссертация состоит из введения, шести глав, приложения, заключения и списка цитируемой литературы. Общий объем составляет 286 страниц, включая 86 рисунков и одну таблицу. Список цитированной литературы состоит из 218 наименований.

Выводы

• Мы предложили и реализовали ряд технических устройств, в которых используется генераторы СВЧ диапазона с гиромагнитной перестройкой частоты на основе кристалла «слабого ферромагнетика» FeBCb. Показаны пути улучшения характеристик таких генераторов, предложены устройства для дистанционного измерения температуры и механических вибраций.

• Предложена конструкция СВЧ выключателя, которая позволяет осуществлять включение-выключение проходящей СВЧ мощности при помощи изменения внешнего магнитного поля. Реализована возможность управления СВЧ выключателем оптическим излучением.

• Предложены способы металлизации диэлектриков. Учитывая характеристики используемых диэлектриков и получаемого медного покрытия, указанный способ может найти применение при изготовлении, например, микрополосковых схем СВЧ диапазона.

Заключение

В данной диссертации приведены результаты исследований двух классов магнитных систем - примесных и слоистых магнитных систем. Основное внимание при проведении исследований было уделено тем аспектам, которые объединяют эти два, казалось бы, различных класса материалов. Во-первых, это возможность формировать энергетическую структуру и, следовательно, физические свойства материалов на стадии технологии, путем легирования примесями или выбором материала слоев и варьированием их толщины в слоистых системах.

В работе на конкретных примерах показано как изменяются свойства магнитоупорядоченных кристаллов при введении в их состав примесных ионов. Для случая локальных примесей в качестве примера выбраны кристаллы гематита с примесями редкоземельных ионов, пример материалов с высоким уровнем легирования - примесные кристаллы манганитов.

На примере кристаллов, где «слоистость» определяется их кристаллической структурой, показаны особенности динамических магнитных свойств, вызванные квазидвумерным характером магнитных взаимодействий в системе. В этом случае, целенаправленное изменение сорта ионов в составе соединений приводит к изменению величины и характера магнитных взаимодействий, кристаллическая структура при этом остается неизменной.

Исследования слоистых структур с магнитоактивными слоями, разделенными полупроводниковыми прослойками, подтвердили высокий потенциал таких структур, поскольку в этом случае появляется возможность управлять магнитными взаимодействиями в системе, не только варьируя толщину прослойки, но и путем внешних воздействий.

Вообще, поиск эффективных способов управления магнитными свойствами примесных и слоистых систем путем внешнего воздействия являлся одной из главных целей настоящей работы. Удалось показать, что при соответствующем выборе объекта и способа создания неравновесных состояний в какой-либо подсистеме этого объекта можно заметно изменять его физические свойства.

Очевидно, что все проведенные исследования направлены на выяснения физической картины поведения различных классов систем, обладающих дальним магнитным порядком. В то же время, очевиден и прикладной аспект исследований, поскольку возможность направленного управления свойствами материалов - это прямой путь к созданию новых устройств функциональной электроники.

Перейдем теперь к изложению основных выводов работы.

1. Проведено экспериментальное исследование магнитных анизотропных свойств слабоферромагнитных кристаллов гематита, легированных редкоземельными ионами. Показано, что особенности поведения магнитной анизотропии определяются энергетической структурой конкретного редкоземельного иона. Теоретическая модель, учитывающая особенности реального энергетического спектра ионов Но3+ , в которой матрица-кристалл рассматривается в континуальном приближении, а примесные редкоземельные ионы как квазиизин-говские, позволила рассчитать и объяснить магнитные анизотропные свойства кристаллов а-БегОз, легированных ионами гольмия. Установлено, что наблюдаемые спин-переориентационные фазовые переходы, индуцированные примесями ионов Dy и ТЬ, являются результатом конкуренции анизотропий железной и редкоземельной подсистем кристалла.

2. Экспериментально обнаружено поляризационно-зависимое изменение магнитного состояния в монокристалле гематита, легированном ионами Ga и Yb. Предложена модель фоточувствительного центра; в рамках модели предполагается, что эффект связан с перестройкой фоточувствительного центра, содержащего ион Yb и F-центр; облучение меняет соотношение центров, находящихся в слабо анизотропном и сильно анизотропном состояниях и распределенных по неэквивалентным позициям кристалла. Установлено, что регистрируемые фотоиндуцированные изменения определяются двумя конкурирующими процессами: 1) облучение изменяет магнитную энергию центров за счет увеличения заселенности высоколежащих энергетических уровней; 2) облучение изменяет состояние фотомагнитных центров в процессе оптической накачки и термической релаксации.

3. Проведено исследование магнитных резонансных и транспортных свойств кристаллов манганитов составов Еи0.7РЬ0.зМпО3 и ЬаолРЬо.зМпОз. Установлено наличие смешанного двухфазного состояния в области температуры магнитного фазового перехода, где наблюдается эффект KMC. Показано, что гетерофазное состояние определяется механизмом электронного фазового расслоения. Впервые при изучении фазовой неоднородности в манганитах применен метод исследования частотно-полевых зависимостей спектров магнитного резонанса, который позволил идентифицировать сосуществующие фазы и детектировать изменения фазового состояния системы в результате внешних воздействий. Обнаружено и исследовано явление изменения проводимости монокристалла Еио^РЬо.зМпОз, индуцированное магнитным резонансным СВЧ поглощением. Установлено, что ключевую роль в механизме изменения проводимости играет состояние фазового расслоения, реализующееся в образце. Для анализа результатов привлечены феноменологические модели, которые качественно воспроизводят существенные особенности поведения реальных кристаллов при изменении температуры, магнитного поля и в условиях магнитного резонансного СВЧ поглощения.

4. Экспериментально обнаружено и изучено влияние транспортного тока на проводимость в СВЧ диапазоне в монокристаллах ЬаолРЬо.зМпОз. Результаты проанализированы в рамках осцилляторного приближения. Получены параметры системы, определяющие характер возможных взаимодействий, ответственных за наблюдаемые магнитоэлектрические эффекты. Предполагается, что в основе механизма токового воздействия лежит явление электронного фазового расслоения.

5. В квазидвумерных кристаллах (CH3NH3)2CuCl4 и (CH3NH3)2CuBr4 экспериментально обнаружено и исследовано нелинейное СВЧ поглощение, по своему характеру подобное классическому нелинейному резонансу ангармонического осциллятора. Обнаружен светоиндуцированный переход между состояниями в бистабильном режиме при нелинейном магнитном резонансе в (СНзИНз^СиСЦ. Результаты проанализированы в рамках осцилляторного подхода.

6. Методом магнитного резонанса исследована зависимость межслоевого магнитного взаимодействия в трехслойных пленках Fe/Si/Fe от толщины кремниевой прослойки, температуры и оптического облучения. Для объяснения наблюдаемого поведения привлечена модель «квантовой ямы». Показано, что зависимость взаимодействия от температуры может быть связана с изменением концентрации электронов в зоне проводимости полупроводниковой прослойки. Воздействие оптического излучения сводится к возбуждению носителей тока в зону проводимости, где происходит заселение спин-зависимых состояний «квантовой ямы», приводящее к восстановлению взаимодействия ферромагнитных слоев Fe.

7. Обнаружено магнитосопротивление туннельного типа в структуре, представляющей собой монокристалл манганита Еио^РЬо.зМпОз с нанесенной на него эпитаксиальной пленкой Fe. Эффект связывается с формированием в при-контактной области манганит-Fe переходного слоя, обедненного кислородом и обладающего диэлектрическими свойствами. Чувствительность сопротивления исследуемой структуры к магнитному полю определяется как отрицательным магнитосопротивлением кристалла манганита, так и туннельным вкладом в механизм проводимости, при котором величина туннельного тока зависит от взаимной ориентации магнитных моментов электродов (кристалл ЕиолРЬо.зМпОз и пленка Fe).

8. Созданы экспериментальные установки для исследования магнитных резонансных и электрических свойств материалов. Конструкция автоматизированного спектрометра магнитного резонанса позволяет реализовать методы исследования, основанные на детектировании отклика системы при комбинированном воздействии: метод двойного радио-оптического резонанса; метод детектирование магнитного резонанса по изменению проводимости образца; исследование СВЧ проводимости образцов при воздействии транспортного тока.

Благодарности

Считаю своим приятным долгом поблагодарить всех сотрудников лаборатории Резонансных свойств магнитоупорядоченных веществ Института физики СО РАН за всестороннюю помощь на протяжении всех этапов выполнения этой работы. Я особо признателен заведующему лабораторией проф. Г.А. Пет-раковскому и ведущему научному сотруднику лаборатории (в настоящее время заведующий лабораторией Магнитных материалов ИФ СО РАН) проф. Г.С. Патрину, в тесном сотрудничестве с которыми была выполнена большая часть исследований. Они также оказали неоценимую помощь при подготовке и написании рукописи диссертации, их советы и замечания, несомненно, ее существенно улучшили.

Работа была выполнена при поддержке программы отделения физических наук РАН 2.4 «Спин-зависимые эффекты в твердых телах и спинтроника», грантов Российского фонда фундаментальных исследований 93-02-02487-а, 96-02-16548-а, 02-02-17224-а, грантов Красноярского краевого фонда науки 1F0122, 3F0084, 9F0180, 9F041, 02-02-97702-р2002енисей-а (совместно с РФФИ), грантов «Университеты России» 015.01.01.45, 01.01.044.

1. Чупрунов Е.В., Хохлов А.Ф., Фаддеев М.А. Кристаллография. Учебник для вузов. - М.: Физматлит, 2000. - 496 с.

2. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Теоретическая физика. Статистическая физика. М.: Физматлит, 2001. - Т. 5. - 616 с.

3. Смарт Д. Эффективное поле в теории магнетизма. М.: Мир, 1968. - 271 с.

4. Берсукер И.Б. Электронное строение и свойства координационных соединений. Л.: Химия, 1976. - 352 с.

5. Гуревич А.Г., Мелков Г.А. Магнитные колебания и волны. М.: Физматлит, 1994.-464 с.

6. Петраковский Г.А., Патрин Г.С. Влияние оптического возбуждения примесных ионов гольмия на магнитный резонанс в иттриевом феррите гранате // ЖЭТФ. 1986. - Т.90. - В.6. - С. 1769-1780.

7. Крупичка С. Физика ферритов и родственных им магнитных окислов- М.: Мир, 1976.-Т.2.-504 с.

8. Teale R., Temple D. Photomagnetic anneal, a new magneto-optic effect in Si-doped yttrium garnet // Phys. Rev. Lett. 1967. - V.19. -N.16. - P.904-905.

9. Teale R., Weatherley D. Photoinduced change in the magnetic anisotropy of silicon doped yttrium iron garnet // J. Phys. C: Solid State Phys. 1973. - V.6. -N.4. - P.750-7554.

10. Уайт P. Квантовая теория магнетизма. M.: Мир, 1985. - 304 с.

11. Рис А.Л. Агрегация дефектов в химии твердого состояния. В кн.: Физические методы исследования и свойства неорганических соединений. — М.:Мир, 1970.-С.371-391.

12. Коллонг Р. Нестехиометрия М.: Мир, 1974.-196 с.

13. Bean С.Р. Hysteresis loops of mixtures of ferromagnetic micropowders // J. Appl. Phys. 1955. - V.26. - N. 11. - P. 1381-1383.

14. Патрин Г.С., Волков Н.В. Фотомагнитные свойства примесных кристаллов гематита // В сб.: Физические свойства магнетиков, Красноярск: ИФ СО АН СССР, 1990.-С.119-132.

15. Нагаев Э.Л. Сильнолегированные магнитные полупроводники. В кн.: Редкоземельные полупроводники. -JI.: Наука, 1977. С.48-81.

16. Yunoki S., Ни J., Malvezzi A., Moreo A., Furukawa N., and Dagotto Е. Phase Separation in Electronic Models for Manganites // Phys. Rev. Lett. 1998. -V.80. - N.4. - P.845-848.

17. Zhou J.S., Goodenough J.B. Phonon-Assisted Double Exchange in Perovskite Manganites //Phys. Rev. Lett. 1998. - V.80.-N.12. -P.2665-2668.

18. Нагаев Э.Л. Манганиты лантана и другие магнитные полупроводники // УФН. 1996. - Т. 166. - В.8. - С.833-853.

19. Salamon М., Jaime М. The physics of manganites: Structure and transport // Reviews of Modern Physics. 2001. -V.73. - No.3. - P.583-628.

20. Dagotto E., Hotta Т., Moreo A. Colassal magnetoresistant materials: the key role of phase separation // Physics Reports. 2001. - V.344. - N. - P. 1-153.

21. Uehara M., Mori S., Chen C.H., Cheong S.-W. Percolative phase separation underlies colossal magnetoresistance in mixed-valent manganites // Nature. -1999. V.399. - N.6736. - P.560-563.

22. Feth M., Freisem S., Menovsky A.A., Tomioka Y., Aarts J., Mydosh J.A. Spatially inhomogeneous Metal-Insulator Transition in Doped Manganites // Science. 1999. - V.285. - P. 1540-1542.

23. Ibarra M., Teresa J. Colossal magnetoresistance in manganese oxide perovskites // J. Magn. Magn. Mater. 1998. - V. 177-181. -N.2002. - P.846-849.

24. Colossal Magetoresistance, Charge Ordering and Related Properties of Manganese Oxides / Eds.: V., Rao C.N.R., Reveau B. Singapore: World Scientific, 1998.-356 p.

25. Wollan E.O., Koehler W.C. Neutron Diffraction Study of the Magnetic Properties of the Series of Perovskite-Type Compounds (l-x)La, jcCa.Mn03 // Phys. Rev. 1955. - V. 100. - N.2. - P.545-563.

26. Lynn J.W., Erwin R.W., Borchers J.A., Santoro A., Huang Q., Peng P.-L., Green R.L. Magnetic, structural, and spin dynamical properties of Lai -лСалМпОз // J. Appl. Phys. 1997. - V.81N.8. - P.5488-5490.

27. Booth C.H., Bridges F., Kwei G.H., Lawrernce J.M., Cornelius A.L., Neumeier J.J. Lattice effects in Еа^Са^МпОз (jc=0~>1): Relationships between distortions, charge distribution, and magnetism // Phys. Rev. B. 1998. — V.57. -N. 17.-P.l0440-10454.

28. Lanzara A., Saini N.L., Brunelli M., Natali F., Bianconi A., Radaelli P., Cheong S.-W. Crossover from Large to Small Polarons across the Metal-Insulator Transition in Manganites // Phys. Rev. Lett. 1998. - V.81. - N.4. -P.878-881.

29. Allodi G., De Renzi R., Licci F., Pieper M.W. First Order Nucleation of Charge Ordered Domains in Lao.5Cao.5Mn03 Detected by ,39La and 55Mn NMR // Phys. Rev. Lett. 1998. - V.81. - N.21. - P.4736-4739.

30. Zener С. Interaction between the J-Shells in the Transition Metals. II. Ferromagnetic Compounds of Manganese with Perovskite Structure // Phys. Rev. — 1951.- V.82. N.3. - P .403-405.

31. Горьков Л.П. Решеточные и магнитные эффекты в легированных манганитах // УФН. 1998. - Т.168. - №6. - С.665-671.

32. Imry Y., Ma S.K. Random-field instability of the ordered state of continuous symmetry // Phys. Rev. Lett. -1975.-V.35.-N.21.-P.1399-1401.

33. Jaime M., Lin P., Chun S.H., Salamon M.B., Dorsey P., Rubinstein M. Coexistence of localized and itinerant carriers near Tc in calcium-doped manganites // Phys. Rev. B. 1999. - V.60. - No.2. - P. 1028-1032.

34. Криворучко B.H., Кроссовер поляронной проводимости и неоднородное состояние манганитов лантана в области магнитного фазового перехода // ФТТ. Т.43. - Вып.4. - С.678-682.

35. Lagarkov A.N. and Sarychev A.K. Electromagnetic properties of composites containing elongated conducting inclusions // Phys. Rev. B. 1996. - V.53. — N.10. - P.6318-6336.

36. Stankieevich J., Sese J., Garcia J., Blasco J., Rillo C. Magnetic behavior of PrN хСахМпОз in the electric field driven insulator-metal transition // Phys. Rev. B. — 2000.-V.61.-N.17.-P.11236-11239.

37. Yuzhelevski Y., Markovich V., Dikovsky V., Rozenberg E., Gorodetsky G., Jung G. Current induced metastable resistive states with memory in low-doped manganites // Phys. Rev. B. 2001. - V.64. - N.22. - P.224428-1-10.

38. Mercone S., Wahl A., Simon Ch., Martin C. Nonlinear electrical response in a non-charge-ordered manganite: Рго.вСао.гМпОз // Phys. Rev. B. 2002. - V.65. -N.21. - P.214428-1-5.

39. Raquet В., Anane A., Wirth S., Xiong P., and von Molnar S. Noise probe of the dynamic phase separation in La2/3Cai/3Mn03 // Phys. Rev. Lett. 2000. - V.84. - N. 19. - P.4485-4488.

40. Li Yi and Baberschke K. Dimensional crossover in ultrathin Ni(l 11) films on W(110) // Phys. Rev. Lett. 1992. - V.68. -N.8. - P. 1208-1211.

41. Grunberg P. Layered magnetic structures: facts, figures, future // J. Phys.: Con-dens. Matter. 2001. - V. 13. - P.7691-7706.

42. Stiles M.D. Interlayer exchange coupling//JMMM. 1999. -V.200. -N. 1-3. -P.322-337.

43. Bruno P. Theory of interlayer magnetic coupling // Phys. Rev. B. 1995. -V.52.-N.l.-P.411-439.

44. Binasch G., Grunberg P., Saurenbach F., Zinn W. Enhanced magnetoresistance in layered magnetic structures with antiferromagnetic interlayer exchange // Phys. Rev. В. 1989. - V.39. - N.7. - P.4828-4830.

45. Hood R.Q., Falicov L.M. Boltzmann-equation approach to the negative magnetoresistance of ferromagnetic-normal-metal multilayers // Phys. Rev. B. 1992. - V.46. - N.13. - P.8287-8296.

46. Zhang S., Levy P.M., Fert A. Conductivity and magnetoresistance of magnetic multilayered structures // Phys. Rev. B. 1992. - V.45. - N.l5. - P.8689-8702.

47. Springer Series in Surface Science: Giant Magnetoresistance Device / Ed. Hirota E., Springer, 2002. 177 p.

48. Simmons J.G. Generalized formula for the electric tunnel effect between similar electrodes separated by thin insulating film // J. Appl. Phys. 1963. - V.34. -N.6.-P. 1793-1803.

49. Julliere M. Tunneling between ferromagnetic films// Phys. Lett. A. 1975. -V.54. - N.3. - P.225-226.

50. Slonczewski J.C. Conductance and exchange coupling of two ferromagnets separated by a tunneling barrier // Phys. Rev. B. 1989. - V.39. - N.10. -P.6995-7002.

51. Ведяев A.B. Использование поляризованного по спину тока в спинтронике // УФН. 2002. - Т. 172. - В.12. - С.1458-1461.

52. Moritomo Y., Asamitsu A., Kuwahara Н., Tokura Y. Giant magnetoresistance of manganese oxides with a layered perovskite structure // Nature. 1996. -V.380. -N.6570. —P.141-143.

53. Kimura Т., Tomioka Y., Kuwahara H., Asamitsu A., Tamura M., and Tokura Y. Interplane Tunneling Magnetoresistance in a Layered Manganite Crystal // Science. 1996. - V.274. - N.5293. - P.1698-1701.

54. Nagaev E.L. Colossal-magnetoresistance materials: manganites and conventional ferromagnetic semiconductors // Phys. Rep. 2001. - V.346. - N.6. -P.387-531.

55. Kimura Т., Asamitsu A., Tomioka Y., Tokura Y. Pressure-Enhanced Interplane Tunneling Magnetoresistance in a Layered Manganite Crystal // Phys. Rev. Lett. 1997. - V.79. - N.19. - P.3720-3723.

56. Lines M.E. Antiferromagnetism in layer structure by Green function techniques //Phys. Rev. 1963. - V.l31. -N.2. - P.540-545.

57. Волков H.B., Патрин Г.С. Модернизированный спектрометр электронного магнитного резонанса с твердотельным СВЧ генератором // Препринт № 635 Ф ИФ СО АН СССР, Красноярск, 1990. 18 с.

58. Волков Н.В., Патрин Г.С., Великанов Д.А. Широкофункциональный СВЧ генератор на основе диода Ганна для магниторезонансной спектроскопии // ПТЭ. 2002. - В.2. - С.90-93.

59. Волков Н.В., Патрин Г.С. Твердотельный сверхвысокочастотный генератор с системой автоматической подстройки частоты // ПТЭ. 1990. - В.5. -С.118-119.

60. Преображенский B.JI., Савченко М.А., Экономов Н.А. Нелинейное самовоздействие звуковых волн в антиферромагнетике с анизотропией типа «легкая плоскость // Письма в ЖЭТФ. 1978. - Т.28. - В.2. - С.93-97.

61. Петраковский Г.А., Патрин Г.С., Соснин В.М. Магнитоперестраиваемый твердотельный СВЧ-генератор. А.С. 1254981 СССР, Б.И. 1988. № 29. С.228, МКИ5 Н 03 В 7/14.

62. Великанов Д.А., Игнатов И.С., Волков Н.В. Автоматизированный характе-риограф // ПТЭ. 2004. - В. 1. - С. 156-157 .

63. Vlasenko L.S., Martynov Yu.V., Gregorkiewicz Т., Ammerlaan C.A.J. Electron paramagnetic resonance versus spin-dependent recombination: Excited triplet states of structural defects in irradiated silicon // Phys. Rev. B. 1995. - V.52. -N.2.-P.1144-1151.

64. Гордиенко Ю.Е., Дудкин Ю.А., Бородин Б.Г. Установка для исследования фотопроводимости полупроводников при сверхвысокочастотном смещении //ПТЭ. 1977. - В. 1. - С.239-241.

65. Гордиенко Ю.Е., Бородин Б.Г. Бесконтактное измерение подвижности носителей заряда в полупроводниках//ПТЭ. 1984. -В.1. -С.189-191.

66. Васканян Р.А., Желудев И.С. Выращивание крупных кристаллов гематита a-Fe203 из раствора в расплаве (флюса) Bi203, Ыа2СОз // Кристаллография. 1967. - Т.12. - В.З. - С.539-540.

67. Besser P.J., Morrish А.Н., Searle C.W. Magnetocrystalline anisotropy of pure and doped hematite // Phys. Rev. 1967. - V.153. -N.2. - P.632-640.

68. Панкрац А.И., Васильев B.H., Руденко B.B. Антиферромагнитные материалы с узкими линиями магнитного резонанса и большим начальным расщеплением // Сб.: Магнитные и резонансные свойства магнитодиэлектриков, Красноярск: ИФ СО АН СССР, 1985. С.23-36.

69. Котюжанский Б.Я., Марышко М., Прозорова Л.А. Антиферромагнитный резонанс в гематите с примесью Sn4+ // ЖЭТФ. 1979. - Т.77. - В.2. -С.764-772.

70. Bailey P.C. Absorption and reflectivity measurements on some Rare Earth ion garnets and a-Fe203 // J. Appl. Phys. 1960. - V.31. - N.5. - P.267-268.

71. Flanders P.J., Remeika J.P. Magnetic properties of single crystal hematite // Phil. Mag. 1965. - V.l 1. - N.l 14. - P.1271-1288.

72. Morrish A.H., Eaton J.A. Magnetic transition in rhodium-doped hematite single crystals // J. Appl. Phys. 1971. - V.42. -N.4. - P. 1495-1496.

73. Liu J.E., Fan C.L. Morin transition in the system of (l-x)Fe203 Ru203 // Phys. Lett. - 1984. - V. 105A. - N. 1,2. - P.80-82.

74. Петраковский Г.А., Панкрац А.И., Соснин B.M., Васильев В.Н. Влияние легирования ионами Со2+ на резонансные и статические магнитные свойства гематита// ЖЭТФ. 1983. - Т.85. - В.2(8). - С.691-699.

75. Patrin G.S., Petrakovskii G.A., and Volkov N.V. Study of photoinduced properties in doped hematite single crystal via magnetic resonance // Phys. Stat. Sol. (a). 1991. - V.124. - N. 1. - P.335-343.

76. Патрин Г.С., Петраковский Г.А, Волков Н.В. Магниторезонансные исследования фотоиндуцированного магнетизма в a-Fe203: Со, Si при низких температурах// ФТТ. 1988. -Т.30. -В.6. - С.1851-1853.

77. Патрин Г.С., Волков Н.В., Петраковский Г.А. Кинетика фотомагнитного эффекта в кристаллах a-Fe203:Ga // ФТТ. 1994. - Т.36. - В.5. - С. 13851391.

78. Агранович В.М., Галанин М.Д. Перенос энергии электронного возбуждения в конденсированных средах М.: Наука, 1978. - Т.2. - 383 с.

79. Patrin G.S., Volkov N.V., Petrakovskii G.A. Photomagnetic effect in doped hematite crystals // JMMM. 1995. - V. 140-144. - Pt3. - P.2143-2144.

80. Дорошев В.Д., Крыгин И.М., Лукин С.Н., Молчанов А.Н., Прохоров А.Д., Руденко В.В., Селезнев В.Н. Базисная магнитная анизотропия слабого ферромагнетика FeB03 // Письма в ЖЭТФ. 1979. - Т.29. - В.5. - С.286-290.

81. Жданов Э.А. Исследование радиационных и термохимических эффектов в кристаллах корунда, легированных редкоземельными элементами // Журнал прикладной спектроскопии. 1983. - Т.39. - В.2. - С.283-287.

82. Nekvasil V. On Low-Lying Crystal Field Levels of Ho3+ in Aluminium and Gallium Garnets //Phys. Stat. Sol. (b).- 1979. V.94. - N.l. -P.K41-K43.

83. Dillon J.F.Jr., Nielsen J.W. Ferrimagnetic Resonance in Rare-Earth Doped Yttrium Iron Garnet. I. Field for Resonance // Phys. Rev. 1960. - V. 120. - N. 1. -P.105-113.

84. Huber D.L. Energy Levels of the Terbium Ion in the Iron Garnet // J.Appl.Phys. 1965. - V.36. - N.3. - Pt.2. - P.l005-1006.

85. Абрагам А., Блини Б. Электронный парамагнитный резонанс переходных ионов М.: Мир, 1972. - Т. 1. - 651 с.

86. Патрин Г.С., Волков Н.В., Еремин Е.В. Спин-переориентационный фазовый переход в базисной плоскости в 0t-Fe2O3:Ga, Dy // Письма в ЖЭТФ. -1994. -Т.63. -В.9. С.694-697.

87. Руденко В.В. Гексагональная анизотропия ромбоэдрических антиферромагнитных кристаллов со слабым антиферромагнетизмом // ФТТ. 1980. -Т.22. - В.З. - С.775-779.

88. Патрин Г.С., Еремин Е.В., Шабалин А.В. Спин-переориентационный фазовый переход в базисной плоскости в кристалле a-Fe203:Ga, Dy // ФТТ. -2000. Т.42. - В. 10. - С. 1833-1838.

89. Patrin G.S., Volkov N.V., Vasiliev V.N. The "easy plane easy axis" transition in a-Fe203:Ga crystals induced by doping with terbium ions // Phys. Lett. A. — 1997. - V.230. - N. 1 -2. - P.96-98.

90. Morrison B.R., Morrish A.H., Troup T.J. High-field antiferromagnetic resonance in a-Fe203//Phys. Stat. Sol. (b). 1973. - V.56.-N.l. - P.183-195.

91. Александров K.C., Безматерных JI.H., Козлов Г.В., Лебедев С.П., Мухин А.А., Прохоров А.С. Аномалии высокочастотной магнитной проницаемости гематита при фазовом переходе Морина // ЖЭТФ. — 1987. Т.92. - В.З. -С. 1042-1049.

92. Мицек А.И., Пушкарь В.М. Реальные кристаллы с магнитным порядком -Киев: Наукова Думка, 1978.-295 с.

93. Белов К.П., Звездин А.К., Кадомцева A.M., Левитин Р.З. Ориентационные переходы в редкоземельных с магнетиках — М.: Наука, 1979. 317 с.

94. Кринчик Г.С. Зубов В.Е. Поверхностный магнетизм гематита // ЖЭТФ. -1975. Т.69. -В.2(8). - С.701-721.

95. Holzrichter I.F., Macfarlane R.M., and Schawlow A.I. Magnetization Induced by Optical Pumping in Antiferromagnetic MnF2 // Phys. Rev. Lett. 1971. -V.26. - N. 11. - P.652-655.

96. Харченко Н.Ф., Бедарев В.А. Влияние линейно поляризованного света на перемагничивание антиферромагнитного кристалла Ga-Mn-Ge-граната // Физика низких температур. 1993. - Т.19. - В.1. - С.72-77.

97. Патрин Г.С., Волков Н.В., Петраковский Г.А. Поляризационно-зависимое фотоиндуцированное изменение АФМР a-Fe203:Eu, Ga // Письма в ЖЭТФ. 1990. -Т.52. - В.З. - С.817-819.

98. Патрин Г.С., Волков Н.В., Петраковский Г.А. Поляризационно-зависимый фотомагнитный эффект в кристаллах a-Fe203:Eu, Ga // ЖЭТФ. 1992. -Т. 101. - В.2. - С.635-648.

99. Волков H.B., Патрин Г.С. Поляризационно-зависимый фотомагнитный эффект в кристаллах гематита, легированных РЗ ионами Ей и Yb // В сборнике научных статей: «Теория и эксперимент в современной физике» — Красноярск: Краснояр. гос. ун-т, 2000. С. 152-165.

100. Стонехем А. Теория дефектов в твердых телах — М.: Мир, 1978. Т.2. - 357 с.

101. Вертхейм Г., Хаусман А., Зандер В. Электронная структура точечных дефектов М.: Атомиздат, 1977. - 205 с.

102. Huber D.L., Alejandro G., Caneiro A., Causa M.T., Prado F., Tovar M., Oseroff S.B. EPR linewidths in La^Ca^MnCb: 0 <x < 1 // Phys. Rev. B. 1999. - V.60. -N. 17. - P. 12155-12161.

103. Shengelaya A., Zhao G., Keller H., Muller K.A., Kochelaev B.I. EPR in Lai.x. CaxMn03: Relaxation and bottleneck // Phys. Rev. B. 2000. - V.61. - N.9. -P.5888-5890.

104. Rivadulla F., Lopez-Quintela M.A., Hueso L.E., Rivas J., Causa M.T., Ramos C., Sanchez R.D., Tovar M. Electron-spin-resonance line broadening around the magnetic phase transition in manganites // Phys. Rev. B. 1999. - V.60. -N. 17. -P.l 1922-11925.

105. Srivastava A.K., Srivastava C.M., Mahesh R. & Rao C.N.R. A ferromagnetic resonance study of La,.xCaxMn03 // Solid State Comm. 1996. - V.99. - No.3. -P.161-165.

106. Yuan S.L., Li J.Q., Yang Y.P, Zeng X.Y., Li G., Tu F., Zhang G.Q., Tang C.Q., and Jin S.Z. Paramagnetic anomalies above the Curie temperature and colossalmagnetoresistance in optimally doped manganites // Phys. Rev. B. 2000. -V.62.-N.9.-P.5313-5315.

107. Atsarkin V.A., Demidov V.V., Vasneva G.A., Conder K. Critical slowing down of longitudinal spin relaxation in LaixCaxMn03 // Phys. Rev. B. 2001. - V.63. - N.9. - P.092405-092409.

108. Shames A.I., Rozenberg E., McCarroll W.H., Greenblatt M., and Gorodetsky G. Observation of magnetic inhomogeneities in crystalline-doped manganites by electron magnetic resonance // Phys. Rev. B. 2001. - V.64. - N.17. -P.l 72401-172405.

109. Volkov N.V., Petrakovskii G.A., Vasiliev V.N., Velikanov D.A., Sablina K.A., Patrin K.G. Observation of mixed two-phase state in Еио^РЬо.зМпОз single crystal by magnetic resonance method // Physica B. 2002. - 324/1-4. - P.254-260.

110. Volkov N.V, Petrakovskii G.A., Sablina K.A., Vasiliev V.N., Patrin K.G. Magnetic resonance probe of the phase separation in ЕиолРЬо.зМпОз single crystal // JMMM. 2003. - V.258-259C. - P.302-305.

111. Rivadulla F., Hueso L.E., Lopez-Quintela M.A., Rivas J., Causa M.T. Comment on "Paramagnetic anomalies above the Curie temperature and colossal magne-toresistance in optimally doped manganites" // Phys. Rev. B. 2001. - V.64. -N.10. -P.106401—106404.

112. Peter M., Shaltiel В., Wenick J.H., Williams H.J., Mock J.B., Sherwood R. Paramagnetic Resonance of S-State Ions in Metals // Phys. Rev. 1962. -V.126. -N.4. -P.1395-1402.

113. Geschwind S., Clogston A. Narrowing Effect of Dipole Forces on Inhomogene-ously Broadened Lines // Phys. Rev. 1957. - V.108. -N.l. -P.49-53.

114. Петраковский Г.А., Волков H.B., Васильев B.H., Саблина К.А. Спектр магнитного резонанса двухфазного состояния в монокристаллах манганита лантана La0.7Pb0.3MnO3 // Письма в ЖЭТФ. 2000. - Т.71. - В.4. - С.210-214.

115. Волков Н.В., Петраковский Г.А., Васильев В.Н., Саблииа К.А. Двухфазное парамагнитно-ферромагнитное состояние в монокристалле манганита лантана Ьа0.7РЬ0.зМпО3 // ФТТ. 2002. - Т.44. - В.7. - С. 1290-1294.

116. Millis A.J. Lattice effects in magnetoresistive manganese perovskites // Nature. 1998. - V.392. - N.6672. - P. 147-150.

117. Berger L. Generation of dc voltage by a magnetic multilayer undergoing ferromagnetic resonance // Phys. Rev. B. 1999. - V.59. - N.17. - P. 11465-11470.

118. Millis A.J., Shraiman B.I., and Mueller R. Dynamic Jahn-Teller Effect and Colossal Magnetoresistance in LaixSrxMn03 // Phys. Rev. Lett. 1996. - V.77. -N.l. - P. 175-178.

119. Levy L.-P. Magnetism and superconductivity. Springer, 2000. - 468 p.

120. Fisher L.M., Kalinov A.V., Savel'ev S.E., Voloshin I.F., and Balbashov A.M. Colossal magnetoresistance and relaxation phenomena // J. Phys.: Condens. Matter. 1998.- V.10.-P.9769-9782.

121. Волошин И.Ф., Калинов А.В., Савельев C.E., Фишер Л.М., Бабушкина Н.А., Белов Л.М., Хомский Д.И., Кугель К.И. Фазовое расслоение в La-Pr манганитах и его эволюция в магнитном поле // Письма в ЖЭТФ. 2000. -Т.71. -В.З. - С.157-163.

122. Kaplan S.G., Quijada M., Drew H.D., Tanner D. В., Xiong G.C., Ramesh R., Kwon C., and Venkatesan T. Optical Evidence for the Dynamic Jahn-Teller Effect in Nd0.7Sr0.3MnO3 // Phys. Rev. Lett. 1996. - V.77. - N.10. - P.2081-2084.

123. Горьков JI.П., Сокол А.В. Фазовое расслоение электронной жидкости в новых сверхпроводниках // Письма в ЖЭТФ. 1987. - Т.46. - В.8. - С.333-336.

124. Нагаев Э.Л. Неоднородное ферро-антиферромагнитное состояние магнитных полупроводников // Письма в ЖЭТФ. 1972. - Т. 16. - В.10. - С.558-561.

125. Нагаев ЭЛ., Поделыциков А.И. Температурно-индуцированные перколя-ции и плавление в неоднородных электронно-магнитных системах // ЖЭТФ. Т.98. - В.6(12). - С. 1972-1981.

126. Нагаев Э.Л. Магнетики со сложными обменными взаимодействиями — М.: Наука, 1988.-232 с.

127. Вонсовский С.В. Магнетизм. М.: Наука, 1971. 1032 с.

128. Вонсовский С.В., Изюмов Ю.А. Электронная теория переходных металлов // УФН. 1962. - Т.78. - В.1. - С.3-59.

129. Parashar S., Ebenso Е.Е., Raju A.R., Rao C.N.R. Insulator-metal transitions induced by electric and magnetic fields, in thin films of charge-ordered Pr.x. CaxMn03 // Sol. St. Comm. 2000. - V.l 14. -N.5. - P.295-299.

130. Rao C. N. R., Raju A. R., Ponnambalam V., and Parashar S. Electric-field-induced melting of the randomly pinned charge-ordered states of rare-earth manganates and associated effects // Phys. Rev. B. 2000. - V.61. - N.l. — P. 594-598.

131. Budhani R. C., Pandey N. K., Padhan P., and Srivastava S. Electric- and magnetic-field-driven nonlinear charge transport and magnetic ordering in epitaxialfilms of РголСаоз-^г^МпОз // Phys. Rev. B. 2002. - V.65. - N.l. - P. 014429(1-10).

132. Ponmanbalam V., Parashar S., Raju A. R., Rao C. N. R. Electric-field-induced insulator-metal transition in thin films of charge-ordered rare-earth manganates // Appl. Phys. Lett. V.74. - No.2. - P.206-208.

133. Guha A., Khare N., and Raychaudhuri A. K., Rao C. N. R. Magnetic field resulting from nonlinear electrical transport in single crystals of charge-ordered Рг0.бзСао.з7МпОз// Phys. Rev. B. -2002. V.62. - N.l8. - P.R11941-R11944.

134. Волков H.B., Петраковский Г.А., Саблина К.А., Коваль С.В. Влияние транспортного тока на магнитоэлектрические свойства монокристаллов с гигантским магнитным сопротивлением ЕаолРЬо.зМпОз в СВЧ-диапазоне // ФТТ. -1999.-T.41.-B.il.-С.2007-2015.

135. Волков. Н.В., Петраковский Г.А., Саблина К.А. Резонансный отклик проводимости в СВЧ-диапазоне на воздействие переменного тока в кристаллах Lao.7Pbo.3Mn03 // ФТТ. 1999. - Т.41. - В.12. - С.2187-2192.

136. Тикадзуми С. Физика ферромагнетизма М.: Мир, 1987. - 419 с.

137. Мигулин В.В., Медведев В.И., Мустель Е.Р., Парыгин В.Н. Основы теории колебаний М.: Наука, 1978. - 392 с.

138. Ландау Л.Д., Лифшиц E.M. Теоретическая физика. Электродинамика сплошных сред. М.: Физматлит, 2001. - Т.8. — 620 с.

139. Александров К.С., Федосеева Н.В., Спевакова И.П. Магнитные фазовые переходы в галоидных кристаллах Новосибирск: Наука, 1983. - 192 с.

140. Bloembergen P., Miedema A.R. On the specific heat of some layered coper compounds // Physica. 1974. - V.75. -N.2. - P.205-233.

141. Yamasaki H. Interlayer exchange field in (CnH5CmH2mNH3)2CuCl4 with n=l-6 and (C6H5CmH2mNH3)2CuCl4 with m=l, 2 determined by parallel pumping experiment // J. Phys. Soc. Japan. 1976. - V.41. - N.6. - P. 1911-1917.

142. Каримов Ю.С. Исследование неупорядоченного состояния двумерных ферромагнетиков // ЖЭТФ. 1973. -Т.65. - В,1(7). - С.261-270.

143. Демокритов С.О., Крейнес Н.М., Кудинов В.И., Петров С.В., Чубуков А.В. ФМР и магнитная структура (CH3NH3)2CuC14 // ЖЭТФ. 1988. - Т.94.1. B.12. С.283-292.

144. Патрин Г.С., Волков Н.В., Федосеева Н.В., Николаев Е.М. Нелинейный магнитный резонанс в кристаллах (C^NH^Cuo^Mno.sCU // Письма в ЖЭТФ. 1993. - Т.57. - В.З. - С. 183-186.

145. Huang C.Y. Some experimental aspects of spin glasses: a review // JMMM. -1985. V.51. -N. 1-3. - P. 1-74.

146. Скроцкий Г.В., Алимов Ю.И. Влияние формы образца на ферромагнитный резонанс в сильном радиочастотном поле // ЖЭТФ. 1959. - Т.36. - В.4.1. C. 1267-1271.

147. Bloch F. Nuclear Induction // Phys. Rev. 1946. - V.70. - N.7-8. - P.460-474.

148. Рабинович М.И., Трубецков Д.И. Введение в теорию колебаний и волн — Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», 2000. 560 с.

149. Anderson P.W., Suhl Н. Instability in the Motion of Ferromagnets at High Microwave Power Levels // Phys. Rev. 1955. - V.100. - N.6. - P. 1788-1789.

150. Gottlieb P. Nonlinear Effects of Crystalline Anisotropy on Ferromagnetic Resonance // J. Appl. Phys. 1960. - V.31. -N.l 1. - P.2059-2062.

151. Weiss M.T. Microwave and low frequency oscillation due to resonance instabilities in ferrites // Phys. Rev. Lett. 1958. - V.l. -N.7. - P.239-241.

152. Степанов A.A., Звягин А.И., Волоцкий C.B., Кобец М.И., Пащенко В.А. Нелинейный антиферромагнитный резонанс в двумерном (C2H5NH3)2MnCl4 // ФНТ. 1989. - Т. 15. - В. 1. - С. 100-103.

153. Patrin G.S., Volkov N.V. Study of the nonlinear magnetic resonance in (CHjNHjbMno.sCuo.sCU crystals in the oscillatory approach // JMMM- 1995. -V.151. -N. 1-2. P. 189-192.

154. Патрин Г.С., Волков H.B. Светоиндуцированный переход между состояниями в бистабильном режиме при нелинейном магнитном резонансе в (CH3NH3)2CuCl4 // Письма в ЖЭТФ. 1996. - Т.64. - В. 12. - С.841-844.

155. Джеффрис Г., Свирсл Б. Методы математической физики М.: Мир, Вып.З, 1970.-343 с.

156. Kimishima Y. Phase transition of the quasi-two-dimensional mixed crystal (C2H5NH3)гСи(СlxBrix)4 // J. Phys. Soc. Jpn. 1980. - V.49. - N.2. - P.470-476.

157. Suzuki.Y., Tsuru K., Kimishima Y., Kubo H. Bromide NMR study of cupric compounds in (CnH2n+iNH3)2CuBr4 (n=l,2) // J. Phys. Soc. Jpn. 1981. - V.50. -N.5. - P.1479-1487.

158. Patrin G.S., Volkov N.V., Prokhorova I.V. Antiferromagnetism in the quasi-two dimensional (CH3NH3)2CuBr4 crystal // JMMM. 2003. - V.258-259. - P. 131133.

159. Федосеева H.B., Волков H.B., Патрин Г.С. Магнитные свойства квазидвумерного кристалла (CH3NH3)2CuBr4 // ФТТ. 2003. - Т.45. - В.З. - С.472-475.

160. Туров Е.А., Колчанов А.В., Меныненин В.В., Мирзоев И.Ф., Николаев В.В. Симметрия и физические свойства антиферромагнетиков -М.: Физматлит, 2001.-560 с.

161. Александров К.С., Безносиков Б.В. Перовскитоподобные кристаллы — Новосибирск: Наука, 1997. 216 с.

162. Кугель К.И., Хомский Д.И. Эффект Яна-Теллера и магнетизм соединений переходных металлов // УФН. 1982. - Т.136. - В.4. - С.621-664.

163. Toscano S., Briner В., Hopster Н., and Landolt М. Exchange-coupling between ferromagnets through a non-metallic amorphous spacer-layer// JMMM. 1992.- V.114. -N.l-2. -P.L6-L10.

164. Mattson J.E., Kummar S., Fullerton E., Lee S.R., Sowers C.H., Grimsdich M., and Bader S.D. Photoinduced Antiferromagnetic Interlayer Coupling in Fe/(Fe-Si) Superlattices // Phys. Rev. Lett. 1993. - V.71. -N.l. - P. 185-188.

165. Mattson J.E., Fullerton E., Kummar S., Lee S.R., Sowers C.H., Grimsdich M., Bader S.D., Parker F.T Photo-induced antiferromagnetic interlayer coupling in Fe superlattices with iron silicide spacers // J. Appl. Phys. 1994. - V.75. -N.10. - P.6169-6173.

166. Fullerton E., Mattson J.E., Lee S.R., Sowers C.H., Huang Y.Y., Felcher G., Bader S.D., and Parker F.T. Magnetic decoupling in sputtered Fe/Si superlattices and multilayers // J. Appl. Phys. 1993. - V.73. - N.10. - P.6335-6337.

167. Патрин Г.С., Волков H.B., Кононов В.П. Влияние оптического излучения на магнитный резонанс в трехслойных пленках Fe/Si/Fe // Письма в ЖЭТФ.- 1998. Т.6. - В.4. - С.287-291.

168. Broeder F.J.A., Kohlhepp J. Comment on "Magnetoresistance Associated with Antiferromagnetic Interlayer Coupling Spaced by a Semiconductor in Fe/Si Multilayers" //Phys. Rev. Lett. 1995. - V.75. -N.16. -P.3026.

169. Мот H., Девис Э. Электронные процессы в некристаллических образцах -М.: Мир, 1982.-Т.1.-368 с.

170. Мезон Дж., Виллерт М., Эдварде Д.М., Муниз Р.Б. Методы рассчета обменного взаимодействия в магнитных трехслойных структурах // ФММ.1995. Т.79. - В. 1. - С.3-8.

171. Spear W.E. Amorphous Silicon and Related Materials Chicago: World Scientific, 1989. - Pt.A. - 315 p.

172. Grunberg P. Layered Magnetic Structures: History, Highlights, Applications // Physics Today. 2001. - V. 54. - N.5. - P.31-37.

173. Борухович A.C., Виглин H.A., Осипов В.В. Спин-поляризованный транспорт и субмиллиметровая спектроскопия твердого тела // ФТТ. 2002. -Т.44. - В.5. - С.898-905.

174. Meservey R. and Tedrow P.M. Spin-polarized electron tunneling // Phys. Rep. -1994. V.238. - N.4. - P. 173-243.

175. Vuret M., Drouet M., Nassar J., Contour J.P., Fermon C., and Fert A. Low-field colossal magnetoresistance in manganite tunnel spin valves// Europhys. Lett. -1997. V.39. -N.5. - P.545-549.

176. Hwang H. Y., Cheong S-W., Ong N. P., and Batlogg B. Spin-Polarized Inter-grain Tunneling in Еа^гшМпОз // Phys. Rev. Lett. 1996. - V.77. - N.10. -P.2041-2044.

177. Gupta A., Sun J.Z. Spin-polarized transport and magnetoresistance in magnetic oxides // JMMM. 1999. - V.200. - N. 1 -3. - P.24-43.

178. Свистунов B.M., Медведев Ю.В., Таренков В.Ю., Дьяченко А.И., Хатта И., Мукаса К., Аоки Р., Шимчак Г., Левандовский С., Лещинский Я. Спин-поляризованное туннелирование электронов в манганит лантана // ЖЭТФ. 2000. - Т. 118. - В.3(9). - С.629-636.

179. Tamura S. Magnetic measurements of (Ьа^Саа^МпО^+у by the Faraday method // Phys. Lett. A. 1980. - V.78. - N.4. - P.401-403.

180. Волков H.B., Патрин Г.С., Петраковский Г.А., Саблина К.А., Овчинников С.Г., Варнаков С.Н. Магнитосопротивление туннельного типа в структуре ЕиолРЬо.зМпОз (монокристалл) / Fe (пленка) // Письма в ЖТФ. 2003. -Т.29. - В.5. - С.54-60.

181. Shang С.Н., Novak J., Jansen R., Moodera J.S. Temperature dependence of magnetoresistance and surface magnetization in ferromagnetic tunnel junctions // Phys. Rev. B. 1998. - V.58. - N.6. - P.R2917-2920.

182. Moodera J.S., Novak J., van Veedonk R.J.M. Interface Magnetism and Spin Wave Scattering in Ferromagnet-Insulator-Ferromagnet Tunnel Junctions // Phys. Rev. Lett. 1998. - V.80. -N.13. - P.2941-2944.

183. Bratkovsky A.M. Tunneling of electrons in conventional and half-metallic systems: Towards very large magnetoresistance // Phys. Rev. B. 1997. - V.56. -N.5. - P.2344-2347.

184. Волков Н.В., Патрин Г.С. Прибор для дистанционного измерения температуры. //Патент № 2152598 от 27.07.1998; Опубл. 10.07.2000, Бюл. № 19, МКИ5 7 G 01 К 7/32.

185. Патрин Г.С., Волков Н.В. СВЧ-выключатель // Патент № 2139611 от 25.05.1998; Опубл. 10.10.1999, Бюл. № 28, МКИ5 6 Н 01 Р 1/11, 1/218.

186. Саблина К.А., Волков Н.В., Петраковский Г.А. Способ нанесения медного покрытия на диэлектрик // Патент № 2188879 от 30.10.2000; Опубл. 10.09.2002, Бюл. № 25, МКИ5 7 С 23 С 26/00.

187. Петраковский Г.А., Саблина К.А., Великанов Д.А., Воротынов A.M., Волков Н.В., Бовина А.Ф. Синтез и магнитные свойства монокристалла мета-бората меди CuB204 // Кристаллография. 2000. - Т.45. - В.5. - С.926-929.

188. Абдулаев Г.К., Рза-заде П.Ф., Мамедов С.Х., Физико-химическое исследование тройной системы Li20-Cu0-B203 И ЖНХ. Т.27. - В.7. - С. 18371841.

189. Масленников О.А., Волков Н.В., Саблина К.А., Петраковский Г.А. Способ лазерной металлизации диэлектрической подложки // Патент № 2192715 от 13.07.2001; Опубл. 10.11.2002, Бюл. № 31, МКИ5 7 Н 05 К 3/02.