Магнитооптические свойства и магнитное упорядочение в наноструктурах Dy(1-x)Nix-Ni и Dy(1-x)(NiFe)x-NiFe тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.11 ВАК РФ

На правах рукописи

МАРКОВ ВЛАДИМИР ВИТАЛЬЕВИЧ

МАГНИТООПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА И МАГНИТНОЕ УПОРЯДОЧЕНИЕ В НАНОСТРУКТУРАХ 0у(1 >)М|,-М| и

Специальность 01 04 11 -Физика магнитных явлений

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Работа выполнена в Институте физики им Л В Киренекого Сибирского Отделения Российской Академии Наук и Институте естественных и гуманитарных наук Сибирского Федерального Университета

Научный руководители

доктор физико-математических наук И С Эдельман

Официальные оппоненты

доктор физико-математических наук В В Слабко

доктор физико-математических наук ПД Ким

Ведущая организация Институт автоматики и

электрометрии СО РАН

Защита состоится «/£"» 2007 года в /С{ часов в конференц-

зале Института физики им Л В Киренекого на заседании Диссертационного Совета Д 003 055 02 Института физики им JIВ Киренекого СО РАН по адресу. 660036, Красноярск, Академгородок, Институт физики им JI В Киренекого СО РАН.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института физики им Л В Киренекого СО РАН

Автореферат разослан « ^l&tJf 2007 г

Ученый секретарь S/7

Диссертационного совета Д 003.055 02 f/rf д.ф.-м.н. А.Н. Втюрин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы

Диспрозий относится к материалам с высошм магнитным насыщением, востребованным в самых различных обчастях техники Магнитный момент трехвалентных ионов Бу 10 65 цв Намагниченность насыщения диспрозия в ферромагнитной фазе (М5) существенно превышает М, железа при 0 К М;(Т>у) = 3000 и М5(Ре) = 1720 Гс Диспрозий привлекает внимание исследователей в связи со сложной магнитной фазовой диаграмма"! и возможностями прикладного применения наноструктур, включающих диспрозий в сочетании с другими металлами, полупроводниками или диэлектриками №смотря на то, что магнитные свойства Е)у представлены в классичгских работах и ряде монографий (например, [1,2]), постоянно предпринимаются новые исследования, приводящие к более глубокому пониманию магнетизма этого металла [3]

Высокая чувствительность параметров фазовых переходов к качеству кристалла приводит к существенным изменениям магнитных свойств диспрозия при переходе к малым частицам [4] или тонким пленкам [5] В настоящее время физика тонкопленочных слоистых структур, включающих 3(1 и 4Гметаллы, стала одной из наиболее бурно развиваощихся областей магнетизма В таких структурах ярко проявтаются эффекты сильных электронных корреляций и формируются новые свойства и эффекты, не характерные для исходных компонент структуры (например, [6]) Одним из важных является вопрос о возможности изменения физических свойств 4f металла под влиянием спиновой системы 3(1 металла В частности, рад авторов наблюдали необычные магнитные эффекты в мультислоях ТЬЛс [7]и (М/Ге [8] В [9] наблюдалось повышение температуры перехода Эу в ферромагнитное состояние в мультислоях Оу/Ре В ряде работ было отмечено магнитное упорядочение в топких приграничных слоях 4Г металла (толщиной 10-15 пш) под влиянием спиновой системы 3(1 металла [10]

Большие усилия быти направлены на создание пленочных сред для магнитной записи и считывания информации на основе сплавов 3<1 и металлов, в частности, аморфных сплавов с высокими значениями магнитооптического эффекта Керра (например, [11]) Ьыто показано, что аморфные 3(1 - 4Гсплавы представляют собой двух подрешеточные структуры с температурой компенсации намагниченности подобно редкоземельным ферритам Магниттое упорядочение при комнатной температуре наблюдалось в сплавах, содержащих не менее 40 % 3<3 металла Что касается Оу, то,

например, для сплава Оу-Со с 40% кобальта эффект Керра при комнатой температуре определяется тотько подрешеткой Со, а Бу вклада в этот эффект не дает [11]

Таким образом, исследования пленок Пу-3<1 металл, представленные в литературе, посвящены двум предельным случаям (1) однородным сплавам, в основном, эквиатомных составов и (2) мультислойным тенкам с относительно резкими межслоевыми границами Анализ результатов этих исследований позволяет ожидать появление новых физических свойств в боже сложных структурах, включающих слои Бу с примесью 3(1 элементов, граничащие с однородным слоем соответствующего 3<3 металла Именно исстедованию таких структур посвящена настоящая работа В качестве объектов исследования выбраны двухслойные пченки № (или >№е), с одной стороны, и йу, дотированного этими 3<1 элементами, с другой стороны При этом, конце!гграция переходных элементов в слое Бу была существенно ниже концентрации таких элементов в сплавах 4Г—3с1 металле», при которой наблюдалось магнитное упорядочение 4[ подрепктки при комнатной температуре Двухслойные пленки были выбраны для того, чтобы исключить влияние на измеряемые эффекты взаимодействия между слоями 3(1 металла, которое обычно имеет место в сэндвичах и мультислойных структурах Основными измеряемыми эффектами были магнитооптические эффекты, линейные по намагниченности образца - магнитный круговой дихроизм (МКД), полярный и меридиональный эффекты Керра

Целью работы являлось исследование магнитооптических свойств пленок Оу-№ (М|Ре) и Пу, хМСИхРеХ-М^Ре), выявление и объяснение эффектов, обусловленных влиянием примеси переходного элемента и атомного контакта со сплошным слоем 3(1 металла на магнитное состояние слоя диспрозия

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи

• Изготовить образцы соответствующих составов с контролируемыми толщинами и концентрациями примеси в слое диспрозия

• Исследовать распределение компонент по глубине образцов и их химическое состояние

• Исследовать спектральные, температурные и полевые зависимости МКД, а также полевые и спектральные зависимости эффекта Керрапри комнатной температуре в синтезированных образцах Выделить из порученных экспериментальных кривых вклада, связанные со слоем диспрозия, допированного переходными элементами Определить спектральные, температурные и концентрационные зависимости этих вкладов

• Установить, как влияет примесь переходных элементов на магнитное состояние Бу в однослойных пленках и в двухслойных пленках при непосредственном контакте со слоем

3с1 металла В случае обнаружения такого влияния установить зависимость последнего от концентрации 36 элемента, толщины и порядка нанесения слоев

• Предложить качественное объяснение обнаруженных закономерностей

Научная новизна работы заключается в следующем

• Впервые получены температурные и спектральные зависимости магнитного кругового дихроизма однородных однослойных пленок 1)у, N1, М^оГего,

• Обнаружено сильное влияние примеси 3(1 металла на температурную зависимость МКД в слоях Оу1_хЫ1х и 0>'| *(№РеХ в двухслойных пленках Оу[ и, Бу1 х(Ы|Ге)х~М1ре, соответственно, имеющее пороговый характер по концентрации х Прих>хс во всем исследованном температурном интервале (80 300 К) этот слой дает постоянный вклад в МКД приблизительно равный величине МКД, наблюдаемой в однослойной пленке Оу при Т<Тс В то же время температурная зависимость МКД однослойных пленок ОуьхЬЬ. и Оу 1 х(№Ге)х, а также слоев Оу в двухстойных пленках Оу-К'1 и Оу-М1ре, при тех же значениях х соответствует температурной зависимости МКД пленок Оу без примеси 3с1 элементов

• Впервые в слоях Оу ] и Оу|.х(Ы1ре)ч в двухстойных пленках Оу, х№,-№ и Оу, х(Ы1ре)х-Ы1Гс при комнатной температуре набиодались полярный и меридиональный эффекты Керра Эффекты имеют противоположный знаки иные попевые зависимости по сравнению с эффектами Керра в слое N1

• Обнаруженные особенности магнитооптических эффектов объяснены магнитным упорядочением слоев Оу (,N1, и Оу] х(№Ге)х в двухслойных пленках Dyi.xNi.i-Ni и Оу1 х(К'1Ее)х-№Ге Такого характера ферромагнитное упорядочение наблюдается вплоть до толщины слоя Оу, допированного 3(1 элементам!, равной -600 А при величине хс=0 06 Таким образом тервые продемонстрирована возможность создания ферромагнитного порядка в слсе Оу значите -плюй точщииы в результате одновременного действия двух факторов включения 3(3 элементов в слой Оу и влияния сплошного соседнего слоя 3(1 металла При этом, оба слоя в двухслойной структуре намашичены параллельно и характеризуются анизотропией типа легкая плоскость

Практическая значимость

диссертационной работы заключается в том, что впервые предложен способ существенного повышения температуры фазового перехода Оу в ферромагнитное состояние в слоях значительной толщины (несколько десятков нанометров),

открывающий возможность создания эффективных тонкопленочных постоянных магнитов

Основные положения н результаты, выносимые на защиту

1 Результаты экспериментального исследования температурных, спектральных и полевых зависимостей МКД, а также эффекта Керра в двухслойных пленках Dyi xNix-Ni и Dy 1 x(NiFe)x-NiFe в сравнении с аналогичными зависимостями МКД в двухслойных пленках Dy-Ni, Dy-NiFe, и однослойных пленках Dyi xNix, Dyt. „(№Fe)x

2 Объяснение обнаруженных особенностей МКД и эффекта Керра магнитным упорядочением слоя Dyi xNix или Dyi-x(NiFe), в двухслойных пленках вследствие одновременного влияния двух факторов - незначительной примеси переходного металла в слое диспрозия и контакта этого слоя со слоем переходного металла.

3 Механизм, предполагающий возникновение различия плотности состояний для электронов в слое Dy с различными нгправлениями спина по отношению к суммарной намагниченности слоя переходного металла

Апробация работы

Основны-; результаты неоднократно докладывались на семинарах лаборатории физики магнитных явлений, были представлены на различных Международных, Российских и региональных конференциях, в том числе, на конференциях

• Euro-Asian Symposium "Trends ш Masgnetism - 2001", Ekatennburg (2001)

• International Baikal Scientific Conference "Magnetic matenals" Irkutsk (2001)

• Международный симпозиум "Фазовые превращения в твердых растворах и сплавах", Сочи (2001)

• Moscow International Symposium on Magnetism, Moscow, (2002)

• XVIII международная школа-семинар "Новые магнитные материалы микроэлектроники" Москва 2002,

• Euro-Asian Symposium "Trends m Masgnetism - 2004", Krasnoyarsk (2004) •Решетневские чтения, Красноярск; сентябрь 2006г

Личный вклад автора

заключается в участии совместно с руководителем в постановке задачи, выборе объектов исследования п их изготовлении, в самосгоятетьном проведении магнитооптических измерений, в обработке, анализе и интерпретации результатов, включая полученные и

6

др\гими экспериментальными методами, в участии в разработке механизма, объясняющего обнаруженное возникновение магнитно1 о у порядочения пленки диспрозия, допированной переходными элементами

Публикации

По теме диссертации опубликовано 15 научных работ 5 статей в периодических изданиях по списку ВАК, 10 работ в сборниках тезисов международных и всероссийских научных конференций и симпозиумов

Работа выпотнен при поддержке РФФИ (гранты №№ 00-02-16098, 02-02-06734), Красноярского краевого фонда науки (№7Р180), а также программы СО РАН Интеграция (грант №А0019)

Структура и объем работы Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы. Работа изложена на 94 страницах, включает 46 рисунков и список литературы из 86 наименований

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во Введении обоснована актуальность темы, сформулированы цель и задачи исследования, показана научная новизна и практическая значимость результатов, перечислены основные положения, выносимые на защиту, приведены сведения об апробации материалов диссертации и о личном вкладе автфа. Описана структура диссертации

Первая глава представляет собой обзор теоретических и экспериментальных работ, посвященных исследованию свойств диспрозия

В параграфе I 1 приведены основные экспериментальные данные но магнитным свойствам массивных кристаллов диспрозия

В параграфе 1 2 рассматривается теория магнитных свойств редкоземельных металлов, в частности, диспрозия

В параграфе 13 представлены данные об энергетической структуре и плотности электронных состояний Оу

В параграфе I 4 описано влияние дефектов структуры ча магнитны: свойства Оу В параграфе 1 5 рассмотрены интерметаллические соединения РЗМ-Зс1 металл В параграфе1 6 рассматриваются тонкоплёночные структуры РЗМ-Зй металл В параграфе 1 7 приведены результаты исследования шгнитооптических эффектов в Оу

Во второй главе описаны методика изготовления образцов, и методы исследования их свойств Образцы изготавливались на модернизированной установке молекулярно-лучевой эпитаксии "Ангара" Использовались заслонки, позволяющие получать на одной подложку в одном цикле напыления, в совершенно идентичных условиях три образца двухслойную пленку и две однослойные пленки из составляющих компонент Толщины слоев изменялись от -5 до -12 пш для 3с1 металла и от ~5 до -90 шп для Иу Примесь 3(1 металла в слое Ру изменялась от 0 до 0 10 Суммарное количество каждой компоненты контролировалось с помощью рентгено-фчуоресцентного анализа (РФА)

Распределение компонент по площади и глубине образцов определялось с помощью Оже-электронной спектроскопии (ОЭС) Для анализа распределения элементов по поверхности и в глубину слоев использовалась также вторичная ионная масс-спектрометрия (ВИМС) Также были получены рентгеновские фотоэмиссионные спектры (РФЭС) некоторых образцов

В качестве основного метода исследования магнитного состояния образцов использовался магнитный круговой дихроизм (МКД), который представляет собой разность коэффициентов поглощения (или оптической плотности) для волн, поляризованных по правому и левому кругу по отношению к направлению намагниченности вещества, в котором они распространяются МКД измерялся в спектральном диапазоне 350- 650 шп. Магнитное поле было направлено нормально плоскости образцов и составляло 5 кЭ Точность измерения МКД составляла ±Ш4 Охлаждение образцов производилось в интервале темпера гур 80 - 300 К, температура контролировалась с точностью ±1 К При комнатной температуре измерялись полевые зависимости меридионального эффекта Керра (МЭК) в магнитном поле до 4 кЭ, направленном параллельно плоскости образцов, и полярного эффекта Керра (ПЭК) в магнитном поле до 14 кЭ, направленном по нормали к плоскости образцов

Третья глава посвящена результатам исследования распределения компонент в образцах и их химического состояния

В параграфе 3 1 представлены данные электронной Оже спектроскопии и вторичной ионной масс спектрометрии о распределении элементов по глубине слоев В связи с высокой химической активностью 13у значительное внимание уделялось проблеме кислорода и окисления слоя 1)у Приповерхностный слой диспрозия во всех случаях содержал много кислорода (отношение амплитуд Оже пиков кислорода и диспрозия Го/Ц - 2), в средней части слоя диспрозия 1о/1оу -0 6, что соответствует литературным данным для эталонных образцов монокристаллов диспрозия [12] В тех случаях, когда не было дополнительного напыления N1 (№Ре) в слой диспрозия, интерфейс между слоями

довольно резкий, и содержание N1 в слое Оу незначительно (рис 1 а) Оценка ширины интерфейса (с учетом зависимости выхода вторичных ионов от матрицы и конечной

а

с - \

50 100 150

1нпе 5рШелгк] тт

20 40 60

Ътз 5риНеппй тт

Рис I Оже - профиль распределения компонент по глубине двухслойных пленок, снятый в процессе травления а - 1)у-><1 (толщина слоя Пу - 70 пт, N1-10 пш), б-Оу^^МРе^гМРе (толщина слоя Оу(1лр?)(№Ре)ооз - 63 шп, N1 - 6,5 пт,)

глубины травтедая -3 пгп), в которой концентрация противоположных компонент уменьшается примерно на порядок, составляет ~2 пт. В тех случаях, когда было дополнительное напыление N1 (ЬЬРе) в стой диспрозия, граница между слоями К1:е и Оу(1.^(Ь,1Ре)< менее четкая по сравнению с пленкой №-Оу В переходном слое сигналы N1 и Ре (или N1) уменьшаются примерно на порядок по сравнению с центральной частью слоя Ы1?е (или N1) и далее остаются на одном уровне вплоть до верхней границы слоя диспрозия Пример такого распределения показан на рис 1 б Эти данные Оже-спектроскопии подтверждаются данными ВИМС Характер распределения компонент не зависит от шрядка нанесения слоев

В параграфе 3 2 приведены данные исследования фотоэлектронных рентгеновских спектров Сравнение РФЭ спектров слоев Оу с примесью 3(1 элементов в однослойных и двухслойных пленках не выявичи заметного влияния слоя 3(1 металла на структуру полос

Оу, как это

демонстрируется рис 2 а и б Изменение структуры голос Оу и О по мере травления пленки показывает незначительную степень окисления Оу в

■ " глубине пленки

а б в

Рис 2 Рентгеновские фото электронные спектры (при использованиям исооенно ярко ЭТО ВИДНО анода) а-однослойной пленки Оу(|Л,^1ре)005-№Ре, б-полученной в на СПСКТрах О (рис 2 в)

этом же цикле напыления двухслойной пленки Оу^ ^¡(ТмРе)^ №Ре, и в - полосы ! б кислорода для штенки р5)(№Ре)0 щ-МРе. снятые с оахтичных глубин обоазиов

Ч<1 I II» 1|'МК

- « «

...

„л

1\ :

I

Ч;

V \

Две компоненты Ois (1) и 01s(2), соответствуют двум различным состояниям кислорода с большей и меньшей энергией связи, соответственно Интенсивность

высокоэнергетичсской компоненты резко уменьшается и уже на гтубине 40 Â компонента 01s(2) становится преобладающей Соответствующая энерпи связи близка к величине этой энергии 528-533 5 эВ в большинстве оксидов [13] Можно предположить, что Ols(l) компонента обусловлена молекулами кислорода, адсорбированными поверхностью пленки Компонента 01 s(2) соответствует образованию окисла диспрозия, количество которого убывает по глубине в соответствии с общим количеством кислорода, фиксируемым с помощью Оже спектроскопии

Данные Оже спектроскопии, ВИМС и РФЭС подтвердили параметры пленок задаваемые при их изготовлении Исследованные двухслойные пленки можно разделить на две группы

1 При напылении Dy не производилось одновременно напыление 3d металла При этом образцы характеризовались сравнительно резким интерфейсом, в слое

диспрозия примеси переходного металла не превышали 0 001 2 При напыленни Dy производилось одновременно напыление 3d металла При этом образцы характеризовались более широким интерфейсом, распределение атомов 3d металла по глубине слоя Dy (вне интерфейса) достаточно однородное Оценки концентрации 3d металла в центральной части слоя Dy соответствуют данным РФА Поверхность пленок и приповерхностный слой диспршия содержат много кислорода, в средней части слоя диспрозия кочичество кислорода приблизительно соответствует литературным данным для эталонных образцов монокристаллов диспрозия 3 Кислород в пленках присутствует в двух cocí ояниях С глубины 40 А преобладают

состояния с меньшей энергией связи, а на поверхности - с большей Четвертая глава посвяцкна результатам исследования магнитооптические и магнитные свойства пленок

Рис 3 Температурная зависимость МКД для образцов N1 (кривая I), Пу (кривая 2) и №-Оу, ,N1, для х=0 0 05, О 06 (кривые 3-5 соответственно) Х-550 шп

Параграф 4 1 посвящен исследованию магнитдаго кругового дихроизма. Для всех исследованных металлов МКД ранее не измерялся Полученные спектральные зависимости МКД N1 и №Ге хорошо коррелируют с представленным! в литературе спектрами недиагональной компоненты тензора огггической проводимости оху и полярного эффекта Керра В исследованном спектральном интервале МКД обоих металлов имеет отрицательный знак

МКД в исстгдованных пленках №Ре практически не зависит огтемпературы в интервале 80-300 К, что согласуется с известной температурной зависимостью намагниченности этого материала Температурная зависимость МКД в тонких пленках N1 зависит от их толщины, а именно, наблюдается существенное возрастание МКД с понижением температуры, тем большее, чем меньше толщина пленок Для пленки с минимальной использованной толщиной (~5 пш) при увеличении температуры от 80 до

300 К МКД уменьшается почти вдвое Такое температурное поведение МКД соответствует температурному поведению намаппменноста тонких слоев N1, наблюдаемому в [14] Кривая 1 ш рис 3 показывает температурную зависимэсть МКД пленки N1 толщиной 7 им

В исследованных в настоящей работе однослойных пленках Оу МКД значительной величины наблюдался при температурах ниже 100 К. Температурная зависимость МКД Эу представлена кривой 2 на рис 3 Возрастание абсолютной величины МКД однослойной пленки Пу при понижении температуры соответствует появлению спонтанной намагниченности при фазовом переходе в ферромагнитное состояние В исследованных однослойных пленках Оу абсолютная величина МКД пропорциональна толщине пленок, что свидетельствует об их металлическом состоянии по всей глубине На рис. 4 а показан спектр МКД пленки диспрозия для 93 К и 300 К, снятый в магнитном поле 5 кЭ Можно отметить следующие характерные особенности спектра два широких перекрывающихся максимума в области ~ 2 6 и 2 1 эВ, смену знака при ~ 3 25 эВ и резкое возрастание абсолютной величины МКД при

Е г

Рис 4а- Спектры МКД пленки Оу, полученные в магнитном поле 5 Юе для 93 и 300 К б - Спек-тр недиагональной компоненты тензора оптической проводимости Оу [15] и в -

разность оптических

проводимостей для ± электронов [16]

дальнейшем увеличении энергии световой волны Заметим, что в большей части исследовагаюго спектрального интервала знаки МКД N1 и 13у противоположны Наблюдаемые максимумы соответствуют максимумам на кривой недиагоналыюй компоненты тензора оптической проводимости ст„, представленной в [15] (рис 4 б) В работе [16] предложена модель зонной структуры Пу с учетом расщепления спиновых подзон, в рамкахкоторой рассчитаны спектры оптической проводимости для противоположно поляризованных спинов (рис 4 в) Оксидная фаза диспрозтя, которая, несомненно, присутствует в пленках в некотором количестве, может давать вклад в МКД, на три-четыре порядка меньший по сравнению с магшпоупорядоченной ферромагаитной фазой металлического диспрозия

Затем рассматриваются однослойные пленки 1>у(1. ,-,N1^ и Оу(1 ¿)(№Ре), Включение переходных металлов в состав однослойных пленок Оу в использованных концентрациях влияет на спектральную зависимость МКД, как это видно из ряда спектров, представленных на рис 5. По мере возрастания концентрации переходного металлах сначала наблюдается герераспределение интенсивностей максимумов вбтизи 2 6 и 2 I эВ, их уширение и сдвиг к меньшим энергиям Однако температурные зависимости МКД мало отличаются от температурных зависимостей МКД пленки Оу без примесей переходного металла Далее рассматриваются МСД в двухслойных пленках Оу-Ки и Г)у-М|ре На рис 3 показана температура зависимость МКД для образцов, полученных в одном цикле напыления однослойных пленок N1 (кривая 1), Пу (кривая 2) и двухслойной пленки 1)у-№ (кривая 3), Оже электронный профиль которой приведен на рис 1 а Слои Эу и N1 в данной двухслойной пленке, ведут себя, практически, независимо друг от друга В интервале температур 150300 К слой Оу не имеет магнитного порядка, поэтому МКД двухслойной пленки (рис 4, кривая 3) определяется слоем 3(1 металла При понижении температуры слой Оу упорядочивается, и температурная зависимость МКД определяется независимыми вкладами обоих слоев Так же и спектр МКД двухслойной пленки Оу-№ совпадает с суммой спектров однослойных пленок N1 и Оу, изготовленных в одном цикле с двухслойной пленкой Подобное поведение наблюдается для всех двухслойных пленок Dy.Ni и Оу-№Ре

I

Рис 5 Спектральные зависимости МКД пленок Dy 1 ,N1, для х=0,0 005 ,0 01, 0 015, (кривые 1-4, соответственно) Т=93 К

Совершенно иная температурная зависимость МКД наблюдается в случае, когда пленка Оу с примесью N1 (или №Ре) находится в непосредственном контакте с магнитоупорядоченной пленкой При этом температурное поведение МКД сильно зависит от величины V ПрихсО 01 МКД двухслойной пленки представляет собой сумму независимых вкладов обоих слоев подобно пленке Оу-№ При значении х=0 05 величина МКД двухслойной пленки (рис 3, кривая 4) заметно отличается от суммы МКД отдельных слоев N1 (кривая 1) и Эу 0 95№0 05 (совпадает с кривой 2) По мере возрастания х сходство между температурными зависимостями МКД двухслойных пленок №-Оу1 ,N1, и суммы МКД соответствующих (по составу) однослойных пленок становится еще меньше При х=0 06 (рис 3, кривая 5) температурная зависимость МКД двухслойной пленки (с толщиной слоя Эу о 94^0 об, равной 60пт) полностью повторяет температурную зависимость МКД слоя N1 Абсолютная величина МКД такой двухслойной пленки при комнатной температуре меньше МКД слоя никеля приблизительно па величину МКД однослойной пленки Оу, наблюдаемую при Т<Гс Подобное поведение наблюдается для всех двухслойных пленок с толщиной слоя Оу, Л!\Т1Х или Оуь^ЬЬРе)* до 60 шп, независимо от порядка нанесения слоев При большей толщине слоя Бу с примесью 3(1 элементов в двухслойной пленке появляется температурная зависимость МКД, связанная с частью этого слоя, удаленной от слоя 3(3 металла

Таким образом, примесь N1 или Ы|1;е в слое Оу оказывает существенное влияние на температурное поведение МКД только в том случае, когда этот стой находится в контакте со сплошным слоем N1 или №Ге Пороговая концентрация N1 в Оу, при которой полностью теряется сходство между температурными зависимостями МКД двухслойной пленки №-Оу и двухслойной пленки ЫьОу! ^N1, (при тонцине слоя Оу, до 60 пт) составляетдго~0 06 При этом температурная зависимость МКД двухслойной пленки соответствует температурной зависимости МКД однослойной пленки N1, а величина МКД двухслойной пленки существенно меньше МКД пленки N1 Можно было бы предположить, что подобное поведение МКД связано просто с диффузией Эу в слой N1 и уменьшением вследствие этого МКД слоя N1 Для выяснения этого вопроса были проведены эксперименты по окислению пленок Окисление производилось одновременным нагреванием в атмосфере до 200° С трех образце®, изготовленных в одном цикле однослойной пленки Оу с примесью 3(1 металла (Оу о цМо с»), однослойной пленки 3(1 металла (N1) и двухслойной пленки этих двух компонент (№-Оу 0 94М10 об) Нагревание проводилось до тех пор, пока однослойная пленка Оу с примесью не становилась полностью прозрачной Поглощение пленки 3(1 металла и МКД при таком нагревании не изменялись, а величина, спектральный ход и температурная зависимость

Dy,

МКД двухслойной пленки после окисления Dy становились такими же, как в однослойной пленке соответствующего 3d металла Этот эксперимент позволяет предположить что изменение МКД в двухслойной пленке связано с тем, что в слое Dy о oiNio об при Т»Тс Dy наблюдается МКД противоположного по сравнению с 3d металлом знака и довольно большой величины Этот вывод подтверждается и спектральными данными Например, спектральная зависимость разности МКД двухслойной пленки Dy о 94N10 об-Ni и соответствующей пленки Ni, измеренных при комнатной температуре, аналогична спектру МКД однослойной пленки Dy094Ni0 06, полученному при Т=90 К

По результатам измерения МКД можно сделать следующж выводы MK¿ диспрозия имеет противоположный по отношению к МКД 3d металлов знак в области 380-750нм, aero спектральная завшимость характеризуется наличием двойного^ максимума в районе 525 нм и сменой знака при ~380 нм. Включение переходных металлов в состав однослойных пленок Dy в использованных концентрациях приводит к уширеншо максимумов

Температурная зависимость МКД однослойных пленок Dy, а так же пленок I jNiFe* или Dyi.jNi* аналогична температурной зависимости в мелкокристаллических массивных образцах Dy

МКД двухслойных пленок представляют собой сумму двух независимых вкладов слоя Ni или №Ге и слоя Dy] _,NiFc, или Dy 1 При этом свойства диспрозия, допированного Ni или NiFe, принципиально зависят от величины х. При концентрации 3d металла в слое Dy, превышающей пороговое (х=0,06) значение, в интервале температур 80-300 К слой Dy i jtNiFet ити Dy, tN¡, дает вклад в МКД, равный величине МКД, наблюдаемой в соответствующей однослойной пленке при температурах, меньших температуры перехода в ферромагнитное состояние Наблюдаемое явление не зависит от порядка нашсения слоев, оно распространяется на глубину слоя Dy - 600А

В параграфе 4 2 представжны данные по потярному и меридиональному эффектам Керра. В отличие от МКД, который отражает интегральный эффект от обоих слоев в двухслойной структуре, измерения МЭК и ПЭК дают представление о каждом слое в отдельности В отличие от МКД, который отражает интегральный эффект зт обоих слоев в двухслойной структуре, измерения ПЭК и МЭК дают представление о каждом слое в отдельности При отражении света от однослойных пленок Dy и Dyi .,N1, (Или Dy,. x(Ni Fe),), а также от слоя Dy в двухслойных пленках Dy-Ni (Dy-NiFe) при комнатной температуре ни ПЭК, ни МЭК не наблюдаются И только в тех случаях, когда свет отражается от слоя Dy, tNit ити Dy, x(NiFe),возможно наблюдение эффектов Керра при комнатной температуре На рис 6 а, б показаны снятые при юмнатной температуре

полевые зависимость ПЭК при отражении света от однослойной пленки N1 и от слоя Цуо 95^о 05 в двухслойной пленке, изготовленных в одном технологическом цикле Различные знаки, величины и характер полевых зависимостей ПЭК в двух рассмотренных случаях не оставляют сомгания в том, что слой Оу0 «N10 оо в двухслойной пленке дает при комнатной температуре независимый вклад конечной величины в ПЭК, что может иметь место только при магнитном упорядочении этого слоя В случае изолированной пленки N1 полевая зависимость ПЭК характерна для пленок с анизотропией типа «легкая плоскость», а величина поля насыщения 4 5 Юе приблизительно соответствует намагниченности N1 при 278 К М5 = 480 Бэ В случае пленки Оу0 «N'10 осажденной на N1, насыщение не достигается вплоть до максимального использованного поля 14 кОе М, монокристалла Ву в ферромагнитной фазе, как упоминалось во введении, близко к 3000 Се, соответствующее поле насыщение должно существенно превышать величину магнитного поля, использованного при измерении ПЭК, что и наблюдается в эксперименте Приведенная на рис 6 Ь полевая зависимость может быть объяснена тем, что наряду с сигналом от верхнего слоя Оуом№о <», наблюдается значительно ослабленный (из-за поглощения света в вышележащем слое ВуомМоос) сигнал противоположного знака от ниже лежащего слоя № Поле насыщения для этого вклада соответствует полю насыщения изолированной пленки N1 Схематически образование кривой на рис 6 Ь, как суммы двух кривых с разными весами, показано на рис 6 с Таким образом, слои в двухслойной пленке ведут себя в магнитном поле независимо друг от друга, каждый со своей намагниченностью, то есть, слой Буо 94№0 об при комнатной температуре является магнитоупорядоченным с величиной намагниченности, в несколько раз превышающей намагниченность слоя № Аналогичные полевые зависимости ПЭК имеют место и для двухслойных пленок Эу, ^Ре^Ы^е

Данные МЭК, так же как и ПЭК, полностью подтверждают вывод о вкладе слоев диспрозия с примесями N1 и та №Ге в магнитооптические свойства двухслойных пленок при комнатной температуре Резкое различие полевых зависимостей ПЭК и МЭК -отсутствие гистерезиса и большая величина поля пасыщения в случае ПЭК и гистерезис в

) \ !

I >

ч

\

] \

Рис 6 Полевые зависимости по тарного эффекта Керра для образцов а - N1, Ь - Хь ОуонЩж и с - схема поясняющая форму кривой Ь

случае МЭК - свидетельствуют о наличии в обоих слоях анизотропии типа легкая плоскость и о существенном разничии намагниченности слоев

Появление магнитооптических эффектов конечной величины при температурах, существенно превышающих температуру ферромагнитного упорядочения массивного крис галла Бу, может быть обусловлено только возникновением магнитного порядка в счое Оу с примесью 3(1 элементов в двухслойной пленке При этом магнитный момент слоя Е)у 1 ^N1, в исследованной ситуации параллелен магнитному моменту слоя N1, а его величина превышает величину магнитного момента слоя N1, по крайней мере, в 4 раза

В параграфе 4 5 обсуждаются возможные механизмы, объясняющие влияние N1 на магнитное состояние слоя Бу

Сравнение данных Оже-спекгроскопии с результатами магнитооптических экспериментов, включая эксперимент с нагреванием образцов, показывает, что включения N1 или №Ре в слой Бу существенно изменяют его магнитное поведеш!е Можно было бы предположить, что этиизменения обусловлены переходным слоем толщиной ~ 3 высокой концентрацией N1 или N1 Ге Однако в таком случае не было бы пропорциональности между величиной вклада слоя Бу | в МКД при комнатной температуре и толщиной этого слоя, которая наблюдается в действительности Можно также предположить, что концентрация N1 или №Ре по всей пубине слоя Оу достаточна для формирования в слое Бу ^Нг, или в его локальных участках магнитно! о момента при комнатной температуре за счет формирования ферромагнитной фазы Это предположение противоречит температурным зависимостям МКД однослойных птенок Бу1.д№д и Б}\(№Ре)| ч, с одной стороны, и литературным данным о мапитном упорядочении сплавов редкоземельный металл - 3(1 металл при комнатной температуре при концентрации последнего не менее х ~ 0 4

Наблюдаемые полевые зависимости ПЭК и МЭК позволяют отвергнуть прсдпочоженис о магнигостатическом происхождении упорядочения в слоях Б> а или Оух(Х1ре)1 х К тому же, если бы слой Бу просто намагничивался в магнитюм поле слоев

N1 или №Ре, непонятно, почему это не происходит в двухслойных пленках ЫьБу ити Ы^е-Бу По-видимому, в рассматриваемом случае нельзя говорит!, также и об изменении магнитного состояния слоя Бу(1 ,¡N1, в двухслойной пленке вследствие магнитострикции подобно механизму, предложенному в [17], так как эти птенки не являются эпитаксиальными Кроме того, обнаруженные особенности не зависят от порядка нанесения слоев Включение атомов N1 или МРе, естественно, вызывает изменение параметров структуры пленок из-за различных атомных и ионных радиусов (г=1 773А для Бу 1 07 А для Бу3*, 1 25 А для №,0 72А для №2+, 1 26 А для Ре и 0 67А, 0 80А для Ре3+

Ре"4), и приводит к появлению напряжений. В принципе, большая величина спин-орбиталыюй связи в Оу и конкуренция обменных взаимодействий в различных координашонных сферах могут привести к тому, что такие искажения повлияют на магнитную структуру Ву^Ш^СОу^и). Однако в этом случае магнитное упорядочение пленки Оу!гМ1Ьед (Оу^Ыу должно было бы наблюдаться и в отсутствии контактирующей с ней пленки 3(1 металла, что противоречит экспериментальным данным.

Таким образом, ни один из выше упомянутых механизмов не может приводить к

«1 £

Зо

|.1 &

а

шщ /

-О.З о Щ

г -■*- у *:

■О» -01 О

магнитному упорядочению слоя сплава в указанных концен трациях в двухслойных пленках. Можно заключить, что необычное поведение магнитной системы диспрозия связано с одновременным действием двух факторов: влиянием контакта с 3(1 металлом и включением атомов 3(1 элементов н невысоких концентрациях по псей глубине слоя Ву Каждый из этих факторов но отдельности не может привести к машитному упорядочению Пу при высоких температурах в слоях значительной толщины

Как известно, магнитная структура тяжелых РЗ металлов, к том числе, диспрозия определяется, в основном, обменным взаимшейсгвием электронов проводимости с 4Г электронами Косвенное обменное взаимодействие через электроны проводимости приводит к угорядочению 4Г электронов с бо.ъшим магнитным моментом. Электроны проводимости характеризуются зонным обменным взаимодействием [, величина которог о недостаточна для выполнения критерия Стайера Ш(ер) >1.1 ¡оэтому электроны проводимости 1>у сами не упорядочены и в магнитном отношении ведут себя, как парамагнитная система в эффективном поле, создаваемом 4f электротми

При внедрении атомов N1 в слой 1>у происходят изменения в системе электронов проводимости. Мы предлагаем следующий механизм этих изменений В духе модели виртуального кристалла опишем плотность состояний сплава 1>у [.,N1,, в виде М(Е) = (1-х) N [>,. (Е) + х ЫмКЕ).

I

Зт ....... 21 М Ц ' с 4-------

Щш 1 Г ш /

V.....

____________

2 О О ? О А ЕпчН'ТГ.. «V

Схема плотности состояний вблизи уровня Ферми для: а -сплава Ву Ь - двухслойной пленки Оу-М и с - двухслойной пленки М-Оу

Для Оу плотность состояний в окрестности уровня Ферми не имеет особенностей и определяется в основном 5с! эчектронами с малым подмешиванием 6 5, р электронов [18, 19] Для N1 имеется узкий заполненный пик для «+» электронов (спин «верх») и также узкий незаполненный пик для «-» электронов со спином «вниз» [20] Схема плотности состоят^ сплава показана на рис 7 а, при построении которого мы приравняли уровни Ферми обеих компонент сплава Как и в металлическом N1, в сплаве Оу 1 .г№,, в данной

I

модели имеется узкии заполненный пик со спином «вверх» и пустой сразу выше ер со спином «вниз» Для двухслойной пленки Оу-Ы| за счет контакта со слоем N1 и диффузии атоме® N1 в глубину Оу концентрация электронов в Оу возрастает, и уровень Ферми сдвигается (рис 7 Ь), однако из-за отсутствия особенностей в плотности состояний Оу на масштабе ~0 1 еУ в окрестности Ер этот сдвиг несущественно меняет N(6?) Таким образом, и в первом и во втором случаях безразмерный параметр зонного обменного взаимодействия ГМ(ер) мало изменяется по сравнению с обменом Бу

Когда мы имеем одновременно и контакт со слоем N1 (т е , сдвиг химпотенциала), и внедренные атомы N1 в сплаве Оу | ,N1, (формирующие узкий пик плотности состояний вблизи ер), то с ростом Ер при определенной концентрациих химпотенциал попадает на узкий пикN1 (Ер) (рис 7 с), параметр Стонера увеличивается Наблюдаемый ферромагнетизм при 300 К в слое Оу 1 ^N1, на подложке N1 может быть объяснен как следствие выполнения критерия Стонера 1М(Ер) > 1, в результате чего электроны проводимости также упорядочиваются, наряду с 4Г электронами Тагам образом, N1, как компонента сплава, подготавливает плотность состояний с особенностями вблизи уровня Ферми в сшиве, а диффузия атомов из слоя № приводит к заполнению этой особенности и изменению магнитных свойств слоя Оу 1 д№, при выполнении критерия Стонера

В Заключении кратко сформулированы основные результаты диссертацшнной

работы

• Исследовгны магнитные и магнитооптические свойства двухслойных пленок Зс! металл-диспрозий, догшрованный переходными Зс1- металлами, в зависимости от природы 3(1 металла, толщин слоев, концентрации 3(1 атомов в Оу и порядка нагесения слоев

• Обнаружено сильное влияние примеси 3(1 металла на температурную зависимость магнитного кругового дихроизма в слое Оу] ,N1» в двухслойных пленках Оу1.х1^1х-№, имеющее пороговый характер по концентрации х При х > хс во всем исследованном температурном интервале (80-300 К) этот слой дает постоянный вклад в магнитный круговой дихроизм, приблизительно равный величине магнитного кругового дихроизма, наблюдаемого в однослойной пленке Оу при температурах, меньших температуры

перехода Оу в ферромагнитное состояние (Т(—90К) Аналогичное явление имеет место для двухслойных пленок Оу1 х(№Ре)х-№Ре

• Впервые в слое Ву|.хЫ1< в двухслойных пленках Оу 1 Х1\!1Х-М1 при комнатной температуре наблюдались меридиональный и полярный эффекты Керра, имеющие противоположный знак по сравнению с эффектом Керра в слое N1 Аналогичное явление имеет место для двухслойных пленок Оу^Ь^РеХ-ЬЬГе

• Обнаруженные особенности магнитооптических эффектов объяснены магнитным упорядочением слоя Эу1 х№х (Оу1 х(№Ре)х)в двухслойных пленках Оу[ ХК1Х-1Ч1 (Пу1 Х(№ре)х-К1ре) Такого характера ферромагнитное упорядочение наблюдается вплоть до толщины слоя Оу1 ,М1Х равной ~ 600 А при величине дгс~0 05 Впервые продемонстрирована возможность создания при комнатной температуре ферромагнитного порядка в слое Оу значительной толщины в результате одновременного действия двух факторен включения N1 в слой Оу и влияния сплошного соседнего слоя N1 Оба слоя в двухслойной структуре намагничены параллельно и характеризуются анизотропией типа легкая плоскость

• предложен механизм, объясняющий влняше № на магнитное состояние слоя Оу

Основное содержание диссертации отражено в следующих публикациях

1 И С Эдельман, А Е Худяков, В Н Заблуда В В Марков, О Б Ромашва Магнитное упорядочение Dy в двухслойных плёнках NiFe-Dy // Письма в ЖЭТФ - 1998 - Т 67 в 5 -С 322-325

2 И С Эдельман, В В Марков, В Г Кеслер, А С Паршин, А Е Худяков, Р Д Иванцов, Г В Бондаренко, И П Ронжин, С Г Овчинников, Магнитооптические эффекты и Ояс-спекгроскопия двухслойных пленок NiFe-Dy, Fe-Dy с неоднородными слоями // ФММ- 2001 -Т 91.ЖЗ - С 60-68

3 V V Markov, V G Kesler, А Е Khudyakov, IS Edelman, G V Bondarenko Magnetic circular dichroism m NiFe(Fe)-Dy Mayers J Magn Magn Mater 233(2001)248-256

4 Эдельман И С , Марков В В , Овчинников С Г, Худяков А Е , Заблуда В Н, Кеслер

В Г , Бондаренко Г В Влияние Ni на магшгтное состояние Dy в двухслойных пленках Dy, xNix-Ni // ФТТ - 2003 - Т 45 - С 1423-1429

5 С Г Овчинников, И С Эдельман, В В Марков, В А Середкин, Механизм магнитного упорядочения в двухслойных пленках Dy] rNi,-Ni // ФТТ - 2007 -Т 49,в 5 -С 854858

6 И С Эдельман В В Марков A F, Худяков Р Д Иванцов Температурная зависимость магнитного кругового дихроигма в двухслойных пленкахПМ-Dy //Тезисы докладов XVI международной школы-семинара Часть II С 408-409

7 I Edelman A Hydyakov V Zabluda 3rd International Symposium on Metallic Multilayers (MML 98) Magnetic circular dichroism in NiFe-Dy bilaers

8 I S Edelman,, A E Khudyakov, N M Zabluda, R D Ivantsov, V G Kesler Abs Moscow international symposium on magnetizm Moscow June 20-24 1999 p 156 Magndic ordering of Dy in 3d metal-Dy bilayer s

9 I Edelman, S Ovchinnikov, V Markov, V Kesler, A Parshin, A Khudyakov, V Yakovchuk Magneto-optical effects m dysprosium m bi-laycr Dy-3d metal filrre> Abstract book of EASTMAG - 2001, Ekaterinburg 2001, p 40 I

10 V V Markov, V G Kesler, A E Khudyakov1,1S Edelman", G V Bondarcnko, X-ray photoemission spectroscopy of Dy in layered structures, Abstract Book of Euro--Asian Symposium "Trends in Masgnetism", Krasnoyarsk 2004, p 228

Цитируемая литература

1 К II Белов Редкоземельные магнетики и их применение М Наука, 19S0r, 245 с

2 С А Никитин. Магнитные свойства редкоземельных металлов и сплавов М Издательство Московского Университета, 1989г, 248 с I

3 A S Chemyshov, А О Tsokol, А М Tishm.etal Magnetic and magnetocalonc properties and the magnetic phase diagram of smgle-crysta! Dysprosium// Phys Rev B-2005-v71 -p 184410-1184417 |

4 Ч Я Мулюков, Г Ф Корзникова, С А Никитин Влияние структурного состояния на температурную зависимость намагниченности диспрозия// ФТТ - 1995 - Т 37 - С 2481-2486

5 Y Ufuktepe The localization of electrons in the band structure of Dy with film thickness// J Phys Condens Matter - 1993-v 5-p 213-216 |

6 С Г Овчинников. Использование синхротронного излучения для исследования магнитных материалов// УФН - 1999г - Т 169 - №8 - С 869-887 |

7 ZSShan, D and D J Sellmyer Magnetism of rare-earth-transition-metal nanoscale multilayers// Phys Rev В 1990-p 4210433 |

8 YKamiguchi, Y Hayakawa, and H rujimon Anomalous field dependence of magnetoresistance in Fe/Gd multilayered fernmagnets//Appl Phys Lett 1989-v 55-p 1918 j

9 JCYoden, N Hosoito, К Kawaguchi et al Magnetic Properties of Fe/Dy Artificial Superstructured Films'/Japan J Appl Phys 1988-v27-p 1680 |

10 BScholz,RA Braud, andW Kenne Direct evidence for interface-induced perpend'cular spm orientation and spm reorientation in terbium-coated thin iron films// Phys Rev В 1994 - v 50 - p 25372547 J

11 Honda S , Yoshiyama M. Magneto-optical Kerr rotation and sublattce moments in RE-Co sputtered films // Japanese J Appl Phys 1988 - v 27 - № 9 - p 1687-1692 I

12 Davis. L.E, MacDonald N С , Palmberg P W, Riach G E, WeberR-E Handbook of Auger Electron Spectroscopy, 2 nd edition Physical Electronics Industries Inc , Eden Prarie, Minn 1976 |

13 T L Barr, Modem ESCA, The Principles and Practice of X-Ray Photo-electronic Spectroscopy, CRS Press, Boca Raton, FL, USA, 1994 I

14 P Poulopoulos, K. Baberschke Magnetism in thin films// J Phys Condensed Matter, 11, 495 (1999)

15 J L Erskme, G A Blake, С J Flaten Optical properties of Gd, Dy, and Tb//Opt Soc Amer 1974-v64-№10-p 1332

16 ЮВ Князев,MM Носков Оптические свойства гадолиния, самария и диспрозия i спектральном интервале 1,13-3,96э&УФММ- 1970-Т30,№1 -С214 |

17 С Carbone, R Rochov, L Braicovich et a! Electronic and magnetic coupling between rare-earth adatoms and the Ге(001) surface// Phys Rev В 1990 - v 41 - p 3866 |

18 S С Kecton TL Loucks Electronic Structure of Rare-Earth Metals I Relativistic Augmented-Plane-Wave Calculations// Phys Rev 1968-v 168-p 1249 I

19 Schneider W Molodtsov S L., M Richteretal Structure and electronic properties of ordered rare-carth (Ce,Dy>-transition-metal (Pd,Rh) surface compounds//Phys Rev В 1998-v57-p 14930

20 A.I Lichtenstein, M I Katsnelson Finite-Temperature Magnetism ofTransition Metals Дп ab initio Dynamical Mean-Field Theory// Phys Rev Lett 2001 - v 87 - p 67205

Подписано в печать 11 05 2007 Формат 60x85/16 Уел печ л 1 Тираж 70 Заказ №31

Отпечатано в пгпографии Института физики СО РАН 660036 Красноярск, Академгородок, ИФ СО РАН

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. Литературный обзор.

1.1. Магнитные свойства диспрозия.

1.2. Теоретическое описание магнитных свойств редкоземельных металлов.

1.3. Энергетическая структура и плотность электронных состояний Dy.

1.4 Влияние дефектов структуры на магнитные свойства Dy.

1.5. Интерметаллические соединения P3M-3d металл.

1.6 Топкоплёночные структуры P3M-3d металл.

1.7. Магнитооптические эффекты в Dy.

ГЛАВА. 2. Приготовление образцов. Экспериментальные методы.

Техника эксперимента.

2.1. Методика получения образцов.

2.2. Анализ распределения компонент по глубине пленочной структуры с помощью Оже электронной спектроскопии.

2.3. Анализ распределения компонент по глубине пленочной структуры с помощью вторичной ионной масс- спектрометрии.

2.4. Анализ энергетических спектров методом рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии.

2.5. Магнитный круговой дихроизм.

2.6 Меридиональный и полярный эффекты Керра (МЭК и ПЭК).

ГЛАВА 3. Распределение компонент в образцах и их химическое состояние.

3.1 Электронная Оже спектроскопия и вторичная ионная масс спектрометрия.

3.2. Рентгеновская фото электронная спектроскопия.

ГЛАВА 4. Магнитооптические и магнитные свойства пленок.

4.1. Магнитный круговой дихроизм.

4.1.1. Магнитооптические эффекты в переходных металлах.

4.1.2. МКД пленок Dy.

4.1.3. Двухслойные пленки Dy-3d металл.

4.1.4. Пленки Dy, допированные 3d металлами.

4.1.5. Двухслойные пленки Dyi.xNix-Ni.

4.1.6 Сравнение спектров однослойных пленок Dy i.xNi(NiFe)x и спектров вклада слоя Dyi.xNi(NiFe)x в двухслойных пленках.

4.2. Полярный и меридиональный эффекты Керра.

Краткие выводы из экспериментальных результатов.

4.3. Обсуждение результатов.

Актуальность работы

Диспрозий относится к материалам с высоким магнитным насыщением, востребованным в самых различных областях техники. Магнитный момент трехвалентных ионов Dy 10.65 цв- Намагниченность насыщения диспрозия в ферромагнитной фазе (Ms) существенно превышает Ms железа: при 0 К Ms(Dy) = 3000 и Ms(Fe) = 1720 Гс. Диспрозий привлекает также внимание исследователей в связи со сложной магнитной фазовой диаграммой и возможностями прикладного применения наноструктур, включающих диспрозий в сочетании с другими металлами, полупроводниками или диэлектриками. Несмотря на то, что магнитные свойства Dy представлены в классических работах и ряде монографий (например [1, 2]), постоянно предпринимаются новые исследования, приводящие к более глубокому пониманию магнетизма этого металла [3].

Высокая чувствительность параметров фазовых переходов к качеству кристалла приводит к существенным изменениям магнитных свойств диспрозия при переходе к малым частицам [4] или тонким пленкам [5]. В настоящее время физика тонкопленочных слоистых структур, включающих 3d и 4f металлы, стала одной из наиболее бурно развивающихся областей магнетизма. В таких структурах ярко проявляются эффекты сильных электронных корреляций и формируются новые свойства и эффекты, не характерные для исходных компонент структуры (например [6]). Одним из важных является вопрос о возможности изменения физических свойств 4f металла под влиянием спиновой системы 3d металла. В частности, ряд авторов наблюдали необычные магнитные эффекты в мультислоях Tb/Fe [7]и Gd/Fe [8]. В [9] наблюдалось повышение температуры перехода Dy в ферромагнитное состояние в мультислоях Dy/Fe. В ряде работ было отмечено магнитное упорядочение в тонких приграничных слоях 4f металла (толщиной 1.0-1.5 nm) под влиянием спиновой системы 3d металла (например, [10]).

Большие усилия были направлены на создание пленочных сред для магнитной записи и считывания информации на основе сплавов 3d и 4f металлов, в частности, аморфных сплавов с высокими значениями магнитооптического эффекта Керра (например, [11]). Было показано, что аморфные 3d - 4f сплавы представляют собой двух подрешеточные структуры и, подобно редкоземельным ферритам, обладают температурой компенсации намагниченности. Магнитное упорядочение при комнатной температуре наблюдалось в сплавах, содержащих не менее 40 % 3d-MeTarma. Что касается Dy, то, например, для сплава Dy-Co с 40% кобальта эффект Керра при комнатной температуре определяется только подрешеткой Со, a Dy вклада в этот эффект не дает [11].

Таким образом, исследования пленок Dy-3d металл, представленные в литературе, посвящены двум предельным случаям: (1) однородным сплавам, в основном, эквиатомных составов и (2) мультислойным пленкам с относительно резкими межслоевыми границами. Анализ результатов этих исследований позволяет ожидать появление новых физических свойств в более сложных структурах, включающих слои Dy с примесью 3d элементов, граничащие с однородным слоем соответствующего 3d металла. Именно исследованию таких структур посвящена настоящая работа. В качестве объектов исследования выбраны двухслойные пленки Ni (или NiFe), с одной стороны, и Dy, допированного соответствующими элементами, с другой стороны. При этом концентрация переходных элементов в слое Dy была существенно ниже концентрации таких элементов в сплавах 4f-3d металлов, при которой наблюдалось магнитное упорядочение 4f подрешетки при комнатной температуре. Двухслойные пленки были выбраны для того, чтобы исключить влияние на измеряемые эффекты взаимодействия между слоями 3d металла, которое обычно имеет место в сэндвичах и мультислойных структурах. Основными измеряемыми эффектами были магнитооптические эффекты, линейные по намагниченности образца -магнитный круговой дихроизм (МКД), полярный и меридиональный эффекты Керра.

Целью работы являлось исследование магнитооптических свойств пленок Dy-Ni (NiFe) и Dyi.xNi(NiFe)x-Ni(NiFe), выявление и объяснение эффектов, обусловленных влиянием примеси переходного элемента и атомного контакта со сплошным слоем переходного металла на магнитное состояние слоя диспрозия.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

• Изготовить образцы, соответствующих составов с контролируемыми толщинами и концентрациями примеси в слое диспрозия.

• Исследовать распределение компонент по глубине образцов и их химическое состояние.

• Исследовать спектральные, температурные и полевые зависимости МКД, а также полевые и спектральные зависимости эффекта Керра при комнатной температуре в синтезированных образцах. Выделить из полученных экспериментальных кривых вклады, связанные со слоем диспрозия, допированного переходными элементами. Определить спектральные, температурные и концентрационные зависимости этих вкладов.

• Установить, как влияет примесь переходных элементов на магнитное состояние Dy в однослойных пленках и в двухслойных пленках при непосредственном контакте со слоем

3d металла. В случае обнаружения такого влияния установить зависимость последнего от концентрации 3d элемента, толщины и порядка нанесения слоев.

• Предложить качественное объяснение обнаруженных закономерностей.

Научная новизна работы заключается в следующем:

• Впервые получены температурные и спектральные зависимости магнитного кругового дихроизма однородных однослойных пленок Dy, Ni, NigoFe2o.

• Обнаружено сильное влияние примеси 3d металла на температурную зависимость МКД в слоях Dyi.xNix и Dyj.x(NiFe)x в двухслойных пленках Dyi.xNix-Ni и , Dyi.x(NiFe)x-NiFe, соответственно, имеющее пороговый характер по концентрации х. При х > хс во всем исследованном температурном интервале (80-300 К) этот слой дает постоянный вклад в МКД, приблизительно равный величине МКД, наблюдаемой в однослойной пленке Dy при Т<Тс. В то же время температурная зависимость МКД однослойных пленок Dyi.xNix и Dyi.x(NiFe)x, а также слоев Dy в двухслойных пленках Dy-Ni и Dy-NiFe, при тех же значениях х соответствует температурной зависимости МКД пленок Dy без примеси 3d элементов.

• Впервые в слоях Dyi.xNix и Dyi-x(NiFe)x в двухслойных пленках DyixNix-Ni и Dyi. x(NiFe)x-NiFe при комнатной температуре наблюдались полярный и меридиональный эффекты Керра. Эффекты имеют противоположный знак и иные полевые зависимости по сравнению с эффектами Керра в слое Ni.

• Обнаруженные особенности магнитооптических эффектов объяснены магнитным упорядочением слоев Dyi.xNix и Dyi.x(NiFe)x в двухслойных пленках Dyj.xNix-Ni и Dyj. x(NiFe)x-NiFe. Такого характера ферромагнитное упорядочение наблюдается вплоть до толщины слоя Dy, допированного 3d элементами, равной ~600 А при величине хс~0.06. Таким образом, впервые продемонстрирована возможность создания ферромагнитного порядка в слое Dy значительной толщины в результате одновременного действия двух факторов: включения 3d элементов в слой Dy и влияния сплошного соседнего слоя 3d металла. При этом, оба слоя в двухслойной структуре намагничены параллельно и характеризуются анизотропией типа легкая плоскость.

Практическая значимость диссертационной работы заключается в том, что впервые предложен способ существенного повышения температуры фазового перехода Dy в ферромагнитное состояние в слоях значительной толщины (несколько десятков нанометров), открывающий возможность создания эффективных тонкопленочных постоянных магнитов.

Основные положения и результаты, выносимые на защиту

1. Результаты экспериментального исследования температурных, спектральных и полевых зависимостей МКД, а также эффекта Керра в двухслойных пленках Dyi xNix-Ni и Dyi-x(NiFe)x-NiFe в сравнении с аналогичными зависимостями МКД в двухслойных пленках Dy-Ni, Dy-NiFe, и однослойных пленках Dyi.xNix, Dyi. x(NiFe)x.

2. Объяснение обнаруженных особенностей МКД и эффекта Керра магнитным упорядочением слоя Dyi.xNix или Dyix(NiFe)x в двухслойных пленках вследствие одновременного влияния двух факторов - незначительной примеси переходного металла в слое диспрозия и контакта этого слоя со слоем переходного металла.

3. Механизм, предполагающий возникновение различия плотности состояний для электронов в слое Dy с различными направлениями спина по отношению к суммарной намагниченности слоя переходного металла.

Апробация работы

Основные результаты неоднократно докладывались на семинарах лаборатории физики магнитных явлений, были представлены на различных Международных, Российских и региональных конференциях, в том числе, на конференциях:

• Euro-Asian Symposium "Trends in Masgnetism - 2001", Ekaterinburg (2001)

• International Baikal Scientific Conference "Magnetic materials" Irkutsk (2001)

• Международный симпозиум "Фазовые превращения в твердых растворах и сплавах", Сочи (2001)

• Moscow International Symposium on Magnetism, Moscow, (2002)

• XVIII международная школа-семинар "Новые магнитные материалы микроэлектроники" Москва 2002,

• Euro-Asian Symposium "Trends in Magnetism - 2004", Krasnoyarsk (2004). •Решетневские чтения, Красноярск, сентябрь 2006г.

Личный вклад автора заключается в участии совместно с руководителем в постановке задачи, выборе объектов исследования и их изготовлении, в самостоятельном проведении магнитооптических измерений, в обработке, анализе и интерпретации результатов, включая полученные и другими экспериментальными методами, в участии в разработке модели, объясняющей обнаруженное возникновение магнитного упорядочения пленки диспрозия, допированной переходными элементами.

Публикации

По теме диссертации опубликовано 15 научных работ: 5 статей в периодических изданиях по списку ВАК, 10 работ в сборниках тезисов международных и всероссийских научных конференций и симпозиумов.

Работа выполнен при поддержке РФФИ (гранты №№ 00-02-16098, 02-02-06734), Красноярского Краевого Фонда Науки (№7F180), а также программы СО РАН Интеграция (грант №А0019).

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, списка литературы. Работа изложена на 94 страницах, включает 46 рисунка, список литературы из 86 наименований.

Заключение

• Исследованы магнитные и магнитооптические свойства двухслойных пленок 3d металл-диспрозий, допированный переходными 3d- металлами, в зависимости от природы 3d металла, толщин слоев, концентрации 3d атомов в Dy и порядка нанесения слоев.

• Обнаружено сильное влияние примеси 3d металла на температурную зависимость магнитного кругового дихроизма в слое DyixNix в двухслойных пленках Dyi.xNix-Ni, имеющее пороговый характер по концентрации х. При х > хс во всем исследованном температурном интервале (80-300 К) этот слой дает постоянный вклад в магнитный круговой дихроизм, приблизительно равный величине магнитного кругового дихроизма, наблюдаемого в однослойной пленке Dy при температурах, меньших температуры перехода Dy в ферромагнитное состояние (Тс~90К). Аналогичное явление имеет место для двухслойных пленок Dyi.x(NiFe)x-NiFe.

• Впервые в слое DyixNix в двухслойных пленках DyixNix-Ni при комнатной температуре наблюдались меридиональный и полярный эффекты Керра, имеющие противоположный знак по сравнению с эффектом Керра в слое Ni. Аналогичное явление имеет место для двухслойных пленок Dyi.x(NiFe)x-NiFe.

• Обнаруженные особенности магнитооптических эффектов объяснены магнитным упорядочением слоя Dyi.xNix (Dyi.x(NiFe)x)b двухслойных пленках Dyi.xNix-Ni (Dyj. x(NiFe)x-NiFe). Такого характера ферромагнитное упорядочение наблюдается вплоть до толщины слоя Dyi.xNix равной ~ 600 А при величине хс~0.05. Впервые продемонстрирована возможность создания при комнатной температуре ферромагнитного порядка в слое Dy значительной толщины в результате одновременного действия двух факторов: включения Ni в слой Dy и влияния сплошного соседнего слоя Ni. Оба слоя в двухслойной структуре намагничены параллельно и характеризуются анизотропией типа легкая плоскость.

• предложен механизм, объясняющий влияние Ni на магнитное состояние слоя Dy.

Благодарности

Считаю своим приятным долгом поблагодарить всех сотрудников лаборатории физики магнитных явлений Института физики им. Л.В. Киренского СО РАН за всестороннюю помощь и поддержку при выполнении этой работы. Я особо признателен моему научному руководителю, главному научному сотруднику, проф. И.С. Эдельманн, заведующему лабораторией проф. С.Г. Овчинникову, заведующему кафедрой общей физики Сибирского федерального университета проф. Г.С. Патрину.

Я благодарю А.Е. Худякова, А.С. Паршина, Г.В. Бондаренко, В.Г. Кеслера, В.А. Середкина, В.Ю. Яковчука, И.А. Турпанова, А.Д. Бадаева за помощь при выполнении отдельных этапов работы.

1. К.П. Белов. Редкоземельные магнетики и их применение, М.: Наука, 1980,239 с.

2. С.А. Никитин. Магнитные свойства редкоземельных металлов и сплавов, МИздательство Московского Университета, 1989,248 с.

3. A. S. Chemyshov, А. О. Tsokol, А. М. Tishin, К. A. Gschneidner, Jr., V. К. Pecharsky. Magnetic and magnetocaloric properties and the magnetic phase diagram of single-crystal Dysprosium.//Phys. Rev. В-2005-V.71 -P. 184410-1-184410-17.

4. Ч.Я Мулюков., Г.Ф. Корзникова, С.А Никитин. Влияние структурного состояния на температурную зависимость намагниченности диспрозия // ФТТ. 1995. - Т.37, №8. -С. 2481-2486.

5. Y Ufuktepe. The localization of electrons in the band structure of Dy with film thickness // J. Phy.: Condens. Matter 1993. - V.5. -P.213-216.

6. С.Г Овчинников. Использование синхротронного излучения для исследования магнитных материалов // УФН. 1999. - Т.169, №8. - С.869-887.

7. Н. Tsuimoto, М. Shouji, I. Sakurai. Magnetic and magneto-optic properties of amorphous TbFeCo magnetic films /7 IEEE Trans. Magn. 1983. - V. MAG-19, № 5. - P. 1757-1759.

8. R.E. Gambino,. T.R. McGuire, T.S. Plaskett, W. Reim. Composition and wavelength dependence of the Faraday rotation of amorphous gadolinium alloys // IEEE Trans. Magn. -1986 V. MAG-22, № 5. - P.1227-1229.

9. K. Yoden, N. Hosoito, K. Kawaguchi, K. Mibu, T. Shinjo. Magnetic properties of Fe/Dy artificial superstructured films // Japan J. Appl. Phys. 1988. - V 27, № 9. - P.1680-1686.

10. A. Freeman, R. Watson. Theoretical Investigation of Some Magnetic and Spectroscopic Properties of Rare-Earth Ions // Phys.Rev. 1962 -V 127 - P.2058-2070.

11. W. Koehler, E. Wollen. Paramagnetic Scattering of Neutrons by Rare Earth Oxides // Phys. Rev. 1953. - V.92 - P. 1380-1386.

12. К. Тейлор, M. Дарби. Физика редкоземельных соединений, М:Мир, 1974,220 с.

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

14. А.К.Звездин, В.М.Матвеев, А.А.Мухин, А.И.Попов. Редкоземельные ионы в магнитоупорядоченных кристаллах, М.: Наука, 1985,294 с.

15. Вонсовский С.В., Туров Е.А. //ЖЭТФ. 1953. - Т.24, в.4 - С.419-428.

16. Vonsovsky. S.V.//J.Phys.(VSSR) 1946. - V.10, N5. - Р.468-475.

17. K.Yosida, A. Watabe. Fermi Surfaces and Spin Structures in Heavy Rare-Earth Metals I I Progr. Teor. Phys. 1962 V.28.№2 - P. 361-370.

18. T. Kasuya. A Theory of Metallic Ferro- and Antiferromagnetism on Zener's Model // Progr. Teor. Phys. 1956. - V. 16, N1. - P.45-63.

19. A.C. Ермоленко, A.B. Королёв, Я.С. Шур. Монокристаллы SmCo5 с магнитной энергией 32 миллиона Гаусс Эрстед // Письма в ЖЭТФ. -1973. Т.17, в.9. - С.499-501.

20. И.Е.Дзялошинский. Теория геликоидальных структкр в антиферромагнетиках // ЖЭТФ-1964-Т.47,№ 1.-С.336-343.

21. Yu.P. Irkhin. Magnetizm in Metals and Metalic Compounds. N.Y. London: Plenum Press,1 - 1976. -P.193-201.

22. A. Makintosh. Magnetic Ordering and the Electronic Structure of Rare-Earth Metals.// Phys Rev. Letters. 1962 - V.9 - P.90-92.

23. H. Miwa. Electrical Resistivity Associated with Screw-Type Spin Arrangements // Progr. Teor. Phys. 1962 - V. 28,.№1 - P. 208-218.

24. Ю.А. Изюмов. Модулированные, или длиннопериодические, магнитные структуры кристаллов // УФН. 1984. - Т. 144, в.З - С. 439-474.

25. Ю.А. Изюмов, В.М. Лаптев, С.Б. Петров. Магнитные фазовые переходы с неизмеримыми структурами в системах со связанными параметрами порядка // ФММ -1984. -Т.58, в.З.-С. 427-435.

26. И.М. Лифшиц. Об аномалиях электронных характеристик металла в области больших давлений.// ЖЭТФ. 1960. - Т.38, в.1. - С.1569-1576.

27. Л.Д. Ландау, Е.М. Лифшиц. Статистическая физика, М.: Наука, 1964.

28. Э.А. Завадский, В.И. Вальков. Магнитные фазовые переходы, Киев: Наукова думка, 1980,195 с.

29. S. Lui. Electronic structure of Rare Earth Metals.// Handbook on the Physics and Chemistry of Rare Earth. Ed. Bu K. Gscheider, J. and L. Eyring, North Holland Company. -1978 -V.3 -P.235-332.

30. П.В. Богданов, C.K. Годовиков, М.Г. Козин, B.B. Туровцев, B.C. Шпинель. Эффективные поля на диамагнитных примесях в редкоземельных металлах // ЖЭТФ -1977.-Т.72,в.6.-С.2120-2126.

31. S.C. Keeton, T,L, Loucks. Electronic structure of rare-earth metals. I. Realistic argumented-plane-wave calculations.// Phys. Rev. 1968. - v.168, №3. - P. 672-678.

32. T.A. Матвеева, Р.Ф. Егоров. Электронная зонная структура тяжелых ферромагнитных РЗМ. II. Тербий, диспрозий // ФММ. 1981.-Т.51, №5. - С.950-954.

33. Т.А. Матвеева, Р.Ф. Егоров. Электронная зонная структура гадолиния // ФММ. 1981. - Т.51, № 4. - С.717-724.

34. P.O. Heden, Н. Lofgren, S.B.M. Hagstrom. 4f electronic states in the metals Nd, Sm, Dy, and Er studied by X-ray photoemission // Phys. Rev. Lett. 1971. - V.26, №8. - P.432-434.

35. Ю.В. Князев, T.A. Матвеева, Г.А. Болотин. Оптические свойства монокристалла диспрозия // ФММ. 1982. - Т.54, № 4. - С.710-714.

36. Y. Ufuktepe. The localization of electrons in the band structure of Dy with film thickness // J. Phys.: Condens. Matter 1993 -V.5 -P.213-216.

37. К. Тейлор. Интерметаллические соединения редкоземельных металлов, М:Мир, 1974, 222 с.

38. A. Szytula, A. Jezierski, В. Репс. Electronic structure and magnetism of rare-earth intermetallic compounds.// Physica B. 2003. - V.327. - P.171-176.

39. H. Konishi, T. Nishikiori, T. Nohira, Y. Ito. Thermodynamic properties of Dy Ni intermetallic compounds.// Electrochimica Acta 2003. - V.48. - P.1403-1408.

40. B. Scholz, R.A.Braun and W.Kenne. Direct evidence for interface-induced perpendicular spin orientation and spin reorientation in terbium-coated thin iron films.// Phys. Rev. B. -1994. V.50. - P.2537-2547.

41. C. Carbone, R. Roshow, L.Braicovic, R. Jungelout, T. Kachhel, D. Tillman, E. Kiscer. Electronic and magnetic coupling between rare-earth adatoms and Fe(100) surfaces.// Phys.Rev.B. 1990. - V.41, N6. - P.3866-3869.

42. E. Vescoto, R. Roshow, T. Kachul, C. Carbone. Layer-dependent photoemission study of magnetically ordered Sm monolayers on Fe(100).// Phys.Rev.B 1992. - V. 46. - P.4788-4794.

43. Z.S. Shan, J.X. Shen, Roger D. Kirby, Sy Hwang Liou, University David J. Sellmyer, Magnetism of rare-earth-transition-metal nanoscale multilayers. I. Experiments on Dy/Co, Dy/Fe, and Tb/Fe // Phys. Rev.B 1990 - V. 42 - P. 10433-10445

44. B. Scholz, R.A. Braud, and W. Kenne. Direct evidence for interface-induced perpendicular spin orientation and spin reorientation in terbium-coated thin iron films.// Phys. Rev. B. -1994. V 50, № 4. P.2537-2547.

45. E. Thomas Tiwald, A. Jonh, J Woollam and D. J. Sellmyer. Ellipsometric and magneto-optic properties of sputtered dysprosium-iron muktylaers.// Appl. Phys. 1988. V.63, N8. -P.3215-3217.

46. Z.S. Shan, S. Nafis, K.D. Aylesworth, D. J. Sellmyer, Magnetic properties, anisotropy, and microstructures of sputtered rare-earth iron multilayers // Appl. Phys. 1988. - V.63, N8. -P.3218-3220.

47. J. Tappert, W. Keune, and R.A. Brand et. al. Magnetism and structure of Dy/Fe multilaers studied by Fe57 and Dy161 mossbauer spectroscopy.// J. Appl. Phys. 1996. - V.80. -P.4503-4511.

48. G. Krill. Magnetic stadies at LURE.// Synchrotron radiation news. 1997. V.10. - P.26-33.

49. J.L. Erskine, E.A. Stern. Magneto-optic Kerr effects in Gadolinium // Phys. Rev. В 1973 -V.8, №3 -P.1239-1255

50. E.A. Stern, J.L. Erskine. Magnetic structure as determined by the magneto-optic Ken-effect.// Труды Международной Конференции по магнетизму МКМ-73, М:Наука, 1974. С. 308-312.

51. J.L. Erskine, G.A. Blake, C.J. Flaten. Optical properties of Gd, Dy and Tb.//J. Opt. Soc. Amer. 1974. - V.64, № 10.-P.1332-1336.

52. Ю.В. Князев, M.M. Носков. Оптические свойства гадолиния, самария и диспрозия в спектральном интервале 1.13-3.96 эВ.// ФММ. 1970. - Т.30, №1. - С. 214-217.

53. Ю.В. Князев, Г.А. Болотин. Влияние обменного расщепления на оптические свойства монокристаллов гадолиния и диспрозия.// ФММ. 1984. - Т.58, № 6. С. 1122-1125.

54. Yu.V. Knyazev, L.M. Sandratskii. Effect of exchange splitting on the low-energy optical absorption in heavy rare-earth metals.// J. Phys.: Condens. Matter. -1991. V.3 P.9667-9674.

55. Ю.В. Князев, Ю.И. Кузьмин. Влияние температуры на спектр оптического поглощения монокристалла диспрозия.// ФММ. 1999. - Т.88, № 2. - С.81-84.

56. Е.Г. Елисеева, В.П. Кононов, В.М. Попел, В.Е. Тепляков, А.Е. Худяков. Модернизация установки молекулярно-лучевой эпитаксии "Ангара"для получения пленок и структур магнитных материалов.// Приборы и техника эксперимента. 1997, №2.-С. 141-143.

57. Зандерна А.В. Методы анализа поверхностей Москва, "Мир",1979.

58. Бриггс Д., Сих М.П. Анализ поверхности методами Оже и рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии Москва,"Мир",1987.

59. Заблуда Владимир Николаевич. Оптимизация способов регистрации поляризационных эффектов при спектрополяриметрических исследованиях: Кандидатская диссертация 01.04.01. Красноярск, 1999. - 123 с.

60. L.E. Davis, N.C. MacDonald, P.W. Palmberg, G.E. Riach, R.E. Weber. Handbook of Auger Electron Spectroscopy, 2 nd edition. Physical Electronics Industries Inc., Eden Prarie, Minn. 1976.315 р.

61. Т. Honma, Y. Benino, Т. Fujiwara, Т. Komatsu. Electronic polarizability, optical basicity, and interaction parameter of La203 and related glasses.// J. Appl. Phys. 2002 - V.91, N5. P.2942-2950.

62. T.L. Barr, Modern ESCA, The Principles and Practice of X-Ray Photo-electronic Spectroscopy, CRS Press, Boca Raton, FL, USA, 1994 189 p.

63. K.H.G. Buschow, P.G. van Engen, R. Jongebreur. Magneto-optical properties of metallic ferromagnetic materials.// J. Magn. Magn. Mater. 1983 - V.38 - P. 1-22;

64. P.G. van Engen, K.H.G. Buschov, M. Erman. Magneto-optical properties of ferromagnetic metals // J. Magn. Magn. Mater. 1980 - V.30 P. 374 - 380

65. Г.С. Кринчик, В.Г. Артемьев. Магритооптические свойства Ni, Со и Fe в ультрафиолетовой, видимой и инфракрасной областях спектра// ЖЭТФ -1967 Т.53 в.6, С.1900-1912.

66. G.S. Krinchik, V.A. Artem'ev. Magneto-optic properties of Nickel, Iron, and Cobalt.// J. Appl. Phys. 1968. - V.39. - P.1276-1278.

67. J.L Erskine, E. A. Stern, Calculation of the M23 magneto-optical absorption spectrum of ferromagnetic nicel // Phys Rev В 1975 - V.89, P. 5016-5024

68. P.E. Ferguson, R.J. Romagnoli. Transverse Kerr magneto-optic effect and optical properties of transition-rare earth alloys.// J. Appl. Phys. 1969. - V.40, N 3 P.1236-1238.

69. P.M. Oppeneer, T. Maurer, J. Sticht, J. Kubler. Ab initio calculated magneto-optical Kerr effect of ferromagnetic metals: Fe and Ni.// Phys.Rev. В 1992. - V.45 - P. 10924-10933.

70. P. Poulopoulos, K. Baberschke. Magnetism in thin films // J. Phys.: Condensed Matter-1999-V.ll, P. 9495-9515

71. Dumensil K., Dufour C., Mangin Ph., Marchal G., Hennion M. Magnetic structure of dysprosium in epitaxial Dy films and in Dy/Er superlattices. // Phys.Rev. B. 1996. - V. 54. №.9-P. 6407-6420.

72. W. Schneider S.L.Molodtsov, M. Richter, Th. Grantz, P. Engelmann, C. Laubschat. Structure and electronic properties of ordered rare-earth (Ce, Dy)-transition metal(Pd, Rh).// Phys. Rev. B. 1998. - V.57, N23. - P.14930-14936

73. A.I. Lichtenstein, M.I. Katsnelson. Finite-Temperature Magnetism of Transition Metals: An ab initio Dynamical Mean-Field Theory.// Phys. Rev. Lett. 2001. - V87. - P.67205-67209.

74. И.С.Эдельман, B.B. Марков, А.Е.Худяков, В.Н.Заблуда О.Б.Романова Магнитное упорядочение Dy в двухслойных плёнках NiFe-Dy // Письма в ЖЭТФ 1998г - Т. 67 в.5 -С. 322-325

75. Эдельман И.С., Марков B.B., Овчинников С.Г., Худяков А.Е., Заблуда В.Н., Кеслер

76. И.С.Эдельман, В.В.Марков, В.Г.Кеслер, А.Е.Худяков, Р.Д.Иванцов. Магнитооптика двухслойных пленок NiFe(Fe)-Dy. Abstracts of International Baikal scientific conference "Magnetic materials" Irkutsk 2001 - P.68.

77. В.В.Марков, В.Н.Заблуда, А.Е.Худяков, Р.Д.Иванцов. Магнитный фазовый переход в Dy в двухслойных пленках ПМ-Dy. В: "Фазовые превращения в твердых растворах и сплавах", Тезисы OMA-II, Второго Международного симпозиума - Сочи 20011. C. 194.

78. Edelman, V. Zabluda, A. Khudjakov, V.Markov, S. Ovchinnikov, G. Bondarenko.

79. Concentration dependence of the magnetic circular dichroism in the alloy films NixDy(l-x) and Bi-layers NixDy(l-x)/Ni. Moscow International Symposium on Magnetism, 2002 -Moscow, Russia, - 20-24 June - P. 73.

80. V.V.Markov, V.G.Kesler, A.E.Khudyakov1, I.S.Edelman1, G.V.Bondarenko, X-ray photoemission spectroscopy of Dy in layered structures, Abstract Book of Euro-Asian Symposium "Trends in Masgnetism" Krasnoyarsk 2004 - P. 228.

81. С.Г. Овчинников, B.B. Марков, И.С. Эдельман, B.A. Середкин, Механизм магнитного упорядочения в двухслойных пленках Dy(i.X)Nix-Ni, Тезисы конференции Решетневские чтения, Красноярск, - сентябрь 2006г.