Магнитооптические свойства материалов с колоссальным и гигантским магнитосопротивлением тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.11 ВАК РФ

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ имени М. В. Ломоносова

Физический факультет

На правах рукописи

Виноградов Алексей Николаевич

МАГНИТООПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МАТЕРИАЛОВ С КОЛОССАЛЬНЫМ И ГИГАНТСКИМ МАГНИТОСОПРОТИВЛЕНИЕМ

Специальность 01.04.11 - физика магнитных явлений

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Москва - 2005

Работа выполнена на кафедре магнетизма физического факультета Московского государственного университета им М В Ломоносова

Научные руководители доктор физико-математических наук,

профессор Е А Ганшина

Официальные оппоненты доктор физико-математических наук,

профессор Л И Королева

кандидат физико-математических наук, ст н с К И Кугель

Ведущая организация Институт физики металлов УрО РАН

Защита состоится «19» мая 2005 года в 16-30 часов на заседании Диссертационного Совета К 501 001 02 физического факультета Московскою государственного университета им МВ Ломоносова по адресу 119992, ГСП, Москва, Воробьевы Горы, МГУ, физический факультет, аудитория ЮФА

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке физического факультета МГУ

Автореферат разослан «_19_» апреля 2005 года Ученый секретарь Совета

кандидат физико-математических наук, И А Никанорова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы.

В последнее время наблюдается всплеск интереса к изучению материалов, обладающих эффектами колоссального или гигантского магнитосопротивления, связанный с заманчивой перспективой их использования для прикладных задач.

Одними из наиболее широко известных соединений, проявляющих эффект колоссального магнитосопротивления (КМС), являются оксиды на основе марганца (манганиты). Значительный интерес исследователей к манганитам, породивший целый поток статей, посвященных этим материалам, связан не только с многообещающими возможностями их применения, а также с очень интересной физикой процессов, имеющих место в этих соединениях. Манганиты характеризуются сильным взаимодействием электронных, кристаллических и спиновых степеней свободы В результате мы сталкиваемся с изобилием явлений, представляющих интерес для фундаментальной физики конденсированною состояния [1,2]. В них наблюдаются переход металл-диэлектрик, орбитальное и зарядовое упорядочения, двойной обмен, различного типа поляроны и т.д. Особый интерес представляет возможность фазового разделения в виде ферромагнитных (ФМ) капель в антиферромагнитной (АФМ) матрице или даже в виде регулярной структуры орбигально-упорядоченных областей (страйпов) [2,3].

К сожалению, теория на современном уровне развития терпит крах при описании некоторых интересных явлений в этих соединениях. Попытки расчета электронной структуры, которая могла бы пролить свет на происходящее, демонстрируют необычайную сложность этого процесса даже в случае незамещенного манганита лантана стехиометричного состава. Изучение только магнитных и электрических свойств, на которых до недавнего времени была сконцентрирована значительная часть внимания исследователей, естественно, не может раскрыть всю полноту происходящего в столь неоднородных сильно коррелированных системах. В этой связи особую ценность приобретают экспериментальные результаты, полученные локальными или квазилокальными методами, к которым относятся и магнитооптические (МО) исследования, способные предоставить целый ряд экспериментальных данных как о магнитной, так и об электронной структуре изучаемых систем. Так МО исследования дают возможность изучить пространственное распределение и эволюцию магнитного порядка при изменении температуры и величины прикладываемого магнитного поля. Кроме того, МО методы чувствительны к микроструктуре (дефектам, кристаллографическим и магнитным доменам, гранулам) исследуемых систем.

Таким образом, МО исследования допированных манганитов являются, несомненно, актуальными Однако и «классические» гранулированные сплавы не собираются сдавать своих позиций, также представляя «парад эффектов» (гигантское Maгнитосопротивление (ГМС), туннельное магнитосопротивление (ТМС) и гигантский Холл эффект) [4 5], открывающих широкие просторы как для экспериментальных, так и теоретических исследований Изучение МО свойств гранулированных сплавов ведется в связи с возможностью их использования в качестве магнитоактивной среды для устройств перпендикулярной магнитной записи, в бесконтактных МО датчиках магнитного поля и температуры Недавно предложено использовать гранулированные сплавы и в качестве МО элемента в матитофотонных кристаллах Для всех этих приложений важной задачей является поиск оптимальных составов с усиленным МО откликом

Известно, что электрические, магнитные и оптические свойства гранулированных структур зависят от концентрации ферромагнитной фазы и радикально изменяются при переходе нанокомпозита через порог перколяции Кроме того, они проявляют существенную зависимое от от микроструктуры (формы и размера гранул) нанокомпозитного сплава [6,7] В этой связи МО методы исследования способны предоставить полезную информацию о тополо1ии изучаемых систем, так как они демонстрируют значительную чувствительность ко всем перечисленным параметрам

Подводя итог сказанному, можно утверждагь, что [ранулированные сплавы заслуживают самою пристального внимания исследователей При изучении подобных неоднородных систем особую значимость приобретают квазилокальные методы, в частности оптические и магнитоотическис Однако, несмотря на значительное количество работ посвященных исследованию МО свойств нанокомпозитов, до настоящего момента не бьпо выполнено комп комплексного исследования таких систем, позволяющею построить эффективный тензор диэлектрической проницаемости (ТДП), анализ которою может дать более полную информацию о наблюдаемых явлениях

Цель работы.

Основной задачей настоящей работы являлось комплексное экспериментальное исследование МО свойств соединений с колоссальным и гигантским магнигосопротивлением (MC) манганитов лантана с различным типом и величиной замещения и ряда нанокомпозитов типа "аморфный ФМ металл - диэлектрик", «ФМ металл - АФМ изолятор», «ФМ металл - нотупроводник (ПП)», с целью получения данных об особенностях электронной структуры этих соединений, и их эволюции при изменении как внешних условий, так и внутренних параметров

Конкретные задачи данной работы состояли в следующем-

1 Получить дисперсионные зависимости диагональных и недиагональных компонент тензора диэлектрической проницаемости в широких спектральном и температурном диапазонах для выяснения природы магнитооптической активности в допированных манганитах

2 Получить экспериментальные данные об особенностях электронной структуры манганитов и установить их связь с такими параметрами как тип замещающего элемента, его валентность и концентрация Проследить тенденции изменения электронной структуры допированных манганитов с температурой

3 Провести исследования МО свойств нанокомпозитов различпого типа "аморфный ФМ металл диэлектрик", «ФМ металл - АФМ изолятор», «ФМ металл -ПП»

4 Изучить зависимость МО свойств нанокомпозитов ' аморфный ФМ металл -диэлектрик от концентрации металлической фазы Исследовать влияние параметров микроструктуры нанокомпозитов на МО отклик

5 Провести сравнение полученных экспериментальных данных с теоретическими расчетами, выполненными в рамках приближения эффективной среды

Научная новизна.

Впервые проведено комплексное исследование оптических и МО свойств манганитов лантана с различным типом и величиной замещения позволившее получить компоненты тензора диэлектрической проницаемости для исследуемых составов в широком диапазоне температур Установлено, что в области низких температур вид тензора ТДП для монокрисгаллических образцов !а х5гхМп03 не зависит от концентрации замещающего иона

В спектрах недиагональных компонент в окрестности

выделен дополнительный парамагнитный переход Полученные результаты интерпретируются в рамках «нетрадиционной модели» электронной структуры при предположении о локализации допируемых дырок на кислороде

Для некоторых составов обнаружено существование широкого температурного гистерезиса в оласти магнитного фазового перехода свидетельствующего о наличие магнитной и зарядовой неоднородности в районе Тс Вероятность появления данного гистерезиса выше для составов с меньшей долей металлической фазы

При изучении МО спектров нанокомпозитов типа «аморфный ФМ металл -диэлектрик», а также «ФМ металл - ПП», обнаружено значительное усиление МО отклика в ИК диапазоне и показано, что в нанокомозитах разного типа к подобному усилению приводят разные механизмы

Научная и практическая ценность.

1 Полученные результаты и их анализ позволяют систематизировать и расширить предедставления об особенностях поведения МО свойств материалов с колоссальным и гигантским MC

2 На основе представленных экспериментальных данных могут быть сделаны предположения об электронной структуре рассматриваемых в работе материалов, используемые в дальнейшем для теоретическою описания их свойств

3 Резонансное усиление МО эффектов в некоторых типах нанокомпозитов может найти применение для создания оптоэлекгронных устройств

Достоверность.

Достоверность полученных результатов обеспечивается обоснованностью используемых в работе экспериментальных методов изучения МО свойств манганитов и нанокомпозитов, а также корреляцией результатов, полученных на разных образцах

Апробация работы.

Основные результаты диссертационной работы докладывались на 17 российских и международных конференциях По материалам диссертации опубликовано 13 работ, полный список которых приводится в конце автореферата

Структура диссертации.

Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения и списка используемой литературы Полный объем диссертации - 115 страниц машинописного текста, включая 28 рисунков и библиографию из 88 наименований

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении обоснована актуальность темы, сформулирована цель работы и изложены основные положения, выносимые на защиту

В первой главе дан обзор экспериментальных и теоретических работ, посвященных основным свойствам манганитов кристаллическим, магнитным, оптическим и магнитооптическим свойствам, электронной структуре, фазовому разделению и перколяционным явлениям

Во второй главе дается определение экваториального эффекта Керра (ЭЭК) и приводятся формулы, связывающие величину эффекта 5 с компонентами ТДП

где угол падения света, и

действительная и мнимая части диагональной и недиагональной компонент ТДП [8] При этом = пг — к1, сг = 2пк , где - п и к коэффициенты преломления и поглощения соответственно В случае гироэлектрической среды намагниченной вдоль оси z ГДП является антисимметричным тензором второго порядка и имеет вид

Его диагональная компонента описывает оптические свойства среды, в то время как недиагопальная компонента ответственна за магнитооптическую активность Таким образом, показана возможность на основе экспериментально полученных оптических и МО данных, рассчитать компоненты тензора, спектры которых могут предоставить информацию об электронных переходах, определяющих МО активность исследуемых образцов Далее указываются основные типы переходов, выделяемых при рассмотрении спектров недиагональной компоненты ТДП диэлектриков димагнитный и парамагнитный

В этой же главе приведено описание метода регистрации сигнала и экспериментальной установки для исследования МО свойств, а также изложен алгоритм проведения эксперимента

Третья глава посвящена изучению различных систем манганитов Глава состоит из трех параграфов

В первом параграфе описаны методы синтеза изучаемых образцов манганитов и приведены данные по их аттестации, а также результаты исследования магнитных,

оптических и транспортных свойств Данные об исслелованных образцах манганитов представлены в таблице 1

Тип образца Состав Ион замещения

чонокрисшллический Ьао7Ваоо5Сао2^МпО-|5 Са*

Ьа] ^ъМпОз

ппеночный Ьао б?Сао ?3Мп03 Са2'

Ьа1 ,А&МпОз А8

керамическим Ьа| *№,МпСЬ N3"

Таблица 1 Составы иследовачных образцов манганитов

Во втором параграфе содержатся результат исследования спектральных, температурных и полевых зависимостей ЭЭК манганитов раз тачного состава

Вид спектра ЭЭК, полученный для пленки состава /а0 67Са01,М«О, (рис 1а), находится в хорошем согласии с экспериментально наблюдаемыми ранее спектрами ЭЭК допированных манганитов [9,10]

Темпсрагура фазового перехода в магнитоупорядоченное состояние определенная по появлению МО эффекта при уменьшении температуры (рис 16), составила 289 К, что являстся несколько больше значения определенного из измерения намагниченности, которое составило 276К Данные по исследованию поведения магнитной восприимчивости также показывают близкое

значение Тс, равное 273К В ходе температурных исследований наблюдалось существенное различие в поведении зависимостей ЭЭК(7), измеренных при разных энергиях падающего света, соответствующих энергиям спектральных пиков Причина подобного поведения вероятнее всего связана с различной природой оптических переходов, ответственных за МО активность в данном классе соединений, обуславливающих ту или иную особенность

ЕЛ

ТК

Рис 1 Спектральные (а) и

температурные (б) зависимости ЭЭКдля образца

I "ъЬ1Са<,пМп0г

в спектрах МО эффектов, и, как следствие, их различную зависимость от температуры или намагниченности

В связи с тем, что наибольший интерес для выяснения природы наблюдаемых в манганитах явлений с точки зрения фундаментальной науки представляют монокристаллические образцы, был проведен аналогичный комплекс исследований на образцах монокристалла состава Ьаа1Саог^а„тМпОъ (рис 2)

50 100 150 200 250 1 2 3 4

ТК Е эВ

Рис 2 Спектральные и температурные зависимости ЭЭК для образцов монокристалла 1ма1Са11^ВаатМпОу как до (а, 6, г), так и посче отжига (в, д)

Обнаружено, что МО эффект, наблюдаемый на двух вырезанных из разных частей монокристалла а затем механически отполированных для

получения оптически зеркальной поверхности образцах, демонстрирует совершенно иное поведение при изменении температуры по сравнению с температурными зависимостями ЭЭК для пленки Ьааб1СааггМпОг Прежде всего, это заключается в появлении довольно широкого гистерезиса, наблюдаемого при измерениях в режиме «охлаждение-нагрев» Вид спектральной зависимости для полированного образца также носит уникальный характер

Измерения, проведенные после восстанавливающего отжига в воздушной атмосфере, показали, что данная процедура способствует подавлению гистерезисного

поведения и увеличивает амплитуду эффекта Спектры отожженных образцов при этом принимают характерный вид аналогичный наблюдаемому для пленки La^^Ca^^MnO^

Исследования спектральных зависимостей ЭЭК при приложении магнитного поля вдоль направлений [100] и [110] не выявили анизотропии в их поведении

При изучении температурных зависимостей ЭЭК серии монокристаллических образцов состава La{ xSrxMnO} установлено, что характер поведения ЭЭК(7) зависит как от уровня допирования, так и от условий обработки оптической поверхности (рис 3) Наибольшее влияние восстанавливающего отжига на поведение кривых ЭЭК(Т) наблюдалось для образца являющегося изолятором во всем диапазоне температур (рис За) Температурные

зависимости ЭЭК, полученные при энергии падающею снега для неотожженного

образца а также для образца,

отожженного на воздухе, имеют вид не характерный для ферромагнетиков,

обнаруживая «отрицательный» экстремум вблизи температуры магнитного упорядочения Огожженный в аргоне образец подобной аномалии не проявлял

Также для образца с наблюдался значительныи температурный гистерезис

эффекта в режиме «охлаждение нагрев» ширина которого достигала 20К Отжиг на воздухе не влиял на величину гистерезиса однако способствовал существенному усилению эффекта, а также смещению Тс* в область больших температур Отжиг в атмосфере аргона полностыо подавляет указанную особенность, не изменяя при этом Для образцов ск~02их = 0 25 (рис Зб,в) температурный гистерезис в районе Тс* практически отсутствовал Однако температурные зависимости для демонстрировали гистерезис в районе 110K связанный со структурным переходом Рпта R3c

Показано, что поведение спектральных зависимостей для системы при низких температурах определяется теми же закономерностями, что и для систем допированных кальцием

Рис 3 Температурные зависимости образцов монокристалла

La, ISrxMnO¡ ex - 015 (а) их*

Сопоставление спектральных

зависимостей образцов системы /а, ^г^МпО,, полученных при различных температурах (рис 4), позволило установить, что изменение знака температурной кривой для х ~ 0 15, скорее всего, обусловлено значительным сдвигом спектрального пика при понижении температуры Указанному воздействию подвержен только пик, проявляемый в спектрах при Е ~ 3 эВ, причем зависимость энергии спектрального пика от температуры наблюдается только в окрестности Тс* Для других спектральных особенностей сдвига по температуре не наблюдалось Структурный переход Рпта-ЛЗс, происходящий при Т~ 110К

для не приводил ни к заметному

О 20 (б) почученныв при различных изменению вида спектров ЭЭК, ни к смещению температурах спектральных особенностей Следовательно,

наблюдаемые закономерности связаны не с изменением параметров кристаллической решетки, а обусловлены некоторыми иными механизмами

Известно, что замещение атомов лантана одновалентными ионами № или Ag приводит к увеличению и улучшению транспортных свойств манганитов по сравнению со случаем двухвалентного замещения [11] Поэтому были проведены также исследования систем Согласно полученным данным для всех

представленных образцов находится выше комнатной температуры и составляет 309 и 325 К в случае ¿а, ^а^ А/и03 с х = 02 и 03 соответственно, и 315 К для Lal>gAgxMnO-, Температурные зависимости не проявляли гистерезисного характера и имели вид, характерный для ФМ

Показано, что спектральные зависимости ЭЭК для этих образцов подчиняются тем же закономерностям, что и спектры рассмотренных выше систем При понижении температуры в случае также обнаружен сдвиг высокоэнергетического

пика в область больших энергий (рис 5а) Исследование полевых зависимостей ЭЭК показало для этого образца рекордно низкое из всех рассмотренных систем значение поля насыщения

ЭЭК*103

Рис 4 Спектральные зависимости образцов монокристалла

¿а. ЖМпО, с х - 0 15 (а) и х =

Дополнительные исследования серии пленочных образцов состава Ьа^^А^^пО^ с различными концентрациями замещения л ( 0 1, 0 15, 0 25 и 0 3) показали, что для всех X Тс находится выше комнатной температуры и составляет 325, 323, 308 и ЗО5К, т е увеличение более 0 1 приводит к постепенному уменьшению Тс Анализируя температурный ход ЭЭК (рис 56), можно заметить, что величина эффекта для х - 0 1 и 0 15 достигает насыщения по температуре при Т ~ 200 и 150К соответственно Для.г ~ 0 25 величина эффекта перестает зависеть от Т только при Т~ 70К, в то время как для температурная кривая не

выходит на насыщение во всем исследуемом

кривые для обращав системы интервале температур Если же проследить Ьа ¡Ag МпО, с разлинной влияние температуры на спектры некоторого концентрацией Ag (б) образца с выделенным значением х, то при

любой концентрации увеличение температуры от 80 до 300К приводит к сглаживанию спектральных особенностей и их смещению в область меньших энергий

В третьем параграфе проводится обсуждение представленных экспериментальных результатов

При систематизации всех полученные экспериментальных данных обращает на себя внимание гот факт, что основные закономерности поведения МО спектров выполняются для всех систем допированных манганитов Вид спектров при низкой температуре не зависит от допирующего элемента и не изменяется при замене иона на также как и на Ag+ или Ка+ На основе этою экспериментального факта был сделан вывод, что за МО активность манганитов ответственны переходы в октаэдрических комплексах марганца (МпОб) и/или переходы в ионах Мп

Чтобы пролить свет на природу переходов, определяющих поведение оптических и МО спектров, были рассчитаны компоненты ТДП для системы Ьа, (рис 6) и

образца Вид представленных спектров не зависел от легирующего

элемента, то есть практически не менялся при замене что еще раз

Рис 5 Спектральные зависимости

для <а> "

нормированные температурные

свидетельс гвует в пользу того, что за МО активность в манганитах ответственны именно ионы марганца Кроме того, поведение спектров системы La, ^Sr^MnO, с различной концентрацией замещения не зависело от х во всем изучаемом интервале.

Анализ полученных спектральных зависимостей в случае позволит выделить сильный «диамагнитный» переход при энергии Е - 3.5 эВ, частота которого не зависит от х. Указанный переход наблюдается и в случае ¿а0,Са0 25Ва0 05Л/иО, (при Е = 3.4 эВ), а также для других систем манганитов (LaMnO^ и La, лСагМпО}) [9] и был интерпретирован ранее как разрешенный электро-диполный переход с переносом заряда (СТ) в марганцевых октакомплексах (Mn^Os)9' [10]. Этот

Рис 6 Спектры недиагональной переход всегда проявляет себя в

компоненты ТДП (полные значки

действительная часть, пустые - мнимая) соединениях, содержащих ионы и для образцов системы La,_xSrtMnO, с отсутствует в спектрах ТДП пирохлоров, различной концентрацией замещения х слдержащих только комплексы полученные при разных температурах и их

разложение на компоненты (в) (Мп Об) [ 10] При изучении

магнитооптических свойств пирохлоров, были выделены два перехода при энергии 2 6 и 3 1 эВ , которые были отнесены к d-d переходам в ионах Мп4+ - 4Аг8- ^g и 4Аг6- 4Tig, соответственно Переходы с переносом заряда в октаэдрических комплексах (Mn4+Os)g начинаются при энергии больше 3 7 эВ. Частота первого такою перехода была определена экспериментально при изучении магнитооптических свойств висмут и свинец содержащих марганцевых перовскитов [10] и составляла 4 ЗэВ Таким образом, появление ионов Мп4+ или изменение соотношения Mn3+/Mn4"r должно приводить к смещению спектральных особенностей ЭЭК и ТДП или к изменению вида спектров. Таким образом, независимость вида спектров ЭЭК и недиагональных компонент ТДП от х может свидетельствовать в пользу неизменности валентности марганца в манганитах в данном диапазоне двухвалентного замещения. То есть инжектированные при допировании дырки при х < 0 25 локализуются не на ионах марганца, а, вероятнее всего, на ионах кислорода.

Аналогичные расчеты недиагональной компоненты ТДП системы ¿а, ^г^МпО^, выполненные для случая высоких температур (Т ~ 7с) показали, что повышение температуры значительным образом изменяет вид спектральных зависимостей Мы выдвинули гипотезу, что поведение спектров при высоких температурах определяется суперпозицией двух переходов, относительный вклад каждого из которых зависит от температуры Из проведенного анализа следует, что поведение дополнительного вклада определяется «парамагнитным» переходом с энергией Е — 3 2 эВ Волновая функция основного состояния при этом может быть записана как суперпозиция конфигураций, где обозначает дырку в 2р состоянии кислорода То есть в замещенных манганитах в результате допирования наряду с комплексами (Мп3+0<;)9 появляются комплексы , содержащие локализованную на кислороде дырку, и вносящие

существенный вклад в МО активность По мере понижения температуры происходит делокализация дырочных носителей и их более равномерное распределение по объему, в результате чего вклад переходов в комплексе постепенно уменьшается Этот

вывод находится в хорошем согласии с экспериментальными данными, полученными при исследовании Mn3s обменного расщепления [Ш и спектров рентгеновского рассеяния [13] Образование комлексов (Мп3+0<)8" наряду с основными комплексами (Мп3+Об)' рассматривается в рамках "нетрадиционной модели" электронной структуры манганитов при предположении о локализации допированных дырок на кислороде[ 14].

Исходя из предположения, что изменение температуры влияет на соотношение становится возможным объяснить различный ход температурных кривых ЭЭК, полученных для разных энергий, а также наблюдаемый сдвиг спектров при изменении температуры

Существование широкого температурного гистерезиса, наблюдаемого для некоторых образцов, может быть объяснено зарождением ФМ кластеров еще в парамагнитной области, дающих вклад в МО отклик. Как полагается, количество и размер кластеров зависят от предыстории образца, что и приводит к появлению температурного гистерезиса в области Тс

Проведенный расчет компонент ТДП для показал, что и в этом

случае спектры недиагональной компоненты имеют такой же вид, как и для двухвалентного замещения Основным отличием в поведении спектров ТДП

для системы является сдвиг частоты «диамагнитного»

перехода при изменении концентрации х Подобное поведение может свидетельствовать об изменении соотношения магнитоактивных ионов вызванного высокой

концентрацией допированных дырок, так как в случае одновалентного замещения эффективная концентрация дырок вдвое больше по сравнению с двухвалентным замещением. То есть при х = 0.2 и более, происходит локализация допированной дырки на ионах марганца, что приводит к появлению ионов Мп4+ и соответствующих им октаэдрических комплексов (Мп^Об)8". Сделанные выводы подтверждаются и результатами, полученными для системы LauAg:¡MnOг с различным уровнем замещения х.

В заключение к данной главе сформулированы основные выводы по исследованию МО свойств манганитов

В четвертой главе представлены результаты исследования нанокомпозитных систем различного типа.

В первом параграфе данной главы приводится обзор основных свойств нанокомпозитных материалов. Дано описание некоторых теоретических моделей, применяемых для описания свойств подобных систем с указанием расчетных формул

Во втором параграфе описаны методы синтеза изучаемых нанокомпозитных образцов и приведены данные по их агтестации.

Третий параграф посвящен результатам МО исследований нанокомпозитных материалов различною типа

Системы «аморфный ФМ металл-диэлектрик»

Первыми в данной главе рассматриваются системы (Со^Ре!9В2,1)1:(5102)т х и (СоА5Рел52г10)х(8Ю2)т_х, относящиеся к типу «ФМ металл-диэлектрик», спектральные зависимости ЭЭК для которых представлены на рис.7 Для обеих систем форма спектра ЭЭК гранулированных образцов существенно отличатся от формы спектра ЭЭК однородного материала. Кроме того, в ближней ИК области спектра величина эффекта для образца, находящегося вблизи порога перколяции, в несколько раз превосходит величину ЭЭК для чистого ФМ металла. Таким образом, в гранулированной системе, находящейся вблизи порога перколяции наблюдалось заметное усиление ЭЭК в ближней ИК области. Это усиление имеет место, несмотря на более чем в 2 раза меньшее содержание ФМ составляющей.

Исследования петель гистерезиса, выполненные МО методом для образцов с малым содержанием ФМ компоненты в различных направлениях, показали, что они находятся в суперпарамагнитном состоянии. В области концентраций близких к порогу перколяции (Хпцр) происходит существенное изменение магнитных свойств исследуемой системы. Для образца системы

обнаружено

анизотропное ФМ поведение полевых зависимостей. При дальнейшем увеличении х наблюдается рост Нс и однако матнитная Рис 1 Спектральные зависимости анизотропия системы уменьшается. Таким

образом,

на основе анализа полевых

ЭЭК дм нанокомпозитое (Со«1^зА)х(Л02)|о<>, (а) и спектры образца системы зависимостей был сделан вывод, что при малых

оо х с X - концентрациях % металлическая фаза сосредоточенна в изолированных гранулах небольшого размера, а система находится в суперпарамагнитном состоянии По мере увеличения х происходит рост металлических гранул вдоль определенного направления, находящегося в плоскости пленки, с последующим образованием анизотропной ФМ фазы. Причем значение х, при котором наблюдается появление ФМ фазы,

и значение определенное из исследования

концентрационной зависимости электросопротивления, хорошо согласуются друг с другом. Дальнейшее увеличение концентрации х металлической фазы и рост гранул приводят к уменьшению магнитной анизотропии Существование выделенного направления роста гранул, вероятно, обусловлено особенностями технологии напыления исследуемых пленок, и в первую очередь связано с приложением при распылении постоянного магнитного поля.

12 3 12 3

Р Я эВ

Рис 8 Действительная с[ пустые тачки) и мнимая е'2 (по мые значки)

части недиагональной компоненты ТДПсистемы (Со4|/ге,в520),(5гО2),00 х

(а в) и системы (Со,5Рек2гщ)х(810г)т х (б г) при различных х

Как и следовало предполагать, исходя из сравнения спектральных МО зависимостей композитов и однородного сплава, рассчитанные компоненты ГДП для гранулированных образцов систем х и (Со4|/ге19Д21,)Д5/(?2)]00 t

имеют существенно иной вид по сравнению с соответствующими компонентами ТДП однородного сплава (рис 8) Спектры ТДП нанокомпозитов обеих систем обнаруживают особенность, когда действительная часть проявляет максимум, в то время как мнимая часть недиагоналыной компоненты ТДП в'г пересекает ноль Значение энергии, при которой наблюдается указанная особенность, составляет примерно 1 5 эВ для

(С04|^А),(&02)1ОО--, и 1 эВдая (Со4,Ре„гги)„(ЪОг)„

Концентрационные зависимости при некоторых выделенных значениях

энергии падающего света показывают, что изменение х гораздо сильнее влияет на МО свойства ), чем на оптические (£2) Наиболее сильная особенность в поведении £2

наблюдалась вблизи порога перколяции в ИК области спектра Такое поведение, вероятно, связано с резким изменением в микроструктуре гранулированного сплава вблизи перколяционного перехода, наиболее сильно отражающегося в МО спектрах именно в ближней ИК области спектра, I де должен проявляться вклад размерных эффектов

Следует отметить, что в отличие от спектров ЭЭК, в спектрах недиагональной компоненты ТДП, ответственной за МО активность материала, не наблюдалось усиления по сравнению с однородным аморфным сплавом.

Для интерпретации полученных результатов было выполнено моделирование экспериментальных кривых в рамках приближения Бруггемана (ЕМА) [15] и симмефизованного приближения Максвелла-Гарнетта (СМГ) [16].

Попытка смоделировать

экспериментальные кривые в рамках приближении ЕМА не привела к удовлетворительным результатам.

Рассчитанные кривые не описывали поведения спектральных зависимостей ЭЭК исследуемых образцов. Это связано с тем, что простая теория ЕМА рассмагривает скорее агрегатную среду, чем гранулированную и не учитывает наличие отдельных частиц в нанокомпозите. Приближение СМГ уже учитывает наличие в среде отдельных частиц. При этом теория СМГ рассматривает среду, состоящую из двух типов частиц. Один тип частиц (А) представляет собой компоненту материала 1 внутри компоненты материала 2, другой тип (В) наоборот - компоненту 2 внутри компоненты 1 В нашем случае материал 1 есть металлическая компонента сплава, а материал 2 - диэлектрическая матрица.

При использовании для расчета значений форм-факторов частиц из очень

узкого диапазона величин, удавалось получить как качественное, так и количественное согласование теории и эксперимента (рис 9) Таким образом, на основе результатов моделирования, можно сделать вывод о форме частиц композита.

Для описания в приближении СМГ спектров ЭЭК образцов с малым содержанием металлической компоненты, являющихся суперпарамагнетиками, при расчете недиагональных компонент ТДП вводился дополнительный коэффициент - фактор недомагничивания, учитывающий, что в используемых полях, образцы с малым содержанием металлической компоненты далеки от насыщения

Учет при моделировании влияния квазиклассическою размерного эффекта, суть которого сводится к изменению времени свободного пробега электронов в гранулах по

12 14

Рис 9 Экспериментальные и рассчитанные в приближении ЕМА и СМГ спектральные зависимости ЭЭК, для систем (Со45ре452г ¡0)047(8102)053 при угле падения <р=69"

сравнению с массивным образцом [17], улучшал совпадение смоделированных кривых с экспериментальными

Отсутствие усиления в спектрах компонент ТДП, а также возможность описания экспериментальных кривых в рамках приближения СМГ, позволяет сделать вывод, что усиление МО отклика в данных системах не вызвано увеличением МО активности, а обусловлено особенностями микроструктуры сплавов Структурирование сплава приводит к таким изменениям как оптических, так и МО параметров, что в совокупности они способствуют возрастанию амплитуды МО эффекта в ближней ИК области спектра Система «ФМ металл - АФМ изолятор»

Для образцов системы

С0х(С00+С020з)/ х с различным содержанием кобальта зафиксировано существенное изменение вида МО спектров при незначительном изменении содержания кобальта (рис 10), что не наблюдалось ранее для гранулированных сплавов Отжиг данных образцов, под воздействием которого менялся размер гранул, также оказывал значительное влияние на спектры ЭЭК

В спектрах ЭЭК образца с малым содержанием металлической компоненты (х 0 33) (рис 11) было обнаружено осцилляционнюе поведение при отражении света от верхней поверхности образца (со стороны пленки) Зафиксированные осцичляции не исчезают с увеличением размеров гранул при отжиге Кроме того 2 3 4 МО спектр, измеренный при отражении от

Рис 11 Спектральные зависимости ЭЭК противоположной поверхности пленки

для образца системы Спх(СоО гСо;0>)/ х

через стеклянную подложку похож на

спектр для образца и не имеет

осцилляции Так как толщина пленки слишком велика для оптической или магнитооптической интерференции, то было сделано предположение, что осцилляционное поведение связано с наличием очень тонкого относительно прозрачного слоя на верхней

поверхности образца с большой концентрацией оксидов Эго является очередным примером сильной взаимосвязи МО спектров и микроструктуры образцов Влияние других механизмов, например, квантового размерного эффекта, представляется

Дополнительные температурные исследования ЭЭК выявили существенное изменение поведения зависимостей ЭЭК(7) после отжига образцов Величина спектра неотожженного образца существенно увеличивается при понижении температуры, достигая величины 6,3*103 при Т = 50К, однако дальнейшее понижение температуры приводит к резкому (почти двукратному) падению величины эффекта (рис 12) В то же время амплитуда эффекта для отожженного образца изменяется с температурой заметно меньше и монотонно вплоть до самых низких температур При этом вид спектров для этих образцов практически не меняется с температурой Это может свидетельствовать о том, что наблюдаемые трансформации обусловлены особенностями поведения магнитной структуры при изменении температуры

При рассмотрении МО спектров системы Со^СоО+СогОч)^ обращает на себя внимание существенное отличие спектров отожженных и неотожженных образцов, что особенно ярко проявляется в ИК области спектра Полагается, что это различие связано с квазиклассическим размерным эффектом

Расчеты, основанные на теории Максвелла-Гарнетта, выполненные для объяснения наблюдаемой разницы в спектральном поведении между образцами с х = 0 99 и х = 0 97, не привели к успеху В этом приближении МО спектры главным образом зависят от объемной концентрации металлической компоненты, а в данных образцах она примерно одинакова Объяснение может основываться на различиях в микроструктуре образцов Образец с х = 0 97 в отличие от с х = 0 99 был напылен в атмосфере Аг/Ю%Ог и, следовательно, большее количество гранул Со окислилось Таким образом этот образец не является Со с включениями оксида кобальта (как в теории Максвелла-Гарнетта), а представляет собой смесь гранул Со и гранул Со, покрытых оксидной пленкой При малом содержании О2 в образце получается так, что частицы Со покрываются тонким

7

2 . . . ^ . . . .......

0 100 200 300

тк

Рис 12 Температурные зависимости ЭЭК для образца системы Сох(СоО+СогОз) 1 х с х ~ 0 66 до и после отжига

слоем оксида, то приводит к изменению всех свойств Рассмотренный механизм подтверждается высоким сопротивлением образца с х = 0.97

Для объяснения МО спектров неотожженного образца с х = 0.66 были выполнены расчеты спектров ЭЭК в рамках приближения эффективной среды с учетом квазиклассического размерного эффекта При этом достигалось хорошее согласие между рассчитанными и экспериментальными спектрами. Такой результат можно рассматривать как подтверждение важности учета влияния квазиклассического размерного эффекта на МО спектры гранулированных сплавов. Системы «ФМ металл - ПП»

Нанокомпозиты типа «ФМ металл - ПП» в настоящей работе представлены двумя системами гранулированными пленками ОаАч МпАв с различным размером гранул MnAs и многослойными пленочными образцами с различной конфигурацией

слоев

При исследовании МО спектров гранулированной системы обнаружено усиление магнитоптического отклика в узкой области спектра для пленок с величиной кластеров d = 11 и 6 пт, составляющее с учетом того, что содержание ФМ компоненты в 25 раз меньше по сравнению с однородным

гранулированных пленок MnAs GaAs и для МпЛ8, около 2 порядков по величине однородного MnAs (на вставке) эффекта (рис 13) Энергия

спектрального пика, где усиление было максимальным, зависела от размера гранул В тоже время для образца с d < 3 пт подобного явления зафиксировано не было Величина эффекта для него во всей области спектра оставалась малой

Спектральные исследования подложки, чистой пленки GaЛs, а также неструктурированного сплава не выявили какой-либо заметной МО

активности для этих материалов.

Изучение спектров образцов системы InGaAs/GaAs/Mn показало, что спектры ЭЭК для этой системы носят такой же характер, как и в случае MnAs GaAs Мы так же наблюдали резкое усиление эффекта в узком спектральном диапазоне, причем при близких по отношению к системе MnAs GaAs энергиях Сходство поведения спектральных зависимостей многослойных структур InGaAs/GaAs/Mn и гранулированных пленок MnAs GaAs делает разумным предположение о наличии фазы MnAs в структурах InGaAs/GdAs/Mn, легированных

марганцем Формирование фазы MnAs

Рис 14 Спектры недиагональной , „ ..

может быть вызвано сегрегацией Мп из

компоненты ТДП для гранулированной

пленки MnAs GaAs d = 6 nm (а) и твердого раствора в GaAs вследствие

однородного ЫпА нанесенного на

превышения предела растворимости и образования соединения его с As при температуре выращивания покровного слоя GaAs

В отличие от предыдущих систем в спектрах недиагональной компоненты ТДП для пленок GaAs MnAs, также как и спектрах ЭЭК, обнаружено значительное увеличение амплитуды и е'-,, носящее резонансный характер (рис 14) Расчет экспериментальных кривых для этой системы в рамках приближения эффективной среды не принес положительных результатов

То есть в данном случае усиление имеет иные механизмы, отличные от механизмов, осуществляемых в системах и

Наиболее вероятным механизмом усиления МО отклика в грану тированных пленках GaAs MnAs рассматривается спин-зависимое изменение электронного спектра, возможно, вызванною Шоттки барьером в интерфейсе GaAs/MnAs В окрестностях интерфейса электронная структура может изменяться что, вероятно, способствует возникновению новых или разрешению ранее запрещенных МО переходов В этом случае частота МО резонанса должна зависеть от размера и состава гранул

В заключении приведен перечень основных результатов работы и сформулированы общие выводы.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ.

1 Впервые проведено комплексное исследование МО свойств манганитов лантана с различным типом и величиной замещения, позволившее получить компоненты тензора диэлектрической проницаемости для исследуемых составов в широком диапазоне температур

2. Независимость вида спектров ТДП и ЭЭК при низких температурах от уровня допирования для небольших значений х (X < 0 3 в случае двухвалентного замещения и х < О 15 для замещения одновалентными ионами) может бьть интерпретирована в рамках предположения о локализации допированных дырок на кислороде в О2р состоянии при данных значениях х Дальнейшее увеличение х может способствовать локализации дырок на ионах Мп.

3. В дополнение к основному переходу в комплексе (Мп^Об)'", наблюдаемому для всех изучаемых ранее манганитов, обнаружено присутствие нового перехода, проявляющего себя в области где расположен максимум колоссального магнитосопротивления Указанный переход связывается с переходом с переносом заряда в комплексах возникающих в случае локализации дырки на кислороде На основе анализа спектров тензора диэлектрической проницаемости установлены частоты этих переходов при двухвалентном и одновалентном допировании.

4 При изучении МО свойств нанокомпозитных систем типа «аморфный ФМ металл - диэлектрик» обнаружено усиление МО отклика в ближней ИК области спектра, увеличивающееся по мере приближения к порогу перколяции. Установлено, что усиление МО эффекта в данных системах не связано с увеличением МО активности, а обусловлено особой микроструктурой гранулированных сплавов

5. Изучение МО спектров в широком диапазоне концентраций металлической компоненты и последующее моделирование полученных экспериментальных кривых позволило сделать выводы о микроструктуре образцов, которая во многом определяет поведение нанокомпозитов.

6. На примере систем (СоюРею2г10)г(8Ю2)т х и (Со41Ре„В20),(51О2)|00_1 продемонстрировано, что концентрационные зависимости недиагональных компонент ТДП нелинейны по х и наиболее сильные изменения наблюдаются вблизи порога перколяции, что позволяет МО методами экспериментально определять значение х

7 Для системы «ФМ металл - ПП» зафиксировано резкое усиление МО эффекта в узком спектральном диапазоне, связанное с ростом МО активности при структурировании образцов

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ ИЗЛОЖЕНО В СЛЕДУЩИХ ПУБЛИКАЦИЯХ

1 А В Granovsky, Е A Gan'shma, A N Vmogradov, A N Yurasov, H R Khan Magneto-optical spectra of ferromagnetic Co-CoO composites The Physics of Metals and Metallography, 92(2001) Suppl 1, ppS52-S55

2 АН Виноградов, Е А Ганьшина, В С Гущин, В М Демидович, Г Б Демидович, С Н Козлов, Н С Перов Магнитооптические свойства нанокомпозитов гранулированный кобалы-пористый кремнии Письма в ЖГФ (2001) 1384-89

3 Yu Р Sukhorukov, Е A Gan'shma, В I Belevtsev, N N Loshkareva, A N Vmogradov, К D D Rathayaka, A Parasins, D G Naugle Gaint change in IR light transmission in Lao 6?Cao ^MnOj film near the Curie temperature promisingapplication in optical temperature devices J Appl Phys 91 (2002) 4403-4408

4 Е Ганьшина, А Грановский, А Кумаритова, А Виноградов, J-С Grenet, A Revcolevschi, G Dhalenne, J Berthon, J Р Clerc Электронная структура и магнитооптические свойства монокристала Lao 7Сао 2<Вао пзМпОз Сборник трудов ODPO-2002,ч 1,(2002)76-79

5 Н Akinaga, М Mizuguchi, Г Manado, F Ganshma, A Granovsky, I Rodin, A Vmogradov, and A, Yurasov Enhanced magnetooptical response of magnetic nanoclusters embedded in semiconductor Journ Magn Magn Mat v.242-245 (2002) 470-473

6 F Ганьшина, А Грановский, А Виноградов, П Щербак, А Юрасов, Ф Эрнульт, Б Диени Исследование магнитооптических свойств многослойной малоразмерной системы Со- АЬОз Труды XVIII- школы-семинара НМММ-18 (2002) 229-231

7 Ю П Сухоруков, Н Н Лошкарева, F А Ганьшина, А Р Кауль, О Ю Горбенко, Е В Мостовщикова, А В Телегин, А Н Виноградов, И К Родин "В таяние изовалентного легирования пленок манганитов на оптические, магнитооптические и транспортные свойства вблизи перехода металл-изолятор" Журнал Перспективные материалы, 5 (2003) 43-49

8 Е А Ганьшина, А Б Грановский, A Н Виноградов, Р Ю Кумаритова, Ж Грене, Р Коро, А Ревколевский, ГДаллен, Ж Ьертон "Электронная структура и магнитооптические свойства монокристала L07 Ca025Ba005Mno3 Кристаллография, том 48 №3 (2003) 518-521

9 MB Вашук, А Н Виноградов, Е А Ганьшина, П Н Щербак, Ю F Калинин, А В Ситников, О В С Г01 ней, Chong-Oh Kim, Cheol Gi Kim Оптические и магнитооптические свойства гранулированной нанокомпозитной системы (Co45Fe4iZrio)x(Si02)ioo х Известия РАН, 68 №5 (2004) 718-720

10 Е А Ганьшина, М В Вашук, АН Виноградов, А Б Грановский, ВС Гущин, П Н Щербак, Ю Е Калинин, А В Ситников , Chong-Oh Kim and Chcol Gi Kim Эволюция оптических и магнитооптических свойств нанокомпозитов аморфный металл-диэлектрик, ЖЭТФ, 125(2004)1172-1183

11FA Gan'smna, MV Vashuk, AN Vmogradov, and Ya М Mukovskn Investigation of magneto-optic activity of Lai ^Гд-МпОз single crystal with x < 0 25 Материалы симпозиума EASTMAG-2004 (2004) 231

12 Ю В Васильева, Ю А Данилов, А А Ершов, Б Н Звонков, Е А Ускова, А Б Давыдов, С А Аранзон, С В Гуденко, В В Рыльков, А Б Грановский, F А Ганьшина, Н С Перов, А Н Виноградов Свойства структур на основе GaAs, тегированного Mn из лазерной плазмы в прцессе MOC-гидридной элитаксии ФТП 39 вып 1 (2005) 87-91 П Ю 11 Сухорукой, А В Телегин, L А Ганьшина, Н Н Лошкарева, О Ю I орбенко, Е В Мостовщикова, О В Мельников, А Н Виноградов Туннелирование спин-поляризованных ностелей заряда в пленках I do gAgo ]МпОз+5 с вариантной структурой магнитогранспортные и магнитооптические данные Письма в Ж1Ф 31 вып 11 (2005) 7887

ЦИТИРУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

1 D I Khomskn and G A Sawatzky, Solid State Comm , 102 (1997) 87

2 M Yu Kagan and К I Kugel, Physics - Uspekhi, 44 (2001) 553

3 Е Dagotto, T Hotta, and A Moreo, Phys Reports, 344 (2001) 1

4 Н Fujimori, S Mitam, S Ohnuma, Mater Sei Eng B 13 (1995) 219

5 A Pakhomov,X Yan, Y Xu,J Appl Phys 79(1996)6140

6 Е Ganshina, A Granovsky, В Dieny et al, Physica B, 299 (2001) 260

7 Н Akinaga, M Mizuguchi, Г Manado et al, Journ Magn Magn Mat, v.242-245 (2002) 470

8 Г С Кринчик «Mai нитные явления» М Изд-во МГУ (1976)

9 NN Loshkareva, Yu P Suhorukov,EA Gan'shina et al JFTP 119 (2001) 533

10 Е A Balykina,FA Gan'shina, GS Krinchik et al JMMM 117(1992)259

11 T Tao et al Appl Phys I ett 77 (2000) 723

12 VR Galakhov, M Demeter, S Bartkowski, et al, Phys Rev В 65 (2002) 113102

13 HI Ju,H-C Sohn, and К M Krishnan Phys Rev Lett 79(1997)3230

14 AS Moskvin, IL Avvakumov Physica В 322 (2002) 371

15 T К Xia,PM Hur and D S Stroud, Appl Phys 67(1989)2736

16 A Granovsky, M Kuzmichov, JP Clerc J Magn Soc Japan 23 (1999)382

17 А Б Грановский, M В Кузьмичев, А Н Юрасов, Вестник МГУ Серия 3 Физика Астрономия 6(2000)67

ООП Физ ф-та МГУ Заказ 66-70-05

' t m •

\

14V,

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. Обзор основных физических свойств манганитов.

1.1. Кристаллические свойства.

1.2. Магнитные свойства.

1.3. Электронная структура допированных манганитов.

1.4. Электросопротивление и магнитосопротивление.

1.5. Фазовое разделение и перколяционные явления.

1.6. Оптические и магнитооптические свойства.

ГЛАВА 2. Методика проведения измерений.

2.1. Эффект Керра и тензор диэлектрической проницаемости.

2.2. Описание экспериментальной установки.

2.3. Алгоритм проведения измерений.

2.4. Источники ошибок.

ГЛАВА 3. Манганиты лантана.

3.1. Методы приготовления и аттестация образцов.

3.2. Экспериментальные результаты.

3.2.1. Пленка La061Ca033MnO3.

3.2.2. Монокристалл Ьа07Са0 25Ва005МпО3.

3.2.3. Монокристаллы La1xSrxMnOs.

3.2.4. Одновалентное замещение: LaxxNaxMn03 и LaUxAgxMn

3.3. Обсуждение результатов.

В последнее время наблюдается всплеск интереса к изучению материалов, обладающих эффектами колоссального или гигантского магнитосопротивления, связанный с многообещающей перспективой их использования для прикладных задач. Типичными представителями данного класса соединений являются манганиты с перовскитной структурой, допированные редкоземельными элементами такими как Са или Sr. В эпитаксиальной пленке LalxCaxMnOJ (х = 0.33) зафиксировано более чем тысячекратное падение электрического сопротивления в магнитном поле 6 Тл при температуре 77 К [1]. Это явление дало начало «манганитному буму», обычно ассоциируемому с эффектом колоссального магнитосопротивления (KMC). Термин «колоссальное» был введен с целью произвести различие с «гигантским магнитосопротивлением» (ГМС), открытым в 1988 году в многослойных пленках, а затем и в гранулированных сплавах, то есть в композитах с ферромагнитными (ФМ) наночастицами, распределенными в немагнитной матрице. Интерес к системам с KMC и ГМС происходит из возможности их применения для магнитной записи, для построения сенсоров магнитного поля и других устройств микроэлектроники. Главный параметр, характеризующий эти системы, - магнитосопротивление (МС), то есть относительное изменение электросопротивления при приложении магнитного поля. Для ГМС материалов порядок величины МС составляет 102. Это значение значительно меньше, чем в манганитах, где рекордная величина МС достигает 10й. Однако сильной стороной ГМС материалов является получение максимальных значений наблюдаемых в них эффектов в сравнительно небольших магнитных полях и при комнатной температуре.

Значительный интерес исследователей к манганитам, породивший целый поток статей, посвященных этим материалам, связан не только с многообещающими возможностями их применения, а также с очень интересной физикой процессов, имеющих место в этих соединениях. Манганиты характеризуются сильным взаимодействием электронных, кристаллических и спиновых степеней свободы. В результате мы сталкиваемся с огромным изобилием явлений, представляющих интерес для фундаментальной физики конденсированного состояния [2,3]- В них наблюдается переход металл-диэлектрик, орбитальное и зарядовое упорядочения, двойной обмен, различного типа поляроны и т.д. Особый интерес представляет возможность фазового разделения в виде ФМ капель в антиферромагнитной (АФМ) матрице или даже в виде регулярной структуры орбитально упорядоченных областей (страйпов) [3,4].

Конкуренция вышеупомянутых явлений и многообразие возможных типов упорядочения порождают чрезвычайно сложную фазовую диаграмму, наблюдаемую для манганитов. Наиболее обещающими материалами с точки зрения как фундаментальной физики, так и с точки зрения прикладной науки, являются те материалы, где переходные точки, соответствующие различным типам упорядочения, находятся близко друг к другу. В этом случае небольшое изменение состава и относительно слабые магнитные поля способны вызвать довольно яркие эффекты. Так предыдущие исследования демонстрировали переход металл-изолятор, индуцированный изотоп замещением 160 —> 180 [5,6].

Разнообразие механизмов переноса заряда в манганитах должно непосредственно проявлять себя в оптических свойствах. Оптическое и микроволновое облучение также может вызвать дополнительные эффекты, такие как фотоиндуцированные изменения типа проводимости и магнитного порядка. Более того, оптические исследования представляют собой важный инструмент проявления динамики электронных состояний и релаксационных процессов в спиновых и электронных подсистемах.

Несмотря на важность оптических исследований как для фундаментальной физики, таки для прикладных задач, количество работ, посвященных изучению оптических и МО свойств, относительно невелико по сравнению, например, с работами по электрическим и магнитным свойствам. Таким образом, МО исследования допированных манганитов являются несомненно актуальными.

Однако и «классические» гранулированные сплавы не собираются сдавать своих позиций, также представляя «парад эффектов» (ГМС, туннельное магнитосопротивление (ТМС) и гигантский Холл эффект) [7,8], открывающих широкие просторы как для экспериментальных, так и теоретических исследований. Изучение МО свойств гранулированных сплавов ведется в связи с возможностью их использования в качестве магнитоактивной среды для устройств перпендикулярной магнитной записи, в бесконтактных МО датчиках магнитного поля и температуры. Недавно предложено использовать гранулированные сплавы и в качестве МО элемента в магнитофотонных кристаллах. Для всех этих приложений важной задачей является поиск оптимальных составов с усиленным МО откликом.

Известно, что электрические, магнитные и оптические свойства гранулированных структур зависят от концентрации ФМ фазы и радикально изменяются при переходе нанокомпозита через порог перколяции. Кроме того, они проявляют существенную зависимость от микроструктуры (формы и размера гранул) нанокомпозитного сплава [9,10]. В этом случае МО методы исследования способны предоставить полезную информацию о топологии изучаемых систем, так как они демонстрируют значительную чувствительность ко всем перечисленным параметрам.

Подводя итог сказанному, можно утверждать, что гранулированные сплавы заслуживают самого пристального внимания исследователей. При изучении подобных неоднородных систем особую значимость приобретают квазилокальные методы, к числу которых относятся оптические и МО исследования. Однако, несмотря на значительное количество работ, посвященных исследованию МО свойств нанокомпозитов, до настоящего момента не было выполнено комплексного исследования таких систем, позволяющего построить эффективный тензор диэлектрической проницаемости (ТДП), анализ которого может дать более полную информацию о наблюдаемых явлениях.

Цели и задачи.

Основной задачей настоящей работы являлось комплексное экспериментальное исследование МО свойств соединений с колоссальным и гигантским МС: манганитов лантана с различным типом и величиной замещения и ряда нанокомпозитов типа «аморфный ФМ - диэлектрик», «ФМ металл - АФМ изолятор», «ФМ металл - полупроводник (ПП)», с целью получения данных об особенностях электронной структуры этих соединений, и их эволюции при изменении как внешних условий, так и внутренних параметров.

Конкретные задачи данной работы состояли в следующем:

1. Получить дисперсионные зависимости диагональных и недиагональных компонент тензора диэлектрической проницаемости в широких спектральном и температурном диапазонах для выяснения природы магнитооптической активности в допированных манганитах.

2. Получить экспериментальные данные об особенностях электронной структуры и установить их связь с такими параметрами как тип замещающего элемента, его валентность и концентрация. Проследить тенденции изменения электронной структуры допированных манганитов с температурой.

3. Провести исследования магнитооптических свойств нанокомпозитов различного типа: «аморфный ФМ - диэлектрик», «ФМ металл - АФМ изолятор», «ФМ металл - ПП».

4. Изучить зависимость МО свойств нанокомпозитов «аморфный ФМ -диэлектрик», от концентрации металлической фазы. Исследовать влияние параметров микроструктуры нанокомпозитов на МО отклик.

5. Провести сравнение полученных экспериментальных данных с теоретическими расчетами, выполненными в рамках приближения эффективной среды.

Научная новизна.

Впервые проведено комплексное исследование оптических и МО свойств манганитов лантана с различным типом и величиной замещения, позволившее получить компоненты тензора диэлектрической проницаемости для исследуемых составов в широком диапазоне температур. Установлено, что в области низких температур вид ТДП для монокристаллических образцов LaxSrxMnO3 не зависит от концентрации замещающего иона (при х<0.3).

В спектрах недиагональных компонент ТДП LaxxSrxMnO3 в окрестности Тс выделен дополнительный парамагнитный переход. Полученные результаты интерпретируются в рамках «нетрадиционной модели» электронной структуры при предположении о локализации допируемых дырок на кислороде.

Для некоторых составов манганитов впервые обнаружено значительное гистерезисное поведение МО свойств при изменении температуры, что объясняется наличием локальных неоднородностей в приповерхностном слое. Показана эффективность процедуры восстанавливающего отжига для устранения указанных неоднородностей.

При изучении МО спектров нанокомпозитов типа «ФМ металл -диэлектрик», а также «ФМ металл - ПП», обнаружено значительное усиление МО отклика в узком спектральном диапазоне и показано, что в нанокомозитах разного типа к подобному усилению приводят разные механизмы.

Научная и практическая ценность.

1. Полученные результаты и их анализ позволяют систематизировать и расширить представления об особенностях поведения МО свойств материалов с колоссальным и гигантским МС.

2. На основе полученных экспериментальных данных могут быть сделаны предположения об электронной структуре представленных в работе материалов, используемые для теоретического описания их свойств.

3. Резонансное усиление МО эффектов в некоторых типах нанокомпозитов может быть использовано для создания оптоэлектронных устройств.

Достоверность.

Достоверность полученных результатов обеспечивается обоснованностью используемых в работе экспериментальных методов изучения МО свойств манганитов и нанокомпозитов, а также корреляцией результатов, полученных на различных образцах.

Структура диссертации.

Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения и списка используемой литературы.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ.

1. Впервые проведено комплексное исследование МО свойств манганитов лантана с различным типом и величиной замещения, позволившее получить компоненты тензора диэлектрической проницаемости для исследуемых составов в широком диапазоне температур.

2. Независимость вида спектров ТДП и ЭЭК при низких температурах от уровня допирования для небольших значений х ( х < 0.3 в случае двухвалентного замещения и х < 0.15 для замещения одновалентными ионами) может быть интерпретирована в рамках предположения о локализации допированных дырок на кислороде в 02р состоянии при данных значениях х. Дальнейшее увеличение х может способствовать локализации дырок на ионах Мп.

3. В дополнение к основному переходу в комплексе (Мп3+06)9\ наблюдаемому для всех изучаемых ранее манганитов, обнаружено присутствие нового перехода, проявляющего себя в области 7с, где расположен максимум колоссального магнитосопротивления. Указанный переход связывается с переходом с переносом заряда в комплексах

II Q

Мп Об)возникающих в случае локализации дырки на кислороде. На основе анализа спектров тензора диэлектрической проницаемости установлены частоты этих переходов при двухвалентном и одновалентном допировании.

4. При изучении МО свойств нанокомпозитных систем типа «аморфный ФМ металл - диэлектрик» обнаружено усиление МО отклика в ближней ИК области спектра, увеличивающееся по мере приближения к порогу перколяции. Установлено, что усиление МО эффекта в данных системах не связано с увеличением МО активности, а обусловлено особой микроструктурой гранулированных сплавов.

5. Изучение МО спектров в широком диапазоне концентраций металлической компоненты и последующее моделирование полученных экспериментальных кривых позволило сделать выводы о микроструктуре образцов, которая во многом определяет поведение нанокомпозитов.

6. На примере систем (Co45Fe45Zri0)x(SiO2)mx и (Co4lFe39B20)x(SiO2)]00x продемонстрировано, что концентрационные зависимости недиагональных компонент ТДП нелинейны по jc и наиболее сильные изменения наблюдаются вблизи порога перколяции, что позволяет МО методами экспериментально определять значение хпер.

7. Для системы «ФМ металл - ПП» зафиксировано резкое усиление МО эффекта в узком спектральном диапазоне, связанное с ростом МО активности при структурировании образцов.

4.4 ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

На основе представленных в настоящей главе результатов по исследованию магнитооптических спектров, а также полученных на их основе спектров компонент ТДП для гранулированных систем различного типа, можно сделать следующие выводы:

1. Поведение МО спектров гранулированных систем существенным образом отличается от поведения спектров однородных сплавов такого же состава.

2. При изучении МО свойств нанокомпозитных систем (Co45Fe45Zri0)x(SiO2)mx и (Co4lFe39B20)x(SiO2)]00x, а также GaAs:MnAs и InGaAs/GaAs/Mn, обнаружено существенное усиление МО отклика в узком спектральном диапазоне, которое в случае системы GaAs:MnAs составляет около двух порядков.

3. Показано, что в гранулированных системах различного типа к наблюдаемому усилению могут приводить разные механизмы. Так для системы «ФМ металл - диэлектрик» усиление обусловлено изменением совокупности диагональной и недиагональной компоненты ТДП, в то время как в случае систем «ФМ металл - ПП» основную роль в усилении МО отклика играет изменение именно недиагональной компоненты ТДП.

4. Изучение МО спектров в широком диапазоне концентраций металлической компоненты позволило сделать выводы о микроструктуре образцов для систем (Co4SFe45Zrl0)x(SiO2)mx, (Co4lFe39B20

USЩ) 100-х И

Сох(СоО + Со203){х, которая во многом определяет поведение нанокомпозитов. Следует особо отметить высокую чувствительность МО методов к изменениям микроструктуры гранулированных сплавов.

5. На примере систем (Co45Fe45Zrl0)x(SiO2)mx и (Co^Fe39B2Q)x(SiO2)X00x продемонстрировано, что концентрационные зависимости недиагональных компонент ТДП нелинейны по х и наиболее сильные изменения наблюдаются вблизи порога перколяции, что позволяет МО методами экспериментально определять значение хпер.

6. Обнаружена осцилляционная зависимость ЭЭК от энергии падающего света для образцов системы Сох(СоО + Со203),х с большим содержанием оксидов (х = 0.66). Наблюдаемая особенность объясняется образованием тонкого оксидного слоя на поверхности пленки, приводящего к возникновению оптической интерференции.

7. Для системы «ФМ металл - АФМ изолятор» обнаружено АФМ взаимодействие между гранулами Со и оксида кобальта, влияние которого сказывается на МО спектрах при Г < 70К.

8. Теоретическое моделирование частотных зависимостей ЭЭК и спектров компонент ТДП в приближении эффективной среды показывает, что лучшее совпадение экспериментальных и теоретических кривых наблюдается в приближение СМГ. Это позволяет следить за изменением параметров микроструктуры гранулированных сплавов и даже производить их количественную оценку. Однако приближение эффективной среды терпит неудачу в случае сильных изменений электронной структуры, которые могут происходить в результате структурирования сплавов.

1. S. Jin, Т. H. Tiefel, М. McCormack, R. A. Fastnacht, R. Ramesh, and L. H. Chen, "Thousandfold Change in Resistivity in Magnetoresistive La-Ca-Mn-O Films" Science, 264 (1994) 413-415

2. D.I. Khomskii and G.A. Sawatzky "Interplay between spin, charge and orbital degrees of freedom in magnetic oxides", Solid State Comm., 102, 871997).

3. M.Yu. Kagan and K.I. Kugel "Inhomogeneous charge distributions and phase separation in manganites" Physics Uspekhi, 44, 553 (2001).

4. E. Dagotto, T. Hotta, and A. Moreo "Colossal Magnetoresistant Materials: The Key Role of Phase Separation" Phys. Reports, 344, 1 (2001).

5. G.M. Zhao, K. Conder, H. Keller, K. A. Muller, "Giant oxygen isotope shift in the magnetoresistive perovskite Ьа1.хСахМпОз+у" Nature 381 (1996) 676

6. N.A. Babushkina, L.M. Belova, O.Yu. Gorbenko, A.R. Kaul,.A.A. Bosak, V.I. Ozhogin, and K.I. Kugel "Metal-insulator transition induced by oxygen isotope exchange in the magnetoresistive perovskite manganites" Nature 3911998)159

7. H. Fujimori, S. Mitani, S. Ohnuma "Tunnel-type GMR in metal-nonmetal granular alloy thin films" Mater. Sci. Eng В 13, 219 (1995)

8. A. Pakhomov, X. Yan, Y. Xu "Observation of giant Hall effect in granular magnetic films" J. Appl. Phys. 79, 6140 (1996)

9. E. Ganshina, A.Granovsky, B. Dieny, R. Kumaritova, A. Yurasov "Magneto-optical spectra of discontinuous multilayers Co/Si02 with tunnel magnetoresistance" Physica B, 299 (2001) 260

10. H. Akinaga, M. Mizuguchi, T. Manado et al. "Enhanced magnetooptical response of magnetic nanoclusters embedded in semiconductor" Journ.Magn.Magn.Mat., v.242-245 (2002) 470

11. Е.Г. Фесенко «Семейство перовскита и сегнетоэлектричество» М.: Атомиздат (1972)

12. JI.И. Королева «Магнитные полупроводники» М.: Физический факультет МГУ (2003)

13. К. I. Kugel and D. I. Khomskii "The Jahn-Teller effect and magnetism: trasnition metal compounds" Sov. Phys. Usp. 25, No. 4 (1982) 231

14. Э.Л. Нагаев "Манганиты лантана и другие магнитные полупроводники с гигантским магнитосопротивлением" УФН 166 №8 (1996) 833

15. Е.О. Wollan, W.C. Koehler "Neutron Diffraction Study of the Magnetic Properties of the Series of Perovskite-Type Compounds (l-x)La, xCa. Mn03" Phys. Rev. 100 (1955) 545

16. G.J. Matsumoto "Study of (Lai.xCax)Mn03. 1. Magnetic structure of LaMn03" J. Phys. Soc. Jpn 29 (1970) 606

17. G.H. Jonker, J.H. van Santen "Ferromagnetic compounds of manganese with perovskite structure" Physica 16 (1950) 337

18. G. Matsunoto "Magnetic and Electric Properties of (LaixCax)Mn03"IBM-J. Res. Develop. 14 (1970) 258

19. Y. X. Jia, Li Lu, K. Khazeni, Vincent H. Crespi, A. Zettl, and Marvin L. Cohen "Magnetotransport properties of La0.6Pb0.4Mn03- delta and Ndo.6(Sro.7Pbo.3)o.4Mn03- delta single crystals" Phys. Rev. B52 (1995) 9147

20. Bebenin N.G. "Lanthanum Manganites near the Curie Temperature" The Physics of Metals and Metallography 98 suppl. 1(2004) 78

21. Pierre J., Nossov A., Vassiliev V., Ustinov V. "A magnetic pair-breaking effect in rare earth-doped manganites" Phys. Let. A. 250 (1998) 435

22. Auslender M., Kogan E. "Ferromagnetic transition in a double-exchange system containing impurities" Phys. Rev. В V.65. №1. (2001) P. 012408(1-4).

23. И.О. Троянчук, C.H. Пастушонок "Переход антиферромагнетик -ферромагнетик в ортоманганитах" ФТТ 31 (1989) 302

24. Г.С. Кринчик, Е.А. Ганьшина, А.Ю. Трифонов "Магнитооптические свойства свинецеодержащих марганцевых перовскитов" ФТТ 33 (1991) 1607

25. Т. McGuire et al. In 40th Annual Conference Magnetisn and Magnetic Materials. Abstracts (Phyladelphia, Pennsylvania) (1995) 32

26. A. Gupta, T.R.McGuire, P.R.Duncombe, M.Rupp, J.Z.Sun, WJ.Gallagher, G.Xiao "Growth and giant magnetoresistance properties of La-deficient ЬахМпОз 5 (0.67 < x < 1) films" Appl. Phys. Lett. 67 3494 (1995)

27. Moritomo Y., Asamitsu A., Tokura Y. "Pressure effect on double-exchange ferromagnet La,.xSrxMn03 (0.15<x<0.5)" Phys. Rev. B. V.51 №22 (1995) 16491

28. Laukhin V., Martinez В., Fontcuberta J., Mukovskii Y.M. "Pressure effects on the structural phase transition in La0.8Ba0.2Mn03 single crystals" Phys. Rev.B. V. 63 (2001) P. 214417(1-5).

29. Moreo A., Yunoki S., Dagotto E. Phase "Separation Scenario for Manganese Oxides and Related Materials" Scince v.283 (1999) 2034

30. Zener C. "Interaction Between the d Shells in the Transition Metals" Phys. Rev. 81 (1951)440

31. Гуденаф Д. Магнетизм и химическая связь. М: Металлургия (1968)

32. Goodenough J.B. "Theory of the Role of Covalence in the Perovskite-Type Manganites La, M(II).Mn03" Phys.Rev. 100 (1955) 564

33. Von Zimmermann M., Hill J.P., Gibs D., Blume M., Casa D., Keimer В., Murakami Y., Tomioka Y., Tokura Y. "Interplay between Charge, Orbital, and Magnetic Order in PrUxCaxMn03" Phys. Rev. Lett. 83 (1999) 4872

34. Abrashev M.V., Backstrom J., Borjesson L., Pissas M., Kolev N., Iliev M.N. "Raman spectroscopy of the charge- and orbital-ordered state in Ьао.5Сао.5МпОз" Phys. Rev. В 64 (2001) 144429

35. T.Arima, Y.Tokura "Optical Study of Electronic Structure in Perovskite-Type RM03 (R=La, Y; M=Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Си)" J. Phys. Soc. Jap. 64, 2488(1995)

36. K.Takenaka, K.Iida, Y.Sawaki, S.Sugai, Y.Morimoto and A.Nakamura "Optical Reflectivity Spectra Measured on Cleaved Surfaces of La xSrxMnO 3: Evidence Against Extremely Small Drude Weight" J. Phys. Soc. Jap. 68(1999) 1828

37. J.F.Lawler, J.G.Lunney, and J.M.D.Coey "Magneto-optic Faraday effect in (La, xCax)MnOs films" J. Appl. Phys. Lett. 65 (1994) 3017

38. J. H. Jung, К. H. Kim, T. W. Noh, E. J. Choi, and J. Yu "Midgap states of Lai.xCaxMn03: Doping-dependent optical-conductivity studies" Phys. Rev. В 57 (1998) R11043

39. N.N.Kovaleva, J.L.Gavartin, A.L.Shluger, A. V. Boris, A. M. Stoneham "Lattice Relaxation and Charge-Transfer Optical Transitions Due to Self-Trapped Holes in Non-Stoichiometric LaMn03 Crystal" Cond-mat/0108207

40. A.J. Millis, P.B. Littlewood, B.I. Shraiman "Double Exchange Alone Does Not Explain the Resistivity of Lax.xSrxMnO^\ Phys. Rev. Lett. 74 (1995) 5144

41. I.B.Bersuker "Electronic structure and properties of transition metal compounds (introduction to the theory)" Wiley, New York (1996).

42. A.S. Moskvin, I.L. Avvakumov "Doped manganites beyond conventional double-exchange model" Physica В 322 (2002) 371

43. Н. L. Ju, Н.-С. Sohn, and К. М. Krishnan "Evidence for 02р Hole-Driven Conductivity in La\.xSrxMnOi (0 <= x <= 0.7) and LaojSrQ^MnO" Thin Films Phys. Rev. Lett. 79 (1997) 3230

44. V. R. Galakhov, M. Demeter, S. Bartkowski, M. Neumann, N. A. Ovechkina, E. Z. Kurmaev, N. I. Lobachevskaya, Ya. M. Mukovskii, J. Mitchell, and D. L. Ederer "Mn 3s exchange splitting in mixed-valence manganites" Phys.Rev. В 65 (2002) 113102

45. Bebenin N.G., Zainullina R.I., Mashkautsan V.V., Ustinov V.V., Mukovskii Ya.M. "Electronic transport in ferromagnetic LaixSrxMn03 single crystal manganites" Phys. Rev. B. 69. №10 (2004) 104434

46. Mott N.F., Davis E.A. "Electronic Processes in Non-crystalline Solids" (Second Edition) Clarendon Press, Oxford, 1979.

47. Urushibara A., Moritomo Y., Arima Т., Asamitsu A., Kido G., Tokura Y. "Insulator-metal transition and giant magnetoresistance in Lai.xSrxMn03" Phys. Rev.B. 51 №20 (1995) 14103

48. Millis A.J. "Electron-lattice coupling in "colossal" megnetoresistance rare earth manganites" J.Appl.Phys. 81 №8 (1997) 5502

49. Bebenin N.G., Ustinov V.V. "Conduction and disorder in LaMn03-based materials" J.Phys.: Condens. Matter. 10 (1998) 6301

50. Bebenin N.G., Loshkareva N.N., Sukhorukov Yu.P., Nosov A.P., Zainulina R.I., Vasiliev V.G., Slobodin B.V., Demchuk K.M., Ustinov V.V. "Charge carriers in Lao.67-xYxBao.33Mn03" Solid State Comm. 106 No.6 (1998) 357

51. Арбузова Т.И., Смоляк И.Б., Наумов C.B., Самохвалов А.А., Мостовщиков А.В., Солин Н.И. "Особенности магнитного упорядочения в перовскитоподобных манганитах Lai.xCaxMn03" ЖЭТФ 116 №5 (1999) 1664

52. Hennion М., Moussa F., Biotteau G., Rodriguez-Carvajal J., Pinsard L., Revcolevschi A. "Liquidlike spatial distribution of magnetic dropletsrevealed by neutron scattering in Ьа1хСахМпОз" Phys.Rev.Lett. 81 No.9 (1998) 1957

53. Hennion M., Moussa F., Biotteau G., Rodriguez-Carvajal J., Pinsard L., Revcolevschi A. "Evidence of anisotropic magnetic polarons in Lao^Sro.oeMnCV' Phys.Rev.B. 61 No. 14 (2000) 9513

54. Э.Л. Нагаев Физика магнитных полупроводников (М.: Наука, 1979)

55. E.L. Nagaev "Phase separation in degenerate magnetic semiconductors and high-temperature superconductors" Phys. Status Solidi (b) 186 (1994) 9

56. David J.Bergman and David Stroud "Phyical properties of macroscopically inhomogeneous media" (edited by H.Ehrenreich and D. Turnbull) Solid State Physics 46 (1992) 148

57. Walt A. de Heer "The physics of simple metal clusters: experimental aspects and simple models" Rev. Mod. Phys. 65 (1993) 611

58. K. Takenaka, K. Iida, Y. Sawaki, et al., "Optical reflectivity spectra measured on cleaved surfaces of LaixSr xMn03: Evidence against extreme Drude weight" J. Phys. Soc. Jpn. 68, (1999) 1828

59. J. M. D. Coey, M. Viket, and S. von Molnar, Adv. Phys. 48 (1999) 167

60. Y. Okimoto, T. Katsufuji, T. Ishikawa, T. Arima, and Y. Tokura "Variation of electronic structure in Lai.xSrxMn03 (0 x 0.3) as investigated by optical conductivity spectra" Phys. Rev. В 55 (1997) 4206

61. J. H. Jung, К. H. Kim, H. J. Lee, J. S. Ahn, N. J. Hur, T. W. Noh, M. S. Kim, and J.-G. Park "Optical investigations of La7/8Sri/8Mn03" Phys. Rev. В 59,3793 (1999).

62. Лошкарева Н.Н., Сухоруков Ю.П., Архипов В.Е., Окатов С.В., Наумов С.В., Смоляк И.Б., Муковский Я.М., Шматок А.В. "Носители заряда в спектрах оптической проводимости манганитов лантана" Физика твердого тела 41 вып. 3 (1999) 475

63. M.Uehara, S.Mori, С.Н. Chen, S-W.Cheong. "Percolative phase separation underlies colossal magnetoresistance in mixed-valent manganites" Nature (London), 399 (1999) 560

64. Г.С. Кринчик «Магнитные явления» М:Изд-во МГУ (1976)

65. Е.А. Balykina, Е.А. Gan'shina, G.S. Krinchik, A.Yu. Trifonov I.O. Troyanchuk "Magneto-optical properties of new manganese oxide compounds" JMMM 117 (1992) 259

66. A. G. Paulusz and H. I. Burrus, Chem. Phys. Lett. 17 (1972) 527

67. J. F. Lawler, J. G. Lunney, and J. M. D. Coey "Magneto-optic Faraday effect in (La! хСа*)Мп03 films" Appl. Phys. Lett. 65 (1994) 3017

68. S. Yamaguchi, Y. Okimoto, K. Ishibashi, and Y. Tokura "Magneto-optical Kerr effects in perovskite-type transition-metal oxides: Lai.xSrxMn03 and Lai.xSrxCo03" Phys. Rev. В 58 6862 (1998)

69. J. Zaanen, G.A. Sawatzky, and J.W. Allen "Band gaps and electronic structure of transition-metal compounds" Phys. Rev. Lett. 55 (1985) 418

70. T. Mizokawa, D. I. Khomskii, and G. A. Sawatzky "Spin and charge ordering in self-doped Mott insulators" Phys. Rev. В 61 No 17 (2000) 11263

71. Moskvin A.S. "Pseudo-Jahn-Teller-centers and phase separation in the strongly correlated oxides with the nonisovalent substitution, cuprates and manganites" PhysicaB 252 (1998) 186

72. И.В. Быков, Е.А. Ганьшина, А.Б. Грановский, Гущин B.C. "Магниторефрактивный эффект в гранулированных пленках с туннельным магнитосопротивлением" ФТТ, 42, вып.З (2000) 48

73. А.Б. Грановский, И.В. Быков, Е.А. Ганьшина и др. "Магниторефрактивный эффект в магнитных нанокомпозитах" ЖЭТФ, 96 №6 (2003) 1256

74. E. Gan'shina, A. Granovsky, V. Gushin, M. Kuzmichev, P. Podrugin, A.Kravetz, E. Shipil "Optical and magneto-optical spectra of magnetic granular alloys" Physika A, 241, (1997) 45

75. E. Gan'shina, R. Kumaritova, A. Bogorodisky, M. Kuzmichov, S. Ohnuma "Magneto-optical spectra of insulating granular system Co-Al-O" The Journal of the Magnetics Society of Japan, 23, (1999) 379

76. V.G Kravets, A.K. Petford-Long, A.F. Kravets, "Optical and magneto-optical properties of (CoFe)x(Hf021). x magnetic granular films" J. Appl. Phys., 87 №4 (2000) 1762

77. T.V. Murzina, E.A. Gan'shina, V.S. Guschin, T.V. Misuryaev, O.A. Aktsipetrov "Non-linear magnetooptical Kerr effect and second harmonic generation interferometry in Co-Cu granular films" Appl. Phys. Lett. 73 (1998)3769

78. Ю. И. Петров. "Физика малых частиц" Москва. Наука. 359 (1982)

79. D. A. G. Bruggeman. "Berechnung verschiedener physikalischer Konstanten von heterogenen Substanzen. I. Dielektrizitatskonstanten und Leitfahigkeiten der Mischkorper aus isotropen Substanzen" Ann. Phys. (Leipzig) 24 (1935) 636

80. Т.К. Xia, P.M. Hui and D.S. Stroud, "Theory of Faraday rotation in granular magnetic materials" J. Appl. Phys. 67 (1989) 2736

81. G.A. Niklasson, C.G. Granqvist "Optical properties and solar selectivity of coevaporated Co-Al203 composite films" J. Appl. Phys. 55 (1984) 3382

82. J. С. M. Garnett. Philos. Trans. Royal "Colours in metal glasses and in metal films" Soc. London 203 (1904) 385

83. A. Granovsky, M. Kuzmichov, J.P. Clerc. J. Magn. Soc. Japan 23 (1999) 382

84. P. Sheng "Theory for the Dielectric Function of Granular Composite Media" Phys. Rev. Lett. 45 (1980) 60.

85. JI.B. Никитин, Jl.C. Миронова, B.B. Летвинцев и др. ФММ №2 (1991)

86. Г.С. Кринчик, Jl.В. Никитин, Л.С. Касаткина, Поверхность: физика, химия, механика №7 (1985) 140

87. Ю. Е. Калинин, А. Т. Пономаренко, А. В. Ситников, О. В. Стогней "Гранулированные нанокомпозиты с аморфной структурой" Физика и химия обработки материалов, 5 (2001) 14

88. Н. Akinaga, J. De Boeck, G. Borghs et al. "Negative magnetoresistance in GaAs with magnetic MnAs nanoclusters" Appl. Phys. Lett. 72 (1998) 3368

89. H. Akinaga, S. Miyanishi, K. Tanaka W. Van Roy, K. Onodera "Magneto-optical properties and the potential application of GaAs with magnetic MnAs nanoclusters" Appl. Phys. Lett. 76 No.l (2000) 97

90. А. Б. Грановский, М. В. Кузьмичев, А. Н. Юрасов, "Влияние квазиклассического размерного эффекта на оптические и магнитооптические свойства гранулированных сплавов" Вестник МГУ Серия 3. Физика. Астрономия. 6 (2000) 67

91. A. Granovsky, М. Kuzmichev, A. Yurasov. Proceedings of Moscow International Symposium on Magnetism, Moscow, Part II (1999) 223

92. H.R. Khan, A. Granovsky, F. Brouers, E.Gan'shina, J.P.Clerc, M.Kuzmichev "Magneto-optical spectra of ferromagnetic composites Cox(CuO)ix" J. Magn. Magn. Mater. 183 (1998) 127

93. Грановский А.Б., Диени Б., Кумаритова Р.Ю., Юрасов А.Н. "Особенности магнитооптических спектров гибридных мультислоев Co/Si02" ФТТ, 42, выпЮ (2000) 1860