Магнитооптическое исследование низкоразмерных магнитных структур тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.11 ВАК РФ

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ М.В. ЛОМОНОСОВА

ФИЗИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ

На правах рукописи

АБРОСИМОВА НИНА МИХАЙЛОВНА

МАГНИТООПТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ НИЗКОРАЗМЕРНЫХ МАГНИТНЫХ СТРУКТУР

Специальность 01.04.11 - физика магнитных явлений

АВТОРЕФЕРАТ

Диссертация на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Москва, 2006

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

Научный руководитель: доктор физико-математических наук,

профессор, Е.Е. Шалыгина

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук,

профессор Ю.Г. Рудой доктор физико-математических наук, профессор A.C. Андреенко

Ведущая организация: Институт металлургии и материаловедения

им. A.A. Байкова РАН, г. Москва,

Защита состоится " 15 " июня 2006 года в 16-00 часов на заседании Диссертационного Совета К 501.001.02 физического факультета Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова по адресу: Москва, 119992, Ленинские Горы, МГУ, физический факультет, аудитория ЮФА .

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке физического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова.

Автореферат разослан "15" мая 2006 года.

Ученый секретарь

Диссертационного Совета К 501.001.02,

кандидат физико-математических наук, И.А. Никанорова

Аосб/4-

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы

В настоящее время уделяется большое внимание изучению магнитных свойств и микромагнитной структуры (равновесного распределения намагниченности) низкоразмерных магнитных материалов, особенность которых состоит в том, что, по крайней мере, один их размер лежит в микрометрическом или нанометрическом диапазоне. Примером твердотельных низкоразмерных материалов являются тонкие магнитные плёнки, микро- и нанопроволоки, ультратонкие полоски микронных размеров, магнитные точки. Наконец, приповерхностная область магнитных кристаллов также является объектом пониженной размерности.

Интерес к низкоразмерным магнитным структурам не случаен и обусловлен рядом причин. В частности, в случае тонких магнитных плёнок толщиной несколько атомных слоев мы имеем дело с принципиально новыми низкоразмерными материалами, отличительной особенностью которых является нарушение трансляционной симметрии в одном из направлений. Это сопровождается появлением ряда, присущих только этим объектам физических свойств и явлений. Так в тонких магнитных плёнках толщиной несколько атомных слоев в отличие от массивных магнетиков наблюдается изменение доменной структуры и структуры доменных границ. В условиях нарушенного полного внутреннего отражения в них возможно возбуждение поверхностных плазменных и магнитоплазменных волн. В самое последнее время в ферромагнитных плёнках толщиной менее 6 монослоев теоретически предсказаны и экспериментально зарегистрированы новые квантовые размерные эффекты. В случае многослойных тонкоплёночных систем обнаружено гигантское магнитосопротивление. Что касается приповерхностных слоев ферромагнитных материалов, то вблизи поверхности магнитные материалы обладают особыми свойствами. В частности, структура доменных границ в приповерхностной области может отличаться от объёмной. На поверхности ферромагнетиков возможно скопление дефектов кристаллической решетки. Кроме того, для приповерхностной области, например, аморфных материалов характерно наличие сильной неоднородности в структуре и химическом составе. Таким образом, приповерхностная область магнитных кристаллов и особенно низкоразмерных магнитных материалов может оказывать существенное влияние на формирование их магнитных характеристик. Повышенный интерес к перечисленным

3

РОС. Н

выше ¡Материалам"

С-Г.'

О )

I ' !

¡/С?

обусловлен также многообещающими перспективами их практического применения в области магнитной записи и сенсорных устройств.

В последние годы, благодаря значительному прогрессу в развитии вакуумной техники (возможен вакуум до 10'9 - Ю-") Topp, удалось получить совершенные тонкоплёночные образцы с очень малой толщиной (вплоть до одного монослоя), характеризующиеся практически всеми свойствами объёмного магнетика (спонтанной намагниченностью, петлёй гистерезиса, остаточной намагниченностью) [1]. Рациональный выбор прекурсора при изготовлении аморфных материалов и научно-обоснованный режим их термической обработки позволил создать нанокристаллические материалы с уникальными статическими и динамическими магнитными свойствами. Все это обусловило усиление интереса к исследованиям низкоразмерных магнитных структур. Однако анализ существующих данных показал, что к моменту проведения наших исследований по-прежнему существовало много нерешенных проблем. Например, не был окончательно решен вопрос о влиянии приповерхностной микромагнитной структуры (равновесного распределения' намагниченности) на процессы перемагничивания низкоразмерных магнитных материалов; не изучена взаимосвязь приповерхностных магнитных свойств и микроструктуры аморфных и нанокристаллических сплавов; экспериментально не исследовано взаимное влияние микро- и нанопроволок, принадлежащих ансамблю указанных элементов (~106), на их магнитные свойства и микромагнитную структуру. Таким образом, можно утверждать, что экспериментальное решение перечисленных выше проблем является актуальной задачей физики магнитных явлений.

Проведение исследований микромагнитной структуры и поведения в магнитном поле низкоразмерных магнитных материалов, а также низкоразмерных элементов, в частности, приповерхностных областей в магнитомягких материалах возможно с использованием высокочувствительных экспериментальных методик. Одним из наиболее эффективных способов исследования таких объектов является магнитооптический метод, который и был использован в данной работе. Цель работы состояла в магнитооптическом исследовании влияния термической обработки на приповерхностные магнитные свойства тонких плёнок никеля и железа, FeNiCrSiNbMnB и FeNiCrSiNbMnBPC аморфных сплавов и сравнении полученных данных с объёмными характеристиками, а также изучении локальных магнитных

свойств и микромагнитной структуры пермаллоевых прямоугольных элементов микронных размеров. Научная новизна.

Экспериментально обнаружено сильное влияние температуры отжига на приповерхностные и объёмные магнитные характеристики (коэрцитивную силу, поле , насыщения, остаточную намагниченность), а также магнитооптические свойства плёнок никеля и железа. Показано, что найденные зависимости коэрцитивной силы Не от толщины плёнок и температуры отжига обусловлены микроструктурными особенностями изучаемых образцов.

Впервые с помощью метода сканирующей Керр микроскопии установлено, что локальные магнитные характеристики микронных пермаллоевых элементов (микрострайпов) зависят от их размеров, положения изучаемого участка в, микрострайпе и взаимного расположения микрострайпов относительно друг друга в ансамбле указанных элементов (~106). Экспериментально доказано влияние неоднородных полей рассеяния на локальные магнитные свойства микрострайпов.

Впервые установлены особенности приповерхностной микромагнитной структуры, локальных магнитных свойств и процессов перемагничивания исходных и отожженных многокомпонентных Ре№Сг81ЫЬМпВ и Ре№Сг81М>МпВРС сплавов, приготовленных в виде лент. Показана взаимосвязь магнитных свойств и микрокристаллической структуры изучаемых материалов.

Практическая ценность. Полученные результаты позволяют дать научно-обоснованные рекомендации при разработке многослойных тонкоплёночных систем для современных устройств спиновой микроэлектроники, а также при изготовлении объёмных аморфных сплавов и магнитомягких материалов. Основные результаты диссертации, выносимые на защиту:

1. Результаты магнитооптического исследования влияния температуры отжига на

<

приповерхностные и объёмные магнитные характеристики, а также магнитооптические свойства плёнок никеля и железа.

2. Анализа зависимостей магнитных характеристик плёнок никеля и железа от температуры отжига и толщины образца, взаимосвязь их с микроструктурными изменениями образцов.

3. Результаты изучения зависимости локальных магнитных характеристик микронных пермаллоевых элементов (микрострайпов) от их размеров, положения

изучаемого участка в микрострайпе и взаимного расположения микрострайпов относительно друг друга в ансамбле указанных элементов (~106).

4. Результаты исследования влияния термической обработки на приповерхностную микромагнитную структуру, локальные магнитные свойства и процессы перемагничивания FeNiCrSiNbMnB и FeNiCrSiNbMnBPC аморфных лент.

5. Анализ особенностей поведения поля насыщения Н$ и коэрцитивной силы Нс от температуры отжига FeNiCrSiNbMnB и FeNiCrSiNbMnBPC аморфных лент; сопоставление обнаруженных зависимостей Н^Т) и Нс(Г) с микроструктурными температурными изменениями образцов.

(

Апробация работы.

Основные результаты работы докладывались и обсуждались на международных и всероссийских конференциях: International Symposium on Advanced Magnetic Technologies, Taipei, Taiwan, May 13-16, 2001; 15th Soft Magnetic Materials Conference, Bilbao, Spain 5-7 September, 2001;Joint European Magnetic Symposia EMMA-MRM, Grenoble, France, August 28-September 1, 2001; MISM 2002, Московском международном симпозиуме по магнетизму, Москва, 20-24 июня, 2002; XVIII! Международной школе - семинаре "Новые магнитные материалы микроэлектроники", Москва, 24-28 июня, 2002; XIX Международной школе -семинаре "Новые магнитные материалы микроэлектроники", Москва, 28 июня -2 июля, 2004; EASTMAG-2004, Krasnoyarsk, Russia, August 24-27, 2004; Joint European Magnetic Symposia, Dresden, Germany, September 05-10, 2004; MISM 2005, Московском международном симпозиуме по магнетизму, Москва, 25-30 июня; 2005. Публикации. !

Основное содержание диссертации изложено в 21 печатных работах, список которых приведен в конце автореферата. Структура и объем диссертации.

Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения и списка литературы. Общий объём работы составляет 135 страницы машинописного текста, включая 56 рисунков, 3 таблицы и список цитируемой литературы из 138 наименований. КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертации; сформулированы цель, новизна, научная и практическая значимость работы; перечислены основные

6

положения, выносимые на защиту; кратко изложено содержание диссертации по главам.

Первая глава диссертационной работы посвящена магнитным свойствам тонких плёнок. В 1.1 перечислены основные методы их получения и исследования; дано представление о магнитных и структурных свойствах тонких плёнок, влиянии на них технологи приготовления и магнитного отжига. В 1.2 приведено описание экспериментальной магнитооптической установки, используемой в работе для изучения приповерхностных магнитных характеристик ферромагнитных материалов. В 1.3 описана спектральная установка, используемая для исследования магнитооптических свойств образцов. В 1,4 описана технология изготовления образцов, приведены их основные характеристики. В 1.5 проанализированы ошибки эксперимента.

В 1.6 представлены результаты исследования магнитных и магнитооптических свойств исходных и отожжённых плёнок железа и никеля, проведено обсуждение полученных экспериментальных данных. Информация о приповерхностных магнитных характеристиках исходных и отожженных пленок никеля и железа была получена с помощью магнитооптического магнетометра, собранного на базе двойного отражательного микроскопа МИС-11. Измерение приповерхностных кривых намагничивания и петель гистерезиса было выполнено с помощью экваториального эффекта Керра (ЭЭК), 3. Здесь 5 = (I - /о)//о, где / и /о интенсивность света, отраженного от намагниченного и ненамагниченного образца, соответственно. Были измерены зависимости 3(Н)/3$ сс М(Н)!МЪ (<5Ь -значение ЭЭК при М = М5, -намагниченность насыщения) при циклическом изменении (от +Н до - Я и от -Я до +Я) внешнего магнитного поля, приложенного параллельно поверхности образца и перпендикулярно плоскости падения света. Объёмные магнитные характеристики железных и никелевых плёнок были измерены на вибрационном магнетометре. Кривые намагничивания и петли гистерезиса для изучаемых плёнок были выполнены при двух ориентациях внешнего магнитного поля Я, приложенного в плоскости образцов. В одном случае направление Я совпадало с ориентацией магнитного поля, приложенного в процессе напыления плёнок (обозначенное как 01), а в другом было перпендикулярно этому направлению (02).

Было установлено, что исходные и отожжённые при Тшт = 300 °С плёнки никеля характеризуются плоскостной магнитной анизотропией. В данном случае

7

магнитная анизотропия обусловлена полем, приложенном параллельно подложке в процессе напыления плёнок (Н,иЬ ~ 70 Э). Следовательно, в указанных образцах обнаружена наведённая магнитная анизотропия, причиной которой принято считать парное упорядочение атомов, при этом влияние примесных центров, роль которых могут выполнять вакансии, дислокации и другие дефекты полностью исключить нельзя. Петли гистерезиса (как приповерхностные, так и объёмные) для указанных образцов в магнитном поле, приложенном вдоль 01, имеют форму, близкую к прямоугольной (значения приведённой остаточной намагниченности -0.94 -

0.97, ~ 0.9), а в поле, приложенном вдоль 02, наклонную, с отличной от

нуля коэрцитивной силой (см. приведенный для иллюстрации рис. 1). Согласно существующим представлениям [2, 3], такое поведение магнитной плёнки возможно при перемагничивании ее вдоль осей легкого и трудного намагничивания. Вместе с тем было найдено, что в отожжённых при Тат = 400 и 500 °С пленках плоскостная магнитная анизотропия практически отсутствует (см. рис. 1).

Н (Ое) Н (Ое)

Рис. 1. Приповерхностные петли гистерезиса, полученные с помощью экваториального эффекта Керра для отожжённых при Тапп = 300 и 400 °С №' плёнок толщиной 200 нм в магнитном поле, приложенном вдоль направлений и 02.

Проведенные измерения петель гистерезиса позволили получить зависимости приповерхностных и объёмных значений поля насыщения Н$, коэрцитивной силы Нс и приведённых значений остаточной намагниченности MR/M$ от толщины исходных и отожжённых Ni плёнок. На рис. 2 для иллюстрации приведены зависимости Z/c(tNl).

60

50

О 40

и X 30

20

—MOKE (D1) -»-MOKE (D2) — VSM (D1) -с—VSM (DZ

Т „ = 300 С

апп

80 120 160 t (nm)

40 80 120 160 200 t (nm)

120 100

О 80 5 60 40

f —MOKE (D1)

/ —MOKE (D2)

- / —VSM (D,)

' —VSM (D2)

>^!тГп„ = 400 °C

I.I.I

120 100 J 80 x° 60 40 20

T = 500 С

ann

40 80 120 160 200 t (nm)

40 80 120 160 200

t (nm)

Рис. 2. Зависимости приповерхностных и объемных значений коэрцитивной силы Не от толщины Ni пленок, полученные для исходного и отожженных при Тапп =300, 400 и 500 "С образцов

Из рисунка видно, что отожжённые при Тапп = 400 и 500 °С плёнки никеля при ориентациях магнитного поля вдоль направлений D1 и D2 имеют практически одинаковые зависимости магнитных характеристик от толщины образца. В целом анализ полученных данных показал следующее. В поле, параллельном D1, в исходных и отожжённых при Та„„ =300 °С плёнках никеля приведённая остаточная намагниченность практически не изменяется с увеличением толщины образца, а коэрцитивная сила Нс при t > 70 нм увеличивается. Значения A/rSUR/Ms и Mrvol/A/s, соответственно, равны ~ 0.95 и 0.9. Отожжённые при Та„„ = 400 и 500 °С плёнки никеля имеют практически одинаковые зависимости магнитных характеристик от толщины образца при ориентациях магнитного поля вдоль направлений D1 и D2.

Коэрцитивная сила Не при ? > 70 нм возрастает, а остаточная намагниченность Мц/М5 уменьшается с увеличением толщины. Полученные результаты свидетельствуют о том, что в результате отжига при Тапп = 400 и 500 °С плёнки никеля становятся практически изотропными и более магнитожёсткими.

Аналогичные измерения были проведены для плёнок железа. Зависимости приповерхностных и объёмных значений коэрцитивной силы Нс от температуры отжига и толщины плёнок железа, полученные в магнитном поле, приложенном вдоль направления Б1, представлены на рисунках 1.3.

о> О

о X

1 = 50 пт

— МОКЕ

-о-УЭМ

(а)

100 200 300 400 500

100 200 300 400 500

т с

50 40

аГ

О 30

о

X 20 10 0

1 = 70 пт

— МОКЕ

-о-УвМ

(Ь)

100 200 300 400 500 Т°С

0 100 200 ^£00 400 500

Рис. 3. Зависимости приповерхностных и объёмных значений коэрцитивной силы Не от температуры отжига, наблюдаемые плёнок железа разных толщин (а, Ь, с, с1) в магнитном поле, приложенном вдоль направления О!

Наблюдаемое изменение коэрцитивной силы Не при увеличении толщины плёнок и температуры отжига можно объяснить, используя результаты микроструктурных исследований образцов. Известно, что магнитно-полевое поведение тонких плёнок зависит в основном от размера кристаллитов, формирующих массив плёнки, и их кристаллографической ориентации. Микроструктурные исследования плёнок показали, что все изучаемые образцы имеют поликристаллическую структуру с размером кристаллитов, сравнимым с

толщиной плёнки. Кроме того, было обнаружено, что в XRD спектрах, полученных для изучаемых плёнок, наблюдаются только {111} линии, что свидетельствовало о преимущественной (111) ориентации кристаллитов параллельно поверхности образца. Было найдено также, что, например, в случае плёнок никеля с увеличением температуры отжига интенсивность линий {111} возрастает (см. таблицу), что согласно существующим данным [4, 5], связано с усилением текстуры образцов.

Таблица. Интенсивность линий {111}, наблюдаемая для исходных и

отожжённых Ni плёнок.

tN, (nm) т = о°г 1 arm v ^ Tann = 300°C Tann = 400°C Tann = 500 °С

50 48 152 2130 3040

70 180 2280 2400 3488

100 260 3600 3680 3980

200 1808 3760 4800 5640

В работе [4] было показано, что в более (111) текстурированных образцах (при прочих равных условиях) значение коэрцитивной силы увеличивается. Кроме того, в соответствии с данными, полученными в [6, 7], значение коэрцитивной силы возрастает с увеличением толщины магнитных плёнок, что обусловлено ростом размера кристаллитов, формирующих объём плёнок. В данном случае также была обнаружена такая корреляция между магнитными и микроструктурными свойствами Ni плёнок. Аналогичная корреляция между магнитными и микроструктурными свойствами была обнаружена и для плёнок Fe. Увеличение приповерхностных значений #cSUR, а вследствие этого, и объёмных значений HCWL при увеличении температуры отжига плёнок Ni может быть также объяснено усиливающейся шероховатостью поверхности отожжённых образцов, о чем свидетельствуют данные, полученные нами с помощью атомного силового микроскопа.

В 1.7 приведены результаты исследования магнитооптических свойств исходных и отожженных плёнок железа и никеля. Спектральные зависимости экваториального эффекта Керра (ЭЭК) для железных и никелевых плёнок были измерены на магнитооптической установке, собранной на базе монохроматора ДМР-4. Измерения были выполнены в области энергии квантов падающего света 1.4< Pica <

4.5 эВ. Угол падения света на образец был равен 65°. Все измерения выполнены при , комнатной температуре. Было обнаружено, что спектральные зависимости для всех исходных и отожжённых плёнок никеля и железа имеют практически одинаковую форму, а для плёнок одной серии величина ЭЭК не зависит от толщины образца. Для иллюстрации на рис. 4 приведены спектральные зависимости ЭЭК от энергии квантов падающего света йа>, полученные для исходных и отожжённых плёнок никеля при в поле Н > где Н$ - поле насыщения измеряемого образца.

1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 А ш (еУ)

4 3

со ? 2 X

ю 1

1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 А© (еУ)

4

Т = 400 °С м. ■апп 3

Л Ж. о 2

пш х Л

. 100 пт Ю 1

—200 пт 0

-1

1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 Лш (еУ)

1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 Аю (еУ)

Рис 4. Спектральные зависимости экваториального эффекта Керра для исходных и отожжённых при Тапп = 300, 400 и 500 °С плёнок никеля

Известно, что магнитооптические эффекты Керра чувствительны к намагниченности приповерхностного слоя определённой толщины, соответствующей глубине проникновения света в среду - 1РЕц. При исследовании приповерхностных магнитных и магнитооптических свойств плёнок железа и никеля толщина измеряемого приповерхностного слоя не превышала 15 нм. Можно видеть, что толщина изучаемых образцов / больше, чем значение Благодаря этому мы не наблюдали влияние

толщины плёнок на величину ЭЭК. Кроме того, анализ спектральных зависимостей ЭЭК, полученных для № и Бе плёнок, показал, что они аналогичны спектрам, наблюдаемым для монокристаллических образцов никеля и железа [49]. В частности, максимальное значение ЭЭК (с5шах) для всех плёнок N1 и Бе наблюдается в области Асу = 3.7 и 1.8 еУ, соответственно. Вместе с тем можно видеть, что с ростом температуры отжига величина ЭЭК уменьшается. Например, для исходных и отожжённых при 300, 400 и 500 °С плёнок никеля, значения <Гах равны 4.6x10"3, 3.9x10"3, 3.6x10"3 и 3.2x10"3, соответственно. Этот факт можно объяснить, используя данные, полученные с помощью вибрационного магнетометра. Было найдено, что значение намагниченности насыщения М$ отожжённых при 300, 400 и 500 °С плёнок никеля уменьшается по сравнению с исходных образцов примерно в 1.2, 1.3 и 1.4 раза, соответственно. Соотношение максимальных значений ЭЭК, <5гаах, для отожжённых и исходных плёнок практически такое же. Аналогичные соотношения между значением ЭЭК и намагниченностью насыщения М$ было найдено и для плёнок железа. Известно, что магнитооптические эффекты в первом приближении имеют линейную зависимость от намагниченности (3 ос М). Таким образом, уменьшение ЭЭК можно объяснить уменьшением в отожжённых образцах.

Вторая глава посвящена изучению влияния размеров и геометрии тонкопленочных магнитных полосок микронных размеров, принадлежащих ансамблю (~10б) элементов, на их магнитные свойства и микромагнитную структуру. В 2.1 приведено описание низкоразмерных магнитных структур размерностью меньше двух, способов их получения, методов исследования и практического применения. В 2.2 приведены существующие представления о доменной структуре, процессах перемагничивания тонкоплёночных микроэлементов и факторах, влияющих на их магнитные свойства. В 2.3 дано описание магнитооптической установки микронного разрешения (магнитооптического микромагнетометра), используемого в работе для изучения микромагнитной структуры и локальных магнитных свойств низкоразмерных магнитных структур.

В 2.4 описана технология изготовления и основные характеристики исследуемых образцов. Исследуемые образцы, представляющие собой совокупность периодически расположенных прямоугольных элементов микронных размеров (микрострайпов), были приготовлены из пермаллоевых №80Ре2о плёнок методом высокоразрешающей электронно-лучевой литографии. №80Ре20 плёнки толщиной 15

13

нм были получены методом DC магнетронного напыления при базовом давлении в камере порядка 10"8 Topp и давлении аргонового газа 1x10"4 Topp. Пленки были напылены на стеклянные подложки. В процессе напыления пленок параллельно подложке было приложено магнитное поле, #sub, порядка 70 Э. В результате исходные Ni80Fe2o плёнки имели плоскостную одноосную магнитную анизотропию с легкой осью намагничивания (OJIH), параллельной направлению tfsub. Полное число микрострайпов в каждом образце было порядка 106. Длина микрострайпов I была параллельна OJIH исходных плёнок. Ширина страйпов w была равна 2 мкм. Фактически был получен набор образцов, в которых аспект-отношение l/w варьировалось от 2 до 15, а расстояние между микрострайпами в ряду S/ - от 0.25 до 4 мкм. Расстояние между рядами S2 было равно 2 мкм. Изучаемые микрострайпы имели ровные 90° боковые грани. Были приготовлены также образцы с изолированными микрострайпами аналогичных размеров, то есть в этом случае можно считать, что S/ и S2-+ 00.

В 2.5 приведены результаты исследования локальных магнитных свойств микронных тонкоплёночных пермаллоевых элементов. Исследования микромагнитной структуры и локальных магнитных свойств изучаемых образцов были выполнены на магнитооптическом микромагнетометре. Локальные петли гистерезиса и распределения плоскостных компонент намагниченности были измерены с помощью экваториального эффекта Керра при перемещении щели размером (0.5x2) мкм2 по изображению микрострайпа вдоль его длины /. Распределения компоненты намагниченности, перпендикулярной к поверхности микрострайпа, Мп, были измерены с помощью полярного эффекта Керра. Поле Н было приложено в плоскости образцов вдоль длины микрострайпов. Экспериментально было найдено, что локальные магнитные характеристики' микрострайпов зависят как от их размеров, так и от месторасположения измеряемого участка в микрострайпе. В частности, было установлено, что локальные значения Hs и Не возрастают с уменьшением I и с увеличением расстояния от центра микрострайпа. Найдено, что локальные значения поля насыщения Н$ микрострайпов больше, чем Hs сплошных пленок, но меньше, чем Hs одиночных микрострайпов. Используя аналитическое выражение для локального размагничивающего фактора центральной части прямоугольного элемента [10], мы рассчитали локальные значения Hs при' различных значениях аспект-отношения l/w Результаты этого расчета и

экспериментально найденные значения Hs для центральных микроучастков значения

l/w

Рис. 5. Зависимость рассчитанных и экспериментально найденных локальных значений поля насыщения Hs центральных участков микрострайпов от аспект-отношения l/w.

Из рисунка 5 можно видеть, что при l/w < 8 рассчитанные и экспериментальные значения Hs практически совпадают, а при l/w > 8 экспериментальные значения поля насыщения больше рассчитанных Hs. Объяснение этого факта может состоять в следующем. Измерения распределений намагниченности показали, что в микрострайпах с l/w > 8 существуют как параллельная (Л/ц), так и перпендикулярная (Mi) приложенному магнитному полю плоскостные компоненты намагниченности. Зависимость MJJ) имеет знакопеременный характер, причем Л/х отлична от нуля вплоть до больших магнитных полей, в которых компонента Мц уже практически не изменяется по величине и равна 0.97 - 0.98 Ms. Эти данные позволили предположить, что в микрострайпах с l/w > 8 реализуется так называемая «buckling» мода перемагничивания. Компонента обусловливает появление полей рассеяния, направленных перпендикулярно приложенному магнитному полю Я, что в свою очередь обусловливает блокировку процессов перемагничивания и приводит к возрастанию Hs.

Были также проведены исследования микромагнитной структуры (равновесного распределения намагниченности) в микрострайпах. На рис.6 приведены типичные распределения плоскостных компонент намагниченности, параллельных приложенному магнитному полю Я, наблюдаемые для изучаемых

микрострайпов. Особого внимания заслуживает тот факт, что измерения полярного эффекта Керра показали, что помимо плоскостных компонент намагниченности, существуют компонента намагниченности, перпендикулярная поверхности микрострайпов (Мп), причем эта компонента существует только на краевых микроучастках. Появление Мп можно объяснить наличием полей рассеяния в этих областях. Было обнаружено, что локальные компоненты намагниченности (как М„_ так и Л/|) на краевых участках микрострайпов увеличиваются при уменьшении расстояния между соседними элементами, при этом локальные значения М„ и М\ центральных участков изменяются незначительно. Дополнительные исследования показали, что распределения намагниченности Мц(/) и Мп{1) имеют асимметричную форму, если значения 51/ между ближайшими соседними микрострайпами имеют различные значения (см. рис. 6).

t» 1.0

0.8 0.6 0.4 0.2 0.0

(a)

2

.....

..........."--^-Xwy i ■ ■ ------1 > ■ ~ t

0 1 2 3 4 5 6 Microstripe length / (цт)

0 1 2 3 4 5 6 M icrostripe length l (цт)

Рис.6, (a) Распределения плоскостных (кривые 1, 2, 3) и нормальной компонент намагниченности М„ (кривые Г, 2') вдоль длины микрострайпов Кривые 1, 1' 3 были измерены при H = 14 и б Э, соответственно, для ансамбля микрострайпов с одинаковыми Si = 2 мкм между соседними элементами. Кривые 2 и 2' были получены при H — 14 Э для страйпа, имеющего различные значения Si • 2 мкм с одной стороны и 1 2 мкм с другой. (6j Распределение Мп вдоль длины микрострайпов в увеличенном масштабе

На рис.7 приведена зависимость плоскостной компоненты намагниченности краевого участка Мце<18е от значения Б]. Здесь Мце<1бе - усредненное значение плоскостной компоненты намагниченности по начальному краевому участку площадью (0.25x2) мкм2.

"§ 0,30 -1-1-1-1->-1-1-L

* 0,0 0,5 1 ,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 Spacing S ] (|дт )

Рис. 7. Зависимость плоскостной компоненты намагниченности краевого участка микрострайпа, имеющего размер 2x6x0.015 мкм3 от расстояния между страйпами Sj. Пунктирная линия соответствует намагниченности на краю изолированного микрострайпа такого же размера (Si = со).

Из рис. 7 можно видеть, что при Si < 1.25 мкм значение Л/ц6086 увеличивается с уменьшением S\, а при S\ > 1.25 мкм асимптотически приближается к M|ed8e при S\ = да, то есть к значению A/|edec изолированного страйпа. Объяснение полученных данных состоит в следующем. Согласно микромагнитным расчетам [11, 12], локальный размагничивающий фактор измеряемого участка микрострайпа, принадлежащего множеству (106) магнитных микрострайпов, зависит как от расположения этого участка в микрострайпе, так и от расстояния между микрострайпами. Это обусловлено неоднородными магнитодипольными полями, возникающими благодаря появлению магнитных зарядов на боковых поверхностях микрострайпов. Эти поля быстро убывают {-Mr1) с удалением от магнитных полюсов. В результате, локальный размагничивающий фактор микрострайпа быстро уменьшается при перемещении от края к центру. Следствием этого является то, что локальная намагниченность центральных участков изменяется незначительно, а краевые участки подвержены наиболее сильному влиянию неоднородных дипольных магнитных полей. Фактически, это влияние увеличивается с уменьшением 5] благодаря возрастанию магнитостатического взаимодействия между микрострайпами.

Третья глава посвящена магнитным свойствам аморфных материалов. В 3.1 описаны основные способы получения и методы исследования аморфных материалов, их магнитные свойства и практическое применение. В 3.2 дано описание исследуемых образцов. Fe6] 4Ni36Cr3 2Si2 4Nb7sMn36B|8 (лента N1) и Fe64 6Ni3 7Cr7 7Si|Nb2Mn|B4Pi0C6 (лента N2) аморфные ленты шириной 2 мм и толщиной 35 мкм были приготовлены

методом закалки расплава на быстровращающемся барабане. Для проведения измерений ленты были разрезаны на куски длиной 20 мм. Куски лент были отожжены в вакууме в течение одного часа при различных температурах. Куски ленты N1 были отожжены при температурах 470 - 1080 С, а ленты N2 - при 410 - 870 °С. Измерения распределений намагниченности для исследуемых образцов были проведены в центральной части, чтобы исключить влияние краевых эффектов, в частности, изменение локального размагничивающего фактора.

В 3.3 приведены результаты исследования приповерхностной микромагнитной структуры (равновесного распределения намагниченности) и магнитных свойств изучаемых многокомпонентных аморфных лент, а также влияния на них термической обработки. Изучение приповерхностных магнитных свойств аморфных лент было проведено на магнитооптической установке собранной на базе микроскопа МИС-11. При смещении светового пятна диаметром 20 мкм по поверхности ленты распределения плоскостных компонент намагниченности и локальные кривые намагничивания были измерены с помощью экваториального эффекта Керра (ЭЭК), 5. Петли гистерезиса были измерены путем регистрации магнитооптических сигналов с участка поверхности диаметром 2 мм. Объёмные магнитные характеристики образца измерены с помощью вибрационного магнитометра.

На рис. 8 и 9 приведены типичные локальные приповерхностные кривые намагничивания и распределения компоненты намагниченности, параллельной приложенному магнитному полю, наблюдаемые для исходного и отожжённого при Т = 470 °С образцов.

Рис. 8. Типичные локальные приповерхностные кривые намагничивания, наблюдаемые для исходного и отожжённого при Т = 470 "С образцов.

1,0

0,8

(0 0,6

S

— 0,4

Е

0,2

0,0

^^As-cast^F reejiide^^

VVVVV4

— H = 8 Oe —t—H = 20 Oe

200 400 600 800 W(»m)

1,0

0,8

(0 0,6

S

S 0,4

0,2

0,0

Tann = 470 °C Free side —— H = 8 Oe —— H = 20 Oe

200 400 600 800 W (um)

Рис. 9. Типичные распределения компоненты намагниченности, параллельной приложенному магнитному полю, наблюдаемые при сканировании светового пятна диметром 20 мкм вдоль ширины образцов Ж.

Из рисунка 8 можно видеть, что кривые намагничивания исходного образца различаются незначительно. Это свидетельствует о высокой однородности локальных магнитных свойств, что может бьггь следствием слабой дисперсии магнитной анизотропии исходной ленты. Следует отметить, что этот результат отличается от данных, полученных в нашей лаборатории для аморфных лент других составов [13], в которых была обнаружена сильная дисперсия магнитной анизотропии. Из рисунка 8 также можно видеть, что кривые намагничивания отожжённого при Т = 470 °С образца практически совпадают. Аналогичный результат был получен для образцов, отожжённых при других температурах. Этот факт свидетельствует об улучшении однородности локальных магнитных свойств после отжига. Анализ распределений намагниченности показал, что для исходного образца зависимости M/MS(W) при любом значении L характеризуются несколькими периодически повторяющимися пиками, а в отожжённых образцах значения M/Ms изменяются незначительно (см. рис. 9). Таким образом, было обнаружено сильное влияние температуры отжига на магнитные свойства изучаемых образцов. Результаты измерений петель гистерезиса для изучаемых Fe6i 4Ni36Cr3 2Si24Nb7 8Mn36B|8 образцов также подтверждали этот факт. Для иллюстрации на рис. 10 и 11 приведены зависимости приповерхностных и объёмных значений поля насыщения и коэрцитивной силы от температуры отжига, полученные из петель гистерезиса.

г°с г°с

Рис. 10. Зависимости приповерхностных и объёмных значений коэрцитивной силы изучаемых образцов от температуры отжига

Т°с г°с

Рис. 11. Зависимости приповерхностных и объёмных значений поля насыщения изучаемых образцов от температуры отжига

Анализ полученных данных показал, что температурные зависимости приповерхностных и объёмных значений коэрцитивной силы Яс и поля насыщения имеют аналогичный вид, но объёмные значения Яс и Я5 примерно в 4 - 5 раз меньше по сравнению с приповерхностными Яс и Я;. Этот факт может быть объяснен наличием шероховатости и микроструктурных изменений у поверхности образцов, в частности, увеличением концентрации атомов металлоидов в приповерхностном слое толщиной примерно 0.4 мкм, что является характерным для материалов, полученных методом закалки из расплава. Это приводит к увеличению влияния полей рассеяния вблизи немагнитных включений на процессы перемагничивания приповерхностной области и существенному увеличению коэрцитивной силы и поля насыщения приповерхностной области по сравнению с объёмными значениями. Кроме того, было найдено, что значения Яс и Я5 для свободных сторон ниже, чем для контактных. Этот факт может быть объяснен различающимися остаточными напряжениями,

возникающими вблизи контактной и свободной сторон в процессе изготовления лент, а также различающейся морфологией этих сторон.

Можно видеть также, что температурные зависимости Яс и Я5 имеют следующие особенности. С увеличением температуры отжига до 525 °С значения Яс и #5 уменьшаются, с последующим ростом температуры до 720 °С Яс и Я? резко увеличиваются, а при Т> 820 °С они уменьшаются. Обнаруженные зависимости Я5(7) и Яс(Г) могут быть объяснены микроструктурными особенностями образцов. В соответствии с рентгеноструктурными данными, микроструктура отожжённых образцов изменяется очень сильно (см. приведенную для иллюстрации таблицу).

Таблица.

Phase (%) T °o * апп. ^

0 470 525 580 660 720 820 910 980 108 0

Amorph ous 100 100 100 - - - - - - -

a-Fe -16

Fe3Si - - - 38 51 69 77 78 78

NiCrjSi (type ß-Mn) - - - -58 48 33 14 - - -

(Fe,Mn, Cr)2B (type C16) - - - -26 14 17 18 6 10 -

(Cr,Fe)4 В (type Cr4B) - - - - - - - 18 12 23

Из табличных данных следует, что исходный и отожжённые при Т = 470 и 525 °С образцы являются рентгеноаморфными. Улучшение магнитных свойств указанных образцов в результате термической обработки можно объяснить изменением магнитоупругой анизотропии, величина которой зависит от магнитострикции и внутренних напряжений, индуцированных в процессе изготовления лент. Известно, что термическая обработка приводит к уменьшению остаточных напряжений ст. Вследствие этого, значение эффективной константы магнитной анизотропии (Л"Эфф ос

Х5ст) уменьшается, что обуславливает уменьшение Я5 и Не- Появление Ы1Сг381 и (Бе, Мп, Сг)2В фаз обусловливает увеличение значений Н5 и Нс. Вместе с тем, появление и рост (Сг, Ре^В фазы, а также увеличение Рс38] фазы приводит к дисперсной структуре отожжённых образцов, что сопровождается уменьшением значений коэрцитивной силы и поля насыщения.

Аналогичные измерения были проведены для аморфных лент состава Ре64 6№3 7Сг7 7811НЬ2Мп1В4Р1оС6. Сильное влияние термической обработки на магнитные свойства образцов было также обнаружено. Для иллюстрации на рис. 12 представлены типичные локальные приповерхностные кривые намагничивания, наблюдаемые для свободной и контактной сторон исходного и отожжённых образцов.

1,0

Tann = 0 С 0,8

Free side 0,6

— point 1 s

point 2 F 0,4

point 3

H//L 0,2

HsA,ver = 51 Ое 0,0

40 50 6 0

Н (Ое)

10 20 30 40 50 60 70 Н (Ое)

10 20 30 40 50 60 70 о 10 20 30 40 50 60 70 80 Н (Ое) Н (Ое)

Рис. 12. Типичные локальные приповерхностные кривые намагничивания, наблюдаемые на свободной и контактной сторонах исходного и отожженных при различных температурах ^¡ц /СУ; /Л'/М^Л/л/Д^Р/оСб образцов.

Из рисунка 12 можно видеть, что локальные приповерхностные кривые намагничивания, наблюдаемые для исходного образца, различаются, то есть исходная лента более сложного состава характеризуется дисперсией магнитной анизотропии. Вследствие этого, разброс локальных значений поля насыщения для различных микроучастков порядка 20 - 30 %. С ростом температуры отжига однородность локальных магнитных свойств повышается, причём в большей степени это проявляется для свободной стороны отожжённых образцов. Этот факт, также как и в предыдущем случае, может быть объяснен различающимися остаточными напряжениями, возникающими вблизи контактной и свободной сторон в процессе изготовления лент, а также различающейся морфологией этих сторон. Повышение однородности приповерхностных магнитных свойств было подтверждено также результатами измерений распределений намагниченности для данных образцов.

Было также обнаружено, что с ростом температуры отжига уменьшается различие магнитных свойств для контактной и свободной сторон ленточных образцов, то есть повышается однородность магнитных свойств по толщине лент. Для иллюстрации этого факта на рис. 13 приведены приповерхностные кривые намагничивания, измеренные путем регистрации магнитооптического сигнал с участка поверхности диаметром 2 мм.

Т = 410 С

— Free side, Hs = 25 Ое

— Wheel side, Hs = 48 0(

1,0

0,5

0,0

:535C — Free side, Hs = 98 Oe -=- Whell side, Hs = 115 Oe

0 10 20 30 40 50 60 70 "'"о 20 40 60 80 100120 Н (Ое) Н (Ое)

Рис. 13. Приповерхностные кривые намагничивания, наблюдаемые на свободной и контактной сторонах отожжённых при Т = 410 и 535 "С образцов

Что касается зависимости магнитных характеристик от температуры отжига, то и в данном случае они имеют ряд особенностей. На рис. 14 представлены зависимости приповерхностных и объёмных значений поля насыщения от температуры отжига, наблюдаемые для изучаемых образцов. Зависимость объёмных значений поля

насыщения от температуры имеет аналогичный вид, но их величины, как и в предыдущем случае, примерно в 4 раза меньше приповерхностных.

Tann (degree) С Tann (degree) С

Рис. 14. Зависимости приповерхностных и объёмных значений поля насыщения изучаемых образцов от температуры отжига.

Из рисунка 14 видно, что минимальное значение поля насыщения наблюдается для образца, отожжённого при Т = 464 С. При дальнейшем увеличении температуры отжига ленточных образцов наблюдается рост Н$. Обнаруженные зависимости HS(T) могут быть также объяснены микроструктурными особенностями изучаемых образцов. По данным рентгеноструктурного анализа при изотермическом отжиге при Т < 500 С (которая ниже температуры кристаллизации при непрерывном нагреве, но соответствует первой стадии изотермической кристаллизации) из аморфной фазы выделяется ГЦК твердый раствор, имеющий наноразмерную структуру с периодом а, равным 3.55 Á. Кроме того, в образце присутствует нанокристаллическая a-Fe фаза с периодом а = 2.87 А. Появление нанокристаллической фазы и обусловливает уменьшение эффективной константы магнитоупругой анизотропии и, как следствие этого, уменьшение Н$. С ростом температуры отжига до температуры Т = 700 С твердый ГЦК раствор претерпевает изменения, приводящие к нарушению кубической симметрии, что проявляется в расщеплении ГЦК-рефлексов на диффрактограмме. Помимо искаженной ГЦК фазы (ГЦК ) в образце появляется еще одна фаза с неизвестной структурой (Х-фаза). Повышение температуры отжига до 800 С приводит к развитию второй стадии превращения. На этой стадии происходит распад ГЦК*- и Х-фазы с образованием выделений a-Fe (тип А2, а = 2.866 Á), Fe2B (тип С16, а = 5 129 А, с = 4.233 А), и фазы FeNbB (тип С22, а = 6.004 А, с = 3.188 А). Таким

образом, в образцах после отжига при температуре 800 "С присутствуют пять ианоразмериых фаз, что приводит к росту величины поля насыщения.

Подводя итог, можно отметить, что для обеих многокомпонентных лент отжиг при температуре 525 °С для ленты N1 и при 464 °С для ленты N2 приводит к существенному улучшению их магнитных характеристик. При этом было обнаружено, что термическая обработка аморфных лент в значительной степени влияет и на их динамические характеристики. Максимальное значения магнитоимпеданса Ь.Ъ1Ъ (%) для исходного образца равно 25 %, среди отожжённых образцов оно наблюдается при Т- 525 °С и составляет 140 %.

В заключении сформулированы основные результаты и выводы.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Обнаружено сильное влияние температуры, Т, отжига и толщины, !, плёнок никеля и железа на их приповерхностные и объёмные магнитные характеристики и, в частности, на значения коэрцитивной силы Яс. Показано, что найденные зависимости Нс(Т) и #с(/) могут быть объяснены микроструктурными изменениями изучаемых образцов.

2. Установлено, что исходные и отожжённые при температуре Т = 300 °С плёнки никеля характеризуются наличием наведённой плоскостной магнитной анизотропии с лёгкой осью намагничивания, совпадающей с направлением магнитного поля, приложенного в процессе изготовления плёнок; отожжённые при температуре Т = 400 и 500 °С плёнки никеля становятся изотропными и существенно более магнитожёсткими.

3. Обнаружено, что спектральные зависимости экваториального эффекта Керра (ЭЭК) плёнок никеля и железа аналогичны спектрам ЭЭК, наблюдаемым для монокристаллических № и Бе образцов, но величина ЭЭК уменьшается с ростом температуры отжига. Показано, что температурные изменения ЭЭК обусловлены уменьшением намагниченности насыщения М5 изучаемых пленок в результате их отжига.

4. Установлено, что локальные магнитные характеристики и, в частности, локальные значения поля насыщения пермаллоевых прямоугольных элементов микронных размеров (микрострайпов), полученных из пермаллоевых >Л8оРе2о плёнок методом высокоразрешающей электронно-лучевой литографии, превышают Я5 исходных пленок и зависят от положения измеряемого участка в микрострайпе. Найдено, что значения Я5 увеличиваются с уменьшением длины микрострайпа / и с увеличением расстояния от его центра.

5. Обнаружено, что на краевых участках микрострайпов существуют компоненты намагниченности, перпендикулярные их поверхности. Полученные данные объяснены наличием полей рассеяния, возникающих при намагничивании прямоугольных элементов.

6. Установлено, что магнитостатическое взаимодействие между микрострайпами существенно влияет на локальные значения намагниченности краевых участков. Экспериментально найдено, что магнитостатическое взаимодействие между микрострайпами проявляется, начиная с расстояний между ними меньше, чем 1.25 мкм.

7. Установлено, что локальные магнитные свойства микрострайпов, принадлежащих ансамблю (~106) подобных элементов в основном определяется неоднородными магнито-дипольными полями.

8. Обнаружено сильное влияние температуры отжига на магнитостатические свойства и микромагнитную структуру (равновесное распределение намагниченности) многокомпонентных Ре6] 4№3 6Сг3 28г'2^НЪ7 8Мп3 6В,8 (N1) и Рвб4 7СГ7 78111ЧЬ2Мп1В4Р10С6 (N2) сплавов, приготовленных в виде лент. Найдено, что с ростом температуры отжига однородность приповерхностных магнитных свойств повышается.

9. Показано, что обнаруженные особенности температурных зависимостей Я5 и Яс изучаемых лент могут быть объяснены микроструктурными изменениями образцов в результате отжига.

10. Найдено, что оптимальные магнитомягкие свойства и динамические характеристики для изучаемых многокомпонентных аморфных лент могут быть получены при температуре отжига Т = 525 °С (лента N1) и при Т = 464 °С (лента N2).

Основные результаты диссертации опубликованы в работах:

1. Е.Е. Shalyguina, Kyung-Ho Shin, N.M. Abrosimova, Size dependence of magnetic properties of permalloy microstripe arrays, J. Magn. Magn. Mater., 239, 2002, p. 252-254.

2. E.E. Shalyguina, M.A. Komarova, N.M. Abrosimova, A.N. Shaligin, Investigation of surface micromagnetic structure of FeCuNbSiB amorphous microwires, J. Magn. Magn. Mater., 242-245, 2002, p. 265-268.

3. E.E. Shalyguina, N.M. Abrosimova, Micromagnetic structure and local magnetic properties of Permalloy stripes with micron sizes, Technical Physics Letters, 28, N16, 2002, p. 45-51.

4. E.E. Shalyguina, M.A. Komarova, N.M. Abrosimova, A.N. Shaligin, Magneto-optical investigation of FeCuNbSiB amorphous wires, J. Magn. Magn. Mater., 254-255, 2002, p. 173-175.

5. E.E. Шалыгина, H.M. Абросимова, M.A. Комарова, B.B. Молоканов, Ч.О. Ким, Ч.Ж. Ким, Я. В. Рим, Влияние технологии получения Co68Fe4Cr4Sii2B12 аморфных лент на их приповерхностные магнитостатические и динамические характеристики, Вестник МГУ, Серия 3, Физика, астрономия, №4, 2003, с. 51-56.

6. E.E. Shalyguina, N.M. Abrosimova, M.A. Komarova, V.V. Molokanov, Chong-Oh Kim, Cheol Gi Kim, Y.W. Rheem, The effect of a precursor on magnetostatic and dynamic characteristics of Co6sFe4Cr4Sii2Bi2 amorphous ribbons, Technical Physics Letters, 29, №7, 2003, p. 547-549.

7. E.E. Шалыгина, H.M. Абросимова, M.A. Комарова, B.B. Молоканов, Исследование магнитных свойств и микромагнитной структуры Fe6,4Ni36Cr3 2Si24Nb7 8Mn36Bi8аморфных лент, ЖТФ, т. 74, в. 9, 2004, с.127-130.

8. Е.Е. Шалыгина, И. Скорванек, П. Свек, В.А. Мельников, Н.М. Абросимова, Инвертированные приповерхностные петли гистерезиса в гетерогенных (нанокристаллических/аморфных) Fe8]Nb7B|2 сплавах, ЖЭТФ, т. 126, №3, 2004, с. 625633.

9. Е.Е. Шалыгина, В.В. Молоканов, A.M. Салецкий, М.А. Комарова, Н.М. Абросимова, Исследование приповерхностной микромагнитной структуры многокомпонентных Fe6] 4Ni3 6Cr3 2Si2 4Nb7 8Мпз6В]8 аморфных лент, Труды конференции «Новые магнитные материалы микроэлеюроники-XIX», Москва, 2004, с. 826-828.

10. Е.Е. Шалыгина, В.В. Молоканов, В.А. Мельников, Н.М. Абросимова, Особенности магнитных свойств гетерогенных (нанокристаллических/аморфных) Fe805Nb75Bi2 сплавов, Труды докладов конференции «Новые магнитные материалы микроэлекгроники-XIX», Москва, 2004, с. 877-879.

11. Е.Е. Shalyguina, V.V. Molokanov, М.А. Komarova, V A. Melnikov, N.M. Abrosimova, Inverted near-surface hysteresis loops in annealed Fe805Nb7Bl25 ribbons, J. Magn. Magn. Mater., 290-291, Part 2, 2005, p. 1438-1441.

12. Е.Е. Шалыгина, JI.B. Козловский, Н.М. Абросимова, М.А. Мукашева, Влияние отжига на магнитные и магнитооптические свойства пленок Ni, ФТТ, т. 47, в. 4, 2005, с. 660-665.

Тезисы докладов

1. Е.Е. Shalyguina, Kyung-Ho Shin, N.M. Abrosimova, Size dependence of magnetic properties of permalloy microstripe arrays, Book of abstracts, Int. Symp. on Physics of Magnetic Materials, Int. Symp. on Advanced Magnetic Technologies, Taipei, Taiwan, May 13-16, 2001, p. 32.

2. E.E. Shalyguina, M.A. Komarova, N.M. Abrosimova, Magneto-optical investigation of FeSiBCuNb amorphous wires, Book of abstract of 15th Soft magnetic Materials Conference, Bilbao, Spain, 5-7 September, 2001, B-23.

3. E.E. Shalyguina, M.A. Komarova, N.M. Abrosimova, Magneto-optical investigation of local magnetic properties of FeCuNbSiB amorphous microwires, Book of abstracts of Joint European Magnetic Symposia EMMA-MRM, Grenoble, France, August 28-1, September 1, 2001, A079.

4. E.E. Shalyguina, N.M. Abrosimova, Local magnetic properties and magnetostatic interaction of permalloy microstripe arrays, Book of abstracts of Moscow International Symposium on Magnetism, MISM 2002, 20-24 June, Moscow, Russia, p. 80.

5. E.E. Shalyguina, V.V. Molokanov, M.A. Komarova, VA. Melnikov, N.M. Abrosimova, Inverted near-surface hysteresis loops in annealed Fe8o 5№>7В12 s ribbons, Book of Abstracts of the Joint European Magnetic Symposia, Dresden, Germany, September 0510, 2004, p. 115.

6. E.E. Shalyguina, M.A. Komarova, N.N. Abrosimova, A.M. Saletskii, V.V. Molokanov, The influence of annealing on magnetostatic and dynamic properties of Fe6i4Ni36Cr3 2Si2 4Nb78Mn3 6B18 amorphous ribbons, Abstract Book, EASTMAG-2004, Krasnoyarsk, Russia, August 24-27, 2004, p. 162.

7. E.E. Shalyguina, МЛ. Mukasheva, N М. Abrosimova, L V. Kozlovskii, E. Tamanis, The influence of annealing on magnetic properties of thin iron and nickel films, Book of abstracts of Moscow International Symposium on Magnetism, MISM 2005, June 25-30, Moscow, Russia, p. 234.

8. E.E. Shalyguina, V.V. Molokanov, M.A. Komarova, V.A. Melnikov, A.M. Abrosimova, Peculiarities of magnetic properties of annealed Fe805Nb7B|25 ribbons, Book of abstracts of Moscow International Symposium on Magnetism, MISM 2005, June 25-30, Moscow, Russia, p. 263.

9. E.E. Shalyguina, M.A. Komarova, N.M. Abrosimova, V.V. Molokanov, A.N. Shalygin, The influence of annealing on magnetostatic and dynamic properties of Fe(,i 4Ni3 6Cr3 2Si j 4Nb7 8Мп3(;В,8 amorphous ribbons, Book of abstracts of Moscow International Symposium on Magnetism, MISM 2005, June 25-30, Moscow, Russia, p. 264.

Цитируемая литература

1. H. P. Oepen, M. Benning, H. Ibach, J. Magn. Magn. Mater, 86, 1990, p. 137-142.

2. C.B. Вонсовский, Магнетизм, магнитные свойства диа-, пара-, ферро-, антиферро- и ферримагнетиков, М.: Наука, 1971,1032 с.

3. Г.С. Кринчик, Физика магнитных явлений, М • Изд. Московского университета, 336 с.

4. C.J. Lin, G.L. Gorman, С.Н. Lee, R.F.C. Farrow, E.E. Marinero, H.V. Do, H. Notrys, J. Magn. Magn. Mater., 93, 1991, p. 194-206.

5. X. Bi, L. Gan, X. Ma, S. Gong, H. Xu, J. Magn. Magn. Mater., 268, 2004, p. 321-325.

6. E.E Shalyguina, L.V. Kozlovskii, A.A. Korendayssev, Письма в ЖТФ, т. 22, в. 3, 1996, стр. 63-67.

7. E.E Shalyguina, К.Н. Shin, J. Magn. Magn. Mater., 220, 2000, p. 167-174.

8. Г.С. Кринчик, E.E. Чепурова, А.П. Парсанов, ФТТ, т. 11,1969, с. 2029-2031.

9. Г С. Кринчик, Е.Е. Чепурова, Ш.В. Эгамов ЖЭТФ, т. 74, 2, 1978, с. 714-719.

10. J.A.Copeland, J. Appl. Phys., 43, №4, 1972, p. 1905 - 1908.

11. P К. George, A.J. Hughes, IEEE Trans Magn., Mag-12, 1976, p. 137- 159.

12. M. Pardavi-Horvath, IEEE Trans. Magn., 32, Part II, 1996, p. 4458 - 4463

13. E.E. Shalyguina, L.M. Bekoeva, N I Tsidaeva, Sensors&Actuators: A Physical, 81, 2000, N1-3, p. 216-218.

Подписано к печати 1X05 06 Тираж 8О Заказ 8 5

Отпечатано в отделе оперативной печати физического факультета МГУ

»10159

Введение

Глава I. Влияние термической обработки на магнитные свойства плёнок никеля и железа

1.1. Магнитные плёнки, методы их получения, некоторые особенности магнитных свойств тонких магнитных плёнок и методы их исследования

1.2. Магнитооптическая установка для измерения приповерхностных магнитных характеристик ферромагнитных материалов (МИС-11)

1.3. Спектральная установка для исследования магнитооптических свойств ферромагнитных материалов

1.4. Исследуемые образцы

1.5. Анализ погрешностей эксперимента

1.6. Результаты исследования магнитных свойств исходных и отожжённых плёнок никеля и железа и их обсуждение

1.7. Результаты исследования магнитооптических свойств исходных и отожжённых плёнок никеля и железа и их обсуждение 51 Основные результаты и выводы к главе I 53 Список литературы к главе I

Глава II. Низкоразмерные магнитные структуры

2.1. Общие представления о низкоразмерных магнитных структурах. Способы их получения и методы исследования. Практическое применение низкоразмерных магнитных структур

2.2. Особенности магнитных свойств и микромагнитной структуры (равновесного распределения намагниченности) низкоразмерных магнитных структур

2.3. Магнитооптическая установка микронного разрешения -магнитооптический микромагнетометр (МИМ-8)

2.4. Исследуемые образцы

2.5. Результаты исследования микромагнитной структуры и магнитных свойств пермаллоевых прямоугольных элементов микронных размеров и их обсуждение

В настоящее время уделяется большое внимание изучению магнитных свойств и микромагнитной структуры (равновесного распределения намагниченности) низкоразмерных магнитных материалов, особенность которых состоит в том, что, по крайней мере, один их размер лежит в микрометрическом или нанометрическом диапазоне. Одним из примеров твердотельных низкоразмерных материалов являются тонкие магнитные плёнки (ТМП), толщина t которых значительно меньше, чем два других их размера. В качестве другого примера можно указать системы, представляющие собой множество (порядка 106) микро- и нанопроволок плоской и круглой формы, полученных с помощью высокоразрешающей электронно-лучевой литографии и химического осаждения на пористые полупроводниковые подложки. Наконец, приповерхностная область магнитных кристаллов также является объектом пониженной размерности, эффективная размерность которого ближе к двум, чем к трем.

Интерес к перечисленным выше объектам не случаен и обусловлен рядом причин. В частности, в случае тонких магнитных плёнок толщиной несколько атомных слоев мы имеем дело с принципиально новыми низкоразмерными материалами, отличительной особенностью которых является нарушение трансляционной симметрии в одном из направлений. Это сопровождается появлением ряда, присущих только этим объектам физических свойств и явлений. Например, в отличие от массивных магнетиков в ультратонких плёнках наблюдается изменение доменной структуры и структуры доменных границ. В условиях нарушенного полного внутреннего отражения в них возможно возбуждение поверхностных плазменных и магнитоплазменных волн. В самое последнее время в ферромагнитных плёнках толщиной менее 6 монослоев теоретически предсказаны и экспериментально зарегистрированы новые квантовые размерные эффекты. В случае многослойных тонкоплёночных систем, представляющих собой чередования магнитных и немагнитных слоев субмикронной толщины, обнаружено гигантское магнитосопротивление.

Повышенный интерес к перечисленным выше материалам обусловлен также многообещающими перспективами их практического применения. Так тонкие металлизированные магнитные плёнки и многослойные структуры используются в качестве сред для высокоплотной магнитной записи [1-3]. На их основе создаются датчики магнитных полей, превосходящие по ряду характеристик (особенно в области малых полей) другие датчики. Одной из разновидностей таких датчиков являются миниатюрные магнитные головки для считывания сверхплотной магнитной записи. Кроме того, плёнки с высоким значением индукции насыщения используются при создании магнитных головок для высокоплотной записи.

Что касается приповерхностных слоев ферромагнитных материалов, то можно отметить следующее. Вблизи поверхности магнитные материалы обладают особыми свойствами. В частности, структура доменных границ (ДГ) в приповерхностной области может отличаться от объёмной; на поверхности ферромагнетиков возможно скопление дефектов кристаллической решетки; поверхность кристаллов может находиться в особом состоянии. Кроме того, для приповерхностной области, например, аморфных материалов характерно наличие сильной неоднородности в структуре и химическом составе. Таким образом, приповерхностная область магнитных кристаллов и особенно низкоразмерных магнитных материалов может оказывать существенное влияние на формирование их магнитных характеристик.

Несмотря на стремление в значительной степени расширить изучение низкоразмерных магнитных материалов, развитие этого направления долгое время тормозилось несовершенством технологий их приготовления. В течение последних лет удалось решить многие технологические проблемы. Так благодаря значительному прогрессу в развитии вакуумной техники, основанной на применении высокотехнологичных насосов с криогенными ловушками, позволяющими получать вакуум до 10"9 - 10'11 Торр, удалось получить совершенные тонкоплёночные образцы с очень малой толщиной (вплоть до одного монослоя), характеризующиеся практически всеми свойствами объёмного магнетика (спонтанной намагниченностью, петлёй гистерезиса, остаточной намагниченностью) [4]. Рациональный выбор прекурсора при изготовлении аморфных материалов и научно-обоснованный режим их термической обработки позволил получить нанокристаллические материалы с уникальными статическими и динамическими магнитными свойствами. Все это обусловило новый подъем интереса к исследованиям низкоразмерных магнитных структур. Однако анализ существующих данных показал, что к моменту проведения наших исследований по-прежнему существовало много нерешенных проблем. Например, не был окончательно решен вопрос о влиянии приповерхностной микромагнитной структуры (равновесного распределения намагниченности) на процессы перемагничивания низкоразмерных магнитных материалов; не изучена взаимосвязь приповерхностных магнитных свойств и микроструктуры аморфных и нанокристаллических сплавов; экспериментально не исследовано взаимное влияние микро- и нанопроволок, принадлежащих ансамблю указанных элементов (~106), на их магнитные свойства и микромагнитную структуру.

Таким образом, можно утверждать, что экспериментальное решение перечисленных выше проблем является актуальной задачей физики магнитных явлений.

Проведение исследований микромагнитной структуры и поведения в магнитном поле низкоразмерных магнитных материалов, а также низкоразмерных элементов, в частности, приповерхностных областей в магнитомягких материалах, возможно с использованием высокочувствительных экспериментальных методик. Одним из наиболее эффективных способов исследования таких объектов является магнитооптический метод, который и был использован в данной работе.

Цель работы состояла в магнитооптическом исследовании влияния термической обработки на приповерхностные магнитные свойства тонких плёнок никеля и железа, FeNiCrSiNbMnB FeNiCrSiNbMnBPC аморфных сплавов и сравнении полученных данных с объёмными характеристиками, а также изучении локальных магнитных свойств и микромагнитной структуры пермаллоевых прямоугольных элементов микронных размеров.

Для достижения поставленной цели было намечено решение следующих задач:

• исследование влияния термической обработки на магнитные свойства тонких плёнок Fe и Ni;

• изучение локальных магнитных свойств и микромагнитной структуры пермаллоевых прямоугольных элементов микронных размеров (микрострайпов);

• исследование влияния размеров, формы и взаимного расположения пермаллоевых микрострайпов на их локальные магнитные свойства;

• исследование магнитных свойств и микромагнитной структуры многокомпонентных Fe6i.4Ni3.6Cr3.2Si2.4Nb7.gMn3.6B1g и Fe64.6Ni3.7Cr7/7SijNb2Mn1B4P10C6 исходных и отожжённых аморфных лент.

Научная новизна работы состоит

• в обнаружении сильного влияния отжига на магнитные свойства плёнок Fe и Ni;

• в обнаружении зависимости локальных магнитных характеристик микронных пермаллоевых элементов (микрострайпов) от их размеров, положения изучаемого участка в микрострайпе и взаимного расположения микрострайпов относительно друг друга в ансамбле указанных элементов (~106);

• в установлении влияния неоднородных полей рассеяния на локальные магнитные свойства микрострайпов;

• в обнаружении особенностей приповерхностной микромагнитной структуры, локальных магнитных свойств и процессов перемагничивания FeNiCrSiNbMnB и FeNiCrSiNbMnBPC аморфных лент и влияния на них термической обработки;

• в установлении взаимосвязи магнитных свойств и микрокристаллической структуры FeNiCrSiNbMnB и FeNiCrSiNbMnBPC сплавов.

Практическая ценность: полученные результаты позволяют дать научно-обоснованные рекомендации при разработке многослойных тонкоплёночных систем для современных устройств спиновой микроэлектроники, а также при изготовлении объёмных аморфных сплавов и магнитомягких материалов.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на международных и всероссийских конференциях:

Int. Symp. on Advanced Magnetic Technologies, Taipei, Taiwan, May 13-16, 2001; 15th Soft Magnetic Materials Conference, Bilbao, Spain 5-7 September, 2001;Joint European Magnetic Symposia EMMA-MRM, Grenoble, France, August 28 -September 1, 2001; MISM 2002, Московском международном симпозиуме по магнетизму, Москва, 20-24 июня, 2002; XVIII Международной школе - семинаре "Новые магнитные материалы микроэлектроники", Москва, 24-28 июня, 2002; XIX Международной школе - семинаре "Новые магнитные материалы микроэлектроники", Москва, 28 июня - 2 июля, 2004; EASTMAG-2004, Krasnoyarsk, Russia, August 24-27, 2004; Joint European Magnetic Symposia, Dresden, Germany, September 05-10, 2004; MISM 2005, Московском международном симпозиуме по магнетизму, Москва, 25-30 июня, 2005.

Публикации. Основное содержание диссертации изложено в 21 печатных работах, список которых приведён в конце цитируемой литературы.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения и списка литературы. Общий объём работы составляет 135 страниц машинописного текста, включая 56 рисунков, 3 таблицы и список цитируемой литературы из 138 наименований.

Основные результаты и выводы к главе I.

1. Проведено экспериментальное исследование влияния температуры отжига на приповерхностных и объёмных магнитные характеристики, а также магнитооптические свойства плёнок никеля и железа толщиной 50 - 200 нм.

2. Обнаружено сильное влияние температуры отжига и толщины образцов на приповерхностные и объёмные магнитные характеристики и, в частности, на значения коэрцитивной силы #с плёнок никеля и железа.

3. Показано, что найденные зависимости коэрцитивной силы Нс от толщины плёнок и температуры отжига могут быть объяснены микроструктурными особенностями изучаемых образцов. Доказано, что увеличение значений Нс плёнок никеля и железа обусловлено усилением их текстуры.

4. Обнаружено, что исходные и отожжённые при температуре Т = 300 °С плёнки никеля характеризуются наличием магнитной анизотропии в плоскости образцов. При этом ориентация оси лёгкого намагничивания (OJIH) совпадает с направлением магнитного поля, приложенного параллельно подложке в процессе изготовления плёнок. Эти данные позволяют сделать вывод о наличии в образцах наведённой магнитной анизотропии, причиной которой, согласно существующим представлениям, может быть парное упорядочение атомов.

5. Установлено, что как приповерхностные, так и объёмные магнитные свойства отожжённых при температуре Т = 400 и 500 °С плёнок никеля не зависят от ориентации перемагничивающего поля, приложенного в плоскости образцов, а значения Нс существенно увеличиваются по сравнению с исходными образцами. Этот экспериментальный результат свидетельствуют о том, что благодаря отжигу при температуре Т = 400 и 500 °С возможно получение изотропных магнитожёстких никелевых тонкоплёночных систем.

6. Обнаружено, что приповерхностные и объёмные значения Нс и MR/MS изучаемых плёнок различаются, причем //CSUR > #cV0L и MRSUR/Ms > MRW0L/MS. По аналогии с существующими экспериментальными данными, этот факт был сделан вывод о различающейся доменной структуре приповерхностного слоя и внутреннего объёма плёнок.

7. Установлено, что спектральные зависимости экваториального эффекта Керра (ЭЭК) плёнок никеля и железа аналогичны спектрам ЭЭК, наблюдаемым для монокристаллических образцов Ni и Fe, но величина ЭЭК уменьшается с ростом температуры отжига. Сопоставление значений намагниченности насыщения Ms исходных и отожжённых образцов позволило сделать вывод о том, что в соответствии с феноменологической теорией линейных по намагниченности магнитооптических эффектов, изменения ЭЭК обусловлены уменьшением величины М$ в результате отжига пленок.

8. Обнаружено, что для всех исходных и отожжённых плёнок никеля и железа одной серии величина ЭЭК не зависит от толщины образца. Этот результат подтверждает известный факт, что при толщине изучаемых образцов t, превышающей глубину проникновения света в среду, t^п, величина магнитооптического сигнала не зависит от значения /.

9. Полученные экспериментальные результаты могут быть использованы при разработке тонкоплёночных систем, применяемых в современных устройствах спиновой микроэлектроники.

1. Z. Wang, Y. Nakamura, Quarternary giant magnetoresistance random access memory, J. Appl. Phys., 79, 8, 1996, p. 6639-6641.

2. H. P. Oepen, M. Benning, H. Ibach, Magnetic domain structure in ultrathin cobalt films, J. Magn. Magn. Mater., 86, 1990, p. 137-142.

3. M. Праттон, Тонкие ферромагнитные пленки», Л.: Судостроение, 1967.

4. Тонкие ферромагнитные пленки. Под ред. Р.В. Телесина, М.: Мир, 1964.

5. Р.Суху, Магнитные тонкие плёнки, М.: Мир, 1967.

6. М. Xu, Т.М. Liakopoulos, С.Н. Ahn, S.H. Han, H.J. Kim, A microfabricated transformer for high-frequency power or signal conversion, IEEE Trans. Magn., 34, 4, 1998, p. 1369-1371.

7. K.H. Shin, M. Inoue, K.I. Arai, Elastically coupled magneto-electric elements with highly magnetostrictive amorphous films and PZT substrates, Smart Mater. Struct., 9, 2000, p. 357-361.

8. Fergen, K. Seemann, A.V.D. Weth, A. Schiippen, Soft ferromagnetic thin films for high-frequency applications, J. Magn. Magn. Mater., 242-245, 2002, p. 146151.

9. H. Lessoff, D. C. Webb, Magnetic epitaxial films: application and potential, Thin Solid Films, 39, 1976, p. 185-194.

10. H.D. Buckley, Surface films and metallurgy related to lubrication and wear, Progress Surf. Science., 12, 1,1982, p.1-153.

11. N.D. Mermin, H.Wagner, Absence of ferromagnetism or antiferromagnetism in one- or two dimensional isotropic Heisenberg models, Phys. Rev. Lett., 17, 1966, p. 1133-1136.

12. L.Onsager, Crystal statistics. I. A two-dimensional model with an order- disorder transition, Phys. Rev., 65, № 3 and 4, 1944, p.l 17- 149.

13. B.Kaufman, L.Onsager, Crystal statistics. III. Shot- range order in binary ising lattice, Phys. Rev., 76, 1949, p. 1244-1252.

14. C.N.Yang, The spontaneous magnetization of two- dimensional Ising model, Phys. Rev., B85, 1952, p. 808-816.

15. O. Kohmoto, N. Mineji, Y. Isagawa, F. Ono, O. Kubo, Perpendicular anisotropy of sputtered Ni films, J. Magn. Magn. Mater., 239, 2002, p. 36-38.

16. T. Otiti, G.A. Niklasson, P. Svedlindh, C.G. Granqvist, Anisotropic optical, magnetic, and electrical properties of obliquely evaporated Ni films, Thin Solid Films, 307, 1997, p. 245-249.

17. W. Y. Lee, К. H. Shin et all, Magnetization reversal dynamics in NigoFe2o thin films, J. Magn. Magn. Mater., 239, 2002, p. 103-105.

18. C.B. Вонсовский, Магнетизм, магнитные свойства диа-, пара-, ферро-, антиферро- и ферримагнетиков, М.: Наука, 1971.

19. F.J.A. Broeder, W. Hoving, P.J.H.Bloemen, Magnetic anisotropy of multilayers, J. Magn. Magn. Mater., 93, 1991, p. 562-570.

20. С. Тикадзуми, Физика ферромагнетизма, M.: Мир, 1987, т.2.

21. S. Chikazumi, «Physics of Magnetism» John Willey&Sons, Inc., New York-London-Sydney, p. 554.

22. E.E. Шалыгина, Магнитооптическое исследование микромагнитных структур, Докторская диссертация, М., 1991.

23. S Sniomi, Т. Nakabayashi et all, Magnetic properties and structure of Co/Pt multilayered films evaporated on heated substrates, J. Appl. Phys., (Japanese) Part I, 32, 1993, p.791-795.

24. S.T. Purcell, H.W. Kesteren, E.C. Cosman, W. Hoving, Structural and magnetic studies of ultrathin epitaxial Co films deposited on a Pd (111) single crystal, J. Magn. Magn. Mater., 93, 1991, p. 25-30.

25. C. Liu, S.D.Bader, Magnetic properties of ultrathin fee Fe(l 11)/Ru(0001) films, Phys. Rev., В 41, 1990, p. 553-556.

26. C.Liu, S.D.Bader, Magnetic properties of ultrathin epitaxial films of iron, J. Magn. Magn. Mater., 93,1991, p. 307-314.

27. C. Liu, S.D. Bader, Two- dimensional magnetic phase transition of ultra thin iron film on Pd (100), J. Appl. Phys., 67, 1990, p. 5758-5760.

28. S.B. Qadri, C. Kim, M. Twigg et all, Ion-beam deposition of Ag/Fe multilayers and their structural and magnetic properties, J. Vac. Scl. Technol, A 9(3), 1991, p. 512-514.

29. C.H. Lee, H. He, F.J. Lamehis, W. Vavra, C. Uher, R. Clarke, Magnetic anisotropy in epitaxial Co superlattices, Phys. Rev., В 42, 1990, p. 1066-1069.

30. Г.С. Кринчик, Физика магнитных явлений, М.: Изд. Московского университета, 1985.

31. G. Herzer, Grain size of coercivity and permeability in nanocrystalline ferromagnets, IEEE Trans. Magn., 26, 1990, p. 1397-1402.

32. S. Szabo, M. Kis-Varga, D.L. Beke, R. Juhasz, Effect of residual strain, grain size Fe impurities on magnetic properties of nanocrystalline Ni (Fe) alloys, J. Magn. Magn. Mater., 215-216, 2000, p. 60-62.

33. C.J. Lin, G.L. Gorman, C.H. Lee, R.F.C. Farrow, E.E. Marinero, H.V. Do, H. Notarys, Magnetic and structural properties of Co/Pt multilayers, J. Magn. Magn. Mater., 93, 1991, p. 194-206.

34. E. E. Shalyguina, Kyung-Ho Shin, M.A. Karsanova, Magnetic and magneto-optical properties of Fe/Ti, Zr, Pt bilayers and Fe/Ti, Zr, Pt/Fe trilayers, Non-Linear Electromagnetic Systems, ISEM' 99, IOS Press, ISSN: 1383 7281, Pavia, January 2000, p. 27-31

35. E.E Shalyguina, L.V. Kozlovskii, A.A. Korendayssev, Магнитооптическое исследование тонкопленочных магнитных структур, Письма в ЖТФ, т. 22, в. 3, 1996, с. 63-67.

36. E.E Shalyguina, N.I. Tsidaeva, S. Khudaykova, R. Iskhakov, J. Moroz, Magneto-optical investigation of Co/Pd multilayers, J. Magn. Soc. Japan, 21 (Suppl. S2), 1997, p. 181.

37. E.E Shalyguina, К.Н. Shin, Influence of nonmagnetic layer (Ti, Zr, Pt) on magnetic and magneto-optical properties of Fe/NML bilayers and Fe/NML/Fe trilayers, J. Magn. Magn. Mater., 220,2000, p. 167-174.

38. J.A. Barnard, M. Tan, A. Waknis, E. Haftek, Magnetic properties and structure of Al/Fe-N periodic multilayer thin films, J. Appl. Phys., 69, 1991, p. 5298-5300.

39. C.Y. Shin, C.L. Bauer, J.O. Artman, Interdependence of magnetic properties and intrinsic stress in mono- and polycrystalline thin nickel films, J. Appl. Phys., 64, №10, 1988, p. 5428-5430.

40. T. Otiti, G.A. Niklasson, P. Svedlindh, C.G. Granqvist, Anisotropic optical, magnetic and electrical properties of obliquely evaporated Ni films, Thin Solid Films, 307, 1997, p. 247-249.

41. Y.V. Kudryavtsev, V.V. Nemoshkalenko, Y.P. Lee, K.W. Kim, C.G. Kim, B. Szymanski, Magneto-optical spectroscopy study of the solid-state reaction in Ti/Ni multilayered films, J. Appl. Phys., 88, №5, 2000, p. 2430-2436.

42. O. Kohmoto, N. Mineji, Y. Isagawa, F. Ono, O. Kubo, Perpendicular anisotropy of sputtered Ni films, J. Magn. Magn. Mater., 239,2000, p. 36-38.

43. E.E Shalyguina, K.H. Shin, Influence of nonmagnetic layer (Ti, Zr, Pt) on magnetic and Magneto-optical properties of Fe/NML bilayers and Fe/NML/Fe trilayers, J. Magn. Magn. Mater., 220, 2000, p. 167-174.

44. E.E. Шалыгина, В.В. Молоканов, М.А. Комарова, Магнитооптическое исследование Со-обогащенных аморфных микропроволок, ЖЭТФ, т. 122, 3(9), 2002, с. 593-599.

45. X. Bi, L. Gan, X. Ma, S. Gong, H. Xu, Change of coercivity of magnetic thin films with-non-magnetic layers and applications to spin valve, J. Magn. Magn. Mater., 268, 2004, p. 321-325.

46. Г.С. Кринчик, E.E. Чепурова, А.П. Парсанов, Доменная структура пермаллоевых страйп-пленок, ФТТ, т. 11, 1969, с. 2029-2031.

47. Г.С. Кринчик, Е.Е. Чепурова, Ш.В. Эгамов, Магнитооптические интенсивностные эффекты в ферромагнитных металлах и диэлектриках, ЖЭТФ, т. 74,2, 1978, с. 714-719.

48. Глава И. Низкоразмерные магнитные структуры.

49. Общие представления о низкоразмерных магнитных структурах. Способы их получения и методы исследования. Практическое применение низкоразмерных магнитных структур.