Оптическая спектроскопия сильнокоррелированных соединений тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.11 ВАК РФ

На правах рукописи

СУХОРУКОВ Юрий Петрович

ОПТИЧЕСКАЯ СПЕКТРОСКОПИЯ СИЛЬНОКОРРЕЛИРОВАННЫХ СОЕДИНЕНИЙ: МОНООКСИД МЕДИ И МАНГАНИТЫ ЛАНТАНА

01.04.11 - физика магнитных явлений

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора физико-математических наук

□озоевззе

Екатеринбург - 2007

003065336

Работа выполнена в Ордена Трудового Красного Знамени Институте физики металлов Уральского отделения Российской академии наук

Научный консультант

доктор физико-математических наук ЛошкарёвД Наталья Николаевна

Официальные оппоненты:

доктор физико-математических наук, профессор Филиппов Борис Николаевич,

доктор физико-математических наук, профессор Эдельман Ирина Самсоновна,

доктор физико-математических наук Фишман Анатолий Яковлевич

Ведущая организация

Уральский государственный университет им. А.М. Горького, г. Екатеринбург

Защита состоится 26 октября 2007 г. в 11:00 на заседании диссертационного совета по защите диссертаций Д 004.003.01 при Институте физики металлов УрО РАН по адресу: 620041, Екатеринбург, ул. С. Ковалевской, 18

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института физики металлов УрО РАН.

Автореферат разослан » 2007г.

Ученый секретарь

диссертационного совета

доктор физико-математических наук

Лошкарева Н.Н.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы

Работа направлена на решение фундаментальной проблемы физики магнитных явлений и физики конденсированного состояния - изучение электронной структуры и взаимосвязи электронной и магнитной подсистем в сильнокоррелированных соединениях (СКС) монооксиде меди и манганитах. К сильнокоррелированным системам относятся соединения переходных металлов с сильным кулоновским отталкиванием между Зd электронами. СКС обладают тесной взаимосвязью зарядовых, спиновых и решёточных степеней свободы, а также богатством фазовых диаграмм Особенности свойств сильнокоррелированных соединений во многом связаны с двойственной природой электронных состояний (локализованные и делокализованные) [1] и с тенденцией к зарядовому и магнитному разделению фаз [2, 3] К сильнокоррелированным соединениям относятся оксиды 3(1 металлов, в том числе оксиды меди, обладающие высокотемпературной сверхпроводимостью (ВТСП), манганиты Я|.хАхМпОз, где Я - редкоземельный ион, А - Ыа, Бг, Ва, Са и др., обладающие колоссальным магнитосопротивлением

Уже в пионерской работе по поглощению света в монокристалле высокотемпературного сверхпроводника УВагСизО?^, проведенной при участии автора диссертации, в полупроводниковой фазе были обнаружены вклады в поглощение локализованных электронных состояний поляронного типа и делокализо-ванных состояний (Друде-вклад) В отличие от УВагСизО?^ в антиферромагнитном (АФМ) полупроводнике СиО, базовом материале купратных ВТСП соединений, делокализованные носители отсутствуют Наличие электронной неустойчивости, которая проявляется в магнитной восприимчивости и магнитострик-ции СиО, позволило сделать предположение о том, что электронное состояние в СиО неоднородно Изучение неоднородного электронного состояния сильнокоррелированного соединения СиО и связи его с магнитным состоянием является актуальной задачей физики сильнокоррелированных соединений.

В отличие от СиО манганиты лантана легируются легко, поэтому при отклонении от стехиометрии или легировании концентрация носителей меняется в широких пределах, что позволяет изучить поведение локализованных и делокализованных состояний и связь их с магнитной подсистемой в moho-, поликристаллах и плёнках. Большой интерес к манганитам лантана обусловлен колоссальным магнитосопротивлением и переходом металл-изолятор (МИ) вблизи температуры Кюри. Явление колоссального магнитосопротивления обусловлено сильной взаимосвязью между магнитной и электронной подсистемами Оно может проявляться не только на постоянном токе, но и давать отклик в высокочастотном, например, в оптическом диапазоне как эффект магнитопропускания. Эффект гигантского магнито-пропускания ИК-излучения был обнаружен нами в магнитной полупроводниковой шпинели HgCr2Se4 около 20 лет назад [4]. Под действием магнитного поля пропускание менялось на несколько десятков процентов Естественно ожидать большой величины эффекта магнитопропускания в манганитах с колоссальным магнитосопротивлением Изучение природы явлений колоссального магнитосопротивления и магнитопропускания в манганитах позволит создать новые функциональные материалы, необходимые для практических целей. На основании большого числа экспериментальных данных во всех обзорах по манганитам отмечена их склонность к разделению фаз, т. е образованию при слабом легировании манганита ферромагнитных (ФМ) металлических «капель» в АФМ диэлектрической матрице Надежные экспериментальные данные, свидетельствующие о разделении фаз, могут быть получены только при комплексном исследовании оптических, электрических, магнитооптических и магнитотранспортных свойств манганитов

При теоретическом описании электронной структуры сильнокоррелированных соединений существуют определенные трудности Зонные подходы в целом дают описание электронной структуры и величину ширины запрещенной зоны (Eg) купратов и манганитов, но не могут объяснить детали оптических спектров в ИК-диапазоне Эти подходы не учитывают фазовое рас-

слоение в легированных соединениях Применение кластерного подхода к купратам и манганитам позволило описать особенности энергетического спектра [5], показать возможность расслоения фаз, приводящего к нетривиальному поведению оптических, магнитных и транспортных свойств.

В настоящей работе основными методами изучения электронной структуры, локализованных и делокализованных состояний, разделения фаз в сильнокоррелированных соединениях являются оптические методы. Для сильнопоглощающих объектов, какими являются сильнокоррелированные соединения, обычно используют изучение спектров отражения или высокочастотной проводимости, полученных путем обработки спектров отражения методом Крамерса-Кронига. Этот метод имеет ряд недостатков, связанных с приближениями при математической обработке и зависимостью от качества поверхности образца. В настоящей работе использовано преимущественно измерение оптического поглощения - метода изучения объёмных свойств материала.

Исследования по теме диссертации выполнены по проблеме 12 3 (физика конденсированного состояния) № гос. per 01 9 60 003496, по теме «Исследование физических явлений в магнитных полупроводниках и выяснение возможности их применения», № гос. per 01.2 00 103137, по теме «Неоднородные состояния и интерфейсные явления в магнитных полупроводниках», по гос контракту № 02.513 11.3142 и при поддержке проектов РФФИ № 04-02-16630, 07-02-00068 и программы ОФН РАН и Президиума УрО РАН «Новые материалы и структуры»

Цель и задачи работы

Цель работы заключается в установлении связи оптических и электрических явлений с электронной структурой и магнитным упорядочением в СиО и манганитах лантана, являющихся системами с сильными электронными корреляциями; в определении природы изменения оптических свойств сильнокоррелированных соединений под действием магнитных полей, температуры, радиационного облучения и легирования, в выработке

рекомендаций для целенаправленного создания новых функциональных материалов и физических принципов устройств для оп-тоэлектроники

Сформулированы следующие задачи-

1 Комплексное исследование оптических, магнитооптических, транспортных и магнитотранспортных свойств монокристаллов, поликристаллов, пленок и гетероструктур сильнокоррелированных соединений на основе монооксида меди и мангани-тов лантана для изучения природы эффекта магнитопропускания (магнитопоглощения), эффекта Фарадея и оптического отклика на переход металл-изолятор в манганитах лантана.

2 Выяснение электронной структуры и роли переходов с переносом заряда в формировании края фундаментального поглощения и структуры фундаментальной полосы в СиО и манганитах лантана Изучение влияния магнитного упорядочения на оптические и электрические свойства СиО и манганитов лантана.

3 Выяснение природы примесного поглощения, механизмов взаимодействия света с носителями заряда и проявления зарядовых и магнитных неоднородностей в ИК спектрах сильнокоррелированных соединений

4 Разработка физических принципов действия и конструкций ИК устройств, использующих особенности спектра поглощения в нанокристаллическом СиО, эффекты гигантского магнитопропускания и оптического отклика на переход металл-изолятор в манганитах лантана Создание макета модулятора ИК-излу-чения

Научная новизна

1 Обнаружены особенности в спектрах поглощения сильнокоррелированных соединений монокристаллов СиО и манганитов лантана, которые объяснены в рамках единого подхода -кластерной модели, учитывающей сильные электронные корреляции. По спектрам поглощения монокристаллических образцов определены энергия края фундаментального поглощения и характер переходов, формирующих край поглощения СиО и манганита ЬаМпОз

2. В оксиде меди обнаружен оптический отклик на магнитные фазовые переходы в температурной зависимости интенсивности полосы поглощения при 3.1 эВ В легированных мангани-тах лантана вблизи температуры Кюри обнаружен оптический отклик на переход металл-изолятор в температурных зависимостях пропускания ИК-излучения.

3. Установлена природа зарядовых неоднородностей в СиО и манганитах. Разработан способ обнаружения разделения фаз в манганитах лантана на основе сопоставления температурных зависимостей пропускания света и электросопротивления без поля и в магнитных полях

4 Обнаружены эффекты гигантского магнитопропускания ИК-излучения в манганитах с колоссальным магнитосопротив-лением Показано, что величина и температура максимума магнитопропускания зависят от уровня, типа легирования, от среднего радиуса катиона в лантановой подрешётке

5 Обнаружены резонансоподобные полосы поглощения в СиО, не связанные с электронными переходами (резонансы Ми), а также осцилляции линейного дихроизма в плёнках Lao 7Сао зМпОз, природа которых объяснена в рамках теории эффективной среды, учитывающей наномасштабные неоднородности

6 Показано, что СиО и манганиты лантана являются функциональными материалами для создания ИК-устройств Создан рабочий макета модулятора ИК-излучения на основе эффекта магнитопропускания

Научная и практическая ценность

Работа вносит вклад в развитие физических представлений о взаимодействии оптического излучения с сильнокоррелированными магнетиками, о характере оптических переходов в системах с сильными электронными корреляциями - монооксиде меди и манганитах лантана Способ сопоставления оптических и электрических данных для выявления зарядовых и магнитных неоднородностей может быть использован при исследовании других сильнокоррелированных соединений. Обнаруженные в

манганитах с колоссальным магнитосопротивлением эффекты магннтопропускания и температурного изменения пропускания вблизи температуры Кюри являются физическим базисом для практического применения этих эффектов в различных устройствах ИК-диапазона. Разработан и изготовлен макет модулятора ИК-излучения на эффекте магннтопропускания в пленке Lao82Naol8MnOз+5. Показана возможность создания магнитной линзы на основе гетероструктуры ВТСП/манганит лантана. Предложено использовать особенности спектров поглощения нанокристаллического СиО для создания селективных поглотителей солнечной энергии, а большую величину линейного дихроизма в СиО - для создания поляризаторов света в широкой ИК-области

Достоверность полученных результатов

Достоверность обеспечивается использованием аттестованных образцов, обоснованностью используемых в работе экспериментальных методов изучения оптических и транспортных свойств манганитов и хорошей воспроизводимостью результатов, полученных на различных образцах (монокристаллах, поликристаллах и эпитаксиальных пленках)

Научные положения, выносимые на защиту

1 Определение природы края фундаментального поглощения, межзонных переходов и примесного поглощения в СиО и манганитах лантана

2. Выяснение роли облучения высокоэнергетическими частицами СиО и легирования манганитов лантана в формировании их оптических свойств.

3 Установление взаимосвязи между магнитной и электрической подсистемой СиО и манганитов при исследовании оптических свойств в области межзонных переходов и примесного поглощения.

4 Выяснение роли локализованных и делокализованных состояний в формировании ИК-спектров этих сильнокоррелированных соединений

5. Изучение природы эффектов магнитопропускания и оптического отклика на МИ-переход в манганитах с колоссальным магнитосопротивлением.

6 Разработка физических принципов действия класса ИК-устройств, управляемых магнитным полем и/или температурой Создание макета ИК-модулятора.

Личный вклад соискателя

Результаты, изложенные в диссертации, получены автором в кооперации с сотрудниками лаборатории магнитных полупроводников ИФМ УрО РАН, сотрудниками ведущих научных центров России (ИФМ УрО РАН, ИХТТ УрО РАН, МГУ, УрГУ) и Украины (ФТИНТ) Личный вклад автора включает выбор темы исследования, постановку цели и задач диссертационной работы, формирование комплекса методик исследований, обеспечивающих решение поставленных задач, разработку и усовершенствование установок для оптических исследований сильнопог-лощающих материалов, проведение оптических, магнитооптических и электрических измерений, анализ полученных результатов, обобщение результатов работы в публикациях и отчетах по проектам и создание рабочих макетов оптоэлектронных устройств ИК-диапазона.

Апробация работы

Основные результаты работы были доложены и обсуждены на Европейской конференции по магнетизму EMMA (Сарагоса 1998, Киев 2000), Международной конференции по тройным и многокомпонентным соединениям (Салфорд 1997), Международной конференции по магнетизму ITCM (Варшава 1994), Международном симпозиуме по прозрачным проводящим оксидам (Ираклион, Крит 2006), Московском Международном симпозиуме по магнетизму MISM (Москва 1999, 2002, 2005), Международном Евро-Азиатском симпозиуме EASTMAG (Екатеринбург 2001, Красноярск 2004), Международной конференции «Функциональные материалы» ICMF (Симферополь 2003, 2005), Международной школе-семинаре «Новые магнитные материалы

микроэлектроники» (Москва 1994, 1996, 1998, 2000, 2002, 2004, 2006), Международном семинаре по радиационной физике (Снежинск 1999), Международной конференции «Физика электронных материалов» (Калуга 2002), Международной конференции «ВТСП и новые неорганические материалы инженерии» (Москва 2004), Международном Феофиловском симпозиуме по кристаллам, активированным редкой землей или ионами переходных металлов (Екатеринбург 2004), Международной конференции «Забабахинские научные чтения» (Снежинск 2005), Всероссийской научно-практической конференции «Оксиды. Физи-кохимические свойства и технология» (Екатеринбург 1995, 1998, 2000), Конференции по физике взаимодействия заряженных частиц с кристаллами (Москва 1997), Уральской школе-семинаре по физике полупроводников (Екатеринбург 1999, 2004), Объединенной конференции по магнитоэлектронике (Екатеринбург 2000), Уральской конференции «Достижения в области магнито-резисторных материалов» (Екатеринбург 2001), совещании по физике низких температур НТ (Екатеринбург 2003), отчетных сессиях ИФТТ РАН по итогам выполнения фундаментальных исследований ОФН РАН (Черноголовка 2004, 2005, 2006), на сессиях секции «Магнетизм» объединенного научного совета «Физика конденсированных сред» РАН.

Публикации

Результаты диссертации изложены в 54 публикациях в журналах, включённых ВАК в «Перечень» ведущих рецензируемых журналов, и в сборниках трудов конференций. Список основных публикаций приведен в конце автореферата

Структура диссертации

Диссертационная работа состоит из введения, шести разделов, заключения и списка цитируемой литературы Объем работы составляет 291 страницу, включая 109 иллюстраций, 7 таблиц и список цитируемой литературы из 243 наименований

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении обоснованы актуальность темы и выбор объектов исследования, сформулированы цели и задачи, а также основные положения, составляющие научную новизну и практическую значимость диссертации

1. Методики исследований и образцы

Первый раздел носит методический характер. В нём описаны методики исследования оптических свойств сильнопогло-щающих твердых тел в широком температурном интервале и во внешних полях, дано обоснование выбора объектов исследования, описаны методы получения образцов В табл 1 перечислены составы, технологии получения, где и кем получены образцы

Таблица 1

Состав Метод получения Авторы

СиО, монокристаллы Из раствора в расплаве, а также газовый транспорт Наумов С В , Чеботаев Н М, Костромитина НВ ИФМ УрО РАН

СиО, нанокристаллические порошки Конденсация паров Си в среде Аг+О Ермаков А Е., Уймин М А, ИФМ УрО РАН

СиО, высокоплотная нанокерамика Метод ударных сходящихся сферических волн Козлов Е А РФЯЦ ВНИИ ТФ Гижевский Б.А ИФМ УрО РАН

Поликристаллы Lao 67 YxBao зз Мп03 (0<х<0 07), Ьао67ВаоззМпОз, Lao eoEuo 0?Sr0 зз Mn03 La,.xCaxMn03(0<x<l), LaxMn03(0 07<х<1) Соосаждение из растворов Твердофазный синтез н _ и Васильев В Г, Слободин Б.В, ИХТТ УрО РАН Наумов С В Костром итина НВ Лобачевская НИ, ИХТТ УрО РАН

Монокристаллы LaMn03, СаМпОз, Ьа|-„СехМпОз (0 07<х<0 14) Lao 9Mn03 La,.xSrxMn03 (х=0 1, 0 2, 0 3) Зонная плавка с радиационным нагревом гг _ »г Балбашов А М , МЭИ Муковский Я М, Карабашев С Г, МИСИС

Пленки/подложки ЬахМпОз (0.83<х<1 1) / ЬаАЮз (LAO), (La,.xPrx)o 7Сао 3МпОэ (0<х< 1) / LaAlOj и SrTi03(STO), Lai.xAgxMn03 (0<х<0 25) /STO, LAO и (ZYO- гю2(У2о3)), Lao 82Nao i gMn03 /LAO Химическое осаждения из паров металл оорга-нических соединений (МОСУЭ) Кауль А Р , Горбенко О Ю, Мельников О В, МГУ

Lao 7Cao зМпОз/ LaA103 Лазерная абляция Naugle D G , Parasins А, Ratnayaka К D, Texas Univ , USA

Lao67Sr0 33Mn03 / LaA103, SrTi03 п _ г» Носов А П , Ranno L, Favre Nikolin E, Joseph Fourier Univ, France

La,.xSrxCo03 (0 15<x<0 35) / LaA103 п _ н Белевцев Б И, Красовицкий В Б, Чуканова ИН, ИКУНАН

Пленочные гетероструктуры УВа2Сиз07ч1 /(Lao 25РГ0 75)0 7 Ca© 1 Mn03 /LAO, NdNi03/Lao 35Pr0 35 СаозМпОз/LAO, Smo 5Sr0 зМпОз/Ndo 5Sr0 5Mn03/ LAO МОСУО Кауль А Р , Горбенко О Ю., Кар-тавцева М А, МГУ

Отметим, что первые высококачественные монокристаллы СиО были выращены в ИФМ УрО РАН При получении эпитак-сиальных пленок Lal_xAgxMnOз была использована двухшаговая технология: сначала получались пленки Ьа|_хМпОз+5, затем проводилась термообработка пленок в атмосфере кислорода с пара-

ми серебра. Для изучения влияния изотоп-замещения кислорода О16 на О18 в пленках (Lao 5Р10 5)0 7Сао зМп03 на оптические и транспортные свойства были получены изотоп-замещенные пленки Бабушкиной Н А в Российском научном центре «Курчатовский институт» С целью создания дополнительных центров неоднородной фазы было использовано облучение монокристаллов СиО высокоэнергетическими частицами. Облучение проводилось: 1 - электронами, проходящими через образец и приводящими к возникновению радиационных дефектов, распределенных по всей толщине образца; 2 - ионами Не+ и N+, проникающими на малую глубину ~10"3 мм и создающими каскады дефектов смещения по толщине образца, 3 - нейтронами, приводящими к сильному разрушению кристаллической решетки и большой концентрации различных радиационных дефектов Облучение электронами проводилось на линейном ускорителе в ИФМ Арбузовым В Л., облучение нейтронами - Карькиным А.Е Облучение ионами гелия и азота проводилось на циклотроне У-120 (УГТУ-УПИ) Белых Т.А С целью создания большого числа дефектов в СиО и перевода монооксида меди из поликристаллического в нанокристаллическое состояние использовался метод ударных сходящихся изэнтропических сферических волн, разработанный в РФЯЦ ВНИИ ТФ им. Е И. Забабахина Козловым Е А. с соавторами и примененный для создания нанокера-мики СиО Козловым Е А и Гижевским Б А

2. Оптическая спектроскопия монокристаллов СиО

Второй раздел посвящен исследованию оптических свойств монокристаллов СиО - АФМ полупроводника с моноклинной кристаллической структурой Определена энергия края фундаментального поглощения и изучен энергетический спектр необ-лученных монокристаллов и облученных высокоэнергетическими частицами. Результаты объясняются на основе кластерной модели, учитывающей корреляционные эффекты

Одним из основных физических параметров, характеризующих полупроводники, является ширина запрещенной зоны, которая определяется по положению края фундаментального по-

глощения Выполнение зависимости (аРко),/2 =А(к(о-Ек-&) свидетельствует о том, что край фундаментального поглощения СиО формируется непрямыми разрешенными межзонными переходами с участием фононной моды Аи3 с энергией 0=0 05 эВ. Ширина запрещенной зоны составляет £¿=1.45 эВ при Т=290 К Как в немагнитных полупроводниках температурная зависимость Её описывается уравнением Варшни Ег(Т)=Ее(0)- 9 Т2/(Т+0), где Е^О) - ширина запрещенной зоны при Т=0 К, 9 и Р - константы материала

Эффективным способом изменения свойств СиО является облучение высокоэнергетическими частицами. В результате облучения СиО электронами образуются радиационные дефекты, которые приводят к росту объема и концентрации зародышей неоднородной фазы за счет уменьшения числа исходных кластеров [Си04]6\ формирующих матрицу, к уменьшению поглощения в области фундаментальной полосы (рис. 1). На краю поглощения появляется затянутый хвост, связанный с рассеянием света на неоднородностях, о чем свидетельствует наличие зависимости 1/Х4 для разности коэффициентов поглощения до и после облучения. Край поглощения облученного электронами монокристалла описывается экспоненциальной зависимостью поглощения от энергии (край Урбаха), с «фокальной точкой» Ео= 1 62 эВ

(СиО^ХСиО/|

I I

3 1/ 23 ЗТГ

Е(эВ)

Рис 1 Спектры поглощения монокристаллов СиО при комнатной температуре до облучения высокоэнергетическими частицами и после облучения электронами е" и ионами Не Стрелками показано положение линий поглощения (Схематическое представление)

В области фундаментального поглощения монокристаллов СиО наблюдаются узкий пик с максимумом при 1 7 эВ, широкая

полоса при 2.3 эВ и отдельная высокоэнергетическая полоса при ~3 1 эВ Наиболее отчетливо эти полосы разрешаются в естественном и поляризованном свете при Спектры поглощения СиО в области фундаментальной полосы подобны спектрам медных оксидов на основе СиО, что свидетельствует об общей природе электронных переходов в этих соединениях, несмотря на их различный химический состав и кристаллическую структуру.

Спектры в области фундаментальной полосы купратов объясняются в рамках кластерной модели [5], согласно которой электронные переходы в базовых кластерах [СиО*»]"6 формируют три типа разрешенных электродипольных переходов с переносом заряда из основного гибридного Си(3</)-0(2р)-состояния в чисто кислородные состояния еи(я), еи(сг) и Ь2и, <*2и Структура полос определяется зонными эффектами, электронно-колебательными взаимодействиями и корреляционными эффектами Аномально большой корреляционный эффект играет принципиальную роль в формировании оптического спектра в области фундаментального поглощения Так, пик при 1.7 эВ и широкая полоса при 2 3 эВ связаны с переходом из основного Ь]я в расщепленное под действием сильного корреляционного эффекта еи(я) состояние Отдельная полоса при 3 13 эВ связана с переходом из в слабокоррелированное зонное состояние ¿¿ш аги Переход Ь]%-Ъ2и является орбитально разрешенным, а близкий по энергии Ь]%-а2и - орбитально запрещенным Подобная структура полос наблюдалась в полупроводниковой фазе УВагСизОб 1 и в системе ЯгСи04 (Я= Ьа, N(1, Бш, Ей, Ос1).

После облучения монокристаллической пластины СиО, вырезанной в плоскости (110\ электронами и ионами Не+ структура полос фундаментального поглощения размывается, появляется монотонный рост поглощения при увеличении энергии от 1 5 до 3 3 эВ. Согласно кластерной модели купраты рассматриваются как системы, неустойчивые относительно реакции диспропорционирования типа 2[Си04]"6 =[Си04]"5 + [Си04]"7 + 8-бозон с образованием [Си04]"5 дырочных и [Си04]"7 электронных полярных псевдо-Ян-Теллеровских кластеров в СиОг-плоскости.

При учёте электронных корреляций в дырочных кластерах появляются низкоэнергетический (~0 1 эВ) и высокоэнергетический (~2.9 эВ) b2ig —у big ¿„-переходы Низкоэнергетический переход формирует полосу при 0 22 эВ, интенсивность которой увеличивается при облучении электронами, ионами (рис.1) и нейтронами. Высокоэнергетический переход приводит к появлению полосы при 2 9 эВ Её интенсивность увеличивается после облучения высокоэнергетическими частицами, что сопровождается заполнением промежутка между 2.5 и 3 1 эВ и монотонным ростом поглощения (рис 1) Переходы в электронных кластерах [С11О4]"7 являются запрещенными Облучение электронами не создаёт локального искажения, достаточного для разрешения переходов в электронных кластерах Облучение ионами Не+ и N+, создающим каскады дефектов смещения на глубине, существенно превышающей глубину проникновения ионов ~10"3 мм, приводит к восстановлению СиО до СигО и Си и разрешению оптических запрещённых переходов в [CUO4]"7 кластерах за счет сильных локальных искажений, что сопровождается появлением полосы при 0 8 эВ и частотнонезависимого вклада, связанного с поглощением частицами Си. Усиление полос ИК-поглощения происходит за счёт уменьшения поглощения вблизи 1 7 эВ (рис.1). После облучения нейтронами разность коэффициентов ИК-поглощения до и после облучения пропорциональна X'2, что связано с образованием металлоподобных включений в СиО Согласно теоретическим представлениям [5], уникальным свойством центров зарядовой неоднородности, образованных [CUO4]"5 и [Си04]"7 кластерами, является аномально большая электрическая поляризуемость, что согласуется с экспериментальными данными В области ИК-поглощения СиО обнаружен большой линейный дихроизм D=(a\\-aj)/(a\\ + aj) ~40 %, где а-\ и а.1 - коэффициенты поглощения при электрическом векторе, параллельном и перпендикулярном выбранной оси кристалла. Характер анизотропии поглощения электронного кластера является таким же, как для дырочного с преимущественным поглощением вдоль оси [ 101] кристалла После облучения кристалла ионами

Не+ и нейтронами спектр линейного дихроизма превышает 40 % в энергетическом интервале от 0.15 до 0 9 эВ

Важной особенностью фазово-неоднородной среды является возбуждение поверхностных плазмонов на границах неодно-родностей (резонансов Ми), которые приводят к появлению ре-зонансоподобных полос в спектрах поглощения. Применение теории эффективной среды позволило описать резонансоподоб-ную полосу при —1,3 эВ, наблюдаемую в спектрах монокристаллов СиО после облучения электронами, ионами Не+ (рис 1) и в спектрах поглощения высокоплотной нанокерамики СиО Эффективная среда представляет собой матрицу с включениями высокопроводящих частиц в виде изолированных друг от друга металлических капель Согласие между экспериментальными и расчетными спектрами продемонстрировало возможность подхода к дефектному СиО как к системе с зарядовым разделением фаз.

При магнитных фазовых переходах в антиферромагнитном полупроводнике СиО нами было обнаружено аномальное температурное поведение полосы фундаментального поглощения при 3 13 эВ (рис.2) При Т<Тм=213 К СиО является трехмерным (3.0-АФМ) коллинеарным антиферромагнетиком, при Т=Тмг имеет место фазовый переход первого рода из низкотемпературной коллинеарной фазы в промежуточную неколлинеарную ЗО-АФМ-фазу, которая существует в узком температурном интервале Тж<Т<Тш=230 К При Т>ТЫ2 СиО является низкоразмерным антиферромагнетиком При приближении к Т^ со стороны высоких температур наблюдается плавное изменение коэффициента поглощения Да(Т)=а(Т)-а(Т=80К). Вблизи Тмг имеет место резкий рост поглощения. В температурной области 213-230 К поглощение практически не меняется Ниже Тм1=213 К происходит резкое уменьшение поглощения, а затем плавное уменьшение Да(Т) при дальнейшем понижении температуры Природа аномалии связана с обменноупругооптическим и прямым обменным механизмом Первый обусловлен зависимостью энергии и вероятности перехода с переносом заряда от межатомных расстояний Расчет Аа(Т)я>11 1-A.fi ю) с учетом температурной зави-

симости коэффициента теплового расширения А.[цо](7*) находится в согласии с экспериментальными данными, полученными при 2.94 эВ Прямой обменный механизм в приближении молекулярного поля по-разному проявляется в случае орбитально разрешенных &/£-&.?„ и орбитально запрещенных переходов формирующих полосу Нарушение локального магнитного порядка при Тм1<Т<Ты2 приводит к суперпозиции двух полос, связанных с переходами и Ь^^-Ьщ, и сильному

изменению поглощения при 3.13 эВ После облучения СиО электронами происходит снятие запрета с близкого по энергии перехода вследствие сильных локальных искажений в областях радиационных дефектов и к размытию аномалии Да(Т) при 3 13 эВ (рис 2)

Влияние магнитного упорядочения на край фундаментального поглощения СиО проявляется в возникновении при Т>Тм1 тонкой структуры полосы при 1 7 эВ Согласно кластерной модели сильный вклад межцепочечного Ь^-е „-обмена в АФМ области приводит к смещению обменнорасщепленных сильнокоррелированных е и и е и состояний навстречу друг другу и слиянию разрешенных переходов в одну полосу При Т>Тм обмен существенно уменьшается, что сопровождается увеличением расстояния между е и и е и состояниями и

Рис 2 Температурная зависимость изменения полосы поглощения при 3.13 эВ монокристалла СиО плоскость (110) 1, 2 - до облучения (£■1 \ с и Е1с), Г, Т -после облучения электронами (Е | | с и Е±.с)

100

200 Ты, Т,

N1 ^N2 Т, К

расстояния между е „ и е „ состояниями и расщеплением полосы, формирующей край поглощения. В среднем ИК-диапазоне наблюдается перегиб в температурной зависимости поглощения при 0 14 эВ вблизи Тм1=213 К, аналогично зависимости электропроводимости от температуры Облучение электронами сохраняет эту особенность. Влияние магнитного упорядочения на интенсивность при 0 14 эВ объясняется ФМ вкладом межцепочечного обмена в переход 'А ^ - 3Еи в дырочном кластере [Си05~4]л Сами цепочки с сильной АФМ связью лежат в направлении [ 101] монокристалла СиО (спины направлены вдоль оси Ь).

Таким образом, показано, что в монокристаллах СиО край поглощения описывается в рамках зонного подхода непрямыми разрешенными переходами Особенности спектра фундаментальной полосы и ИК-поглощения СиО, в том числе облучённых высокоэнергетическими частицами и оптический отклик на магнитные фазовые переходы объясняются в рамках кластерной модели с учётом сильных электронных корреляций Резонансо-подобная полоса при 1 3 эВ в монокристаллах облученных электронами, ионами гелия и в нанокристаллах не связана с электронными переходами, а является плазмонным резонансом

3. Оптическая спектроскопия поликристаллов и монокристаллов маигаиитов лантана

В третьем разделе описаны свойства монокристаллов и поликристаллов манганитов лантана. Изучена зависимость спектров поглощения от нестехиометрии и типа легирования, показана взаимосвязь между температурным изменением оптических свойств и переходом металл-изолятор вблизи магнитного фазового перехода, выделены особенности оптических свойств, характерных для сильнокоррелированных соединений

Коэффициент ИК-поглощения в монокристалле ЬаМпОз достигает а -40 см"1 при Т=295 К и ~20 см"1 при 80 К Малая величина поглощения свидетельствует о высоком качестве монокристалла Показано, что край поглощения в ЬаМпОз формируется непрямыми разрешенными переходами, ширина запрещен-

ной зоны в ЬаМпОз составляет £¿=0,3 эВ при 295К и 0.4 эВ при

При слабом легировании монокристаллов ЬаМпОз ионами 8г2+ происходит сдвиг полосы фундаментального поглощения при ~2 эВ в сторону меньших энергий и увеличение ИК поглощения. В Ьао ^ГолМпОз наблюдаются полосы при —1.7 и 2.5 эВ и рост поглощения выше 3 эВ, связанный с краем высокоэнергетической полосы (вставка на рис. 3). Согласно кластерной модели [6] в ЬаМпОз и легированных манганитах лантана полоса при 1.7 эВ формируется дипольно-запрещенным /¡?(л;)—с& переходом, а при 2.5 эВ - слабым дипольно-разрешенным Т2и(тг1-ег переходом в октаэдре [МпОб]"9 и слабым частично запрещенным

5 5

Т2ё переходом по отношению к интенсивному дипольно-ряз решен ному 1}и(п)-е& переходу при ~4 эВ. Это объясняет малую интенсивность и сложную структуру фундаментальной полосы в области низких энергий.

В спектрах ИК -поглощен и я слаболегнров&ътых манганп-тов лантана появляются полосы локализованных состояний при 0.12-0.14 эВ (9-10 мкм) и -0.3-0.4 эВ (-3-4 мкм) (рис. 3). Полоса при 0Л4 эВ существует в монокристаллах Lau4SrxMnC>3 (х<0.10), в нелегированных ЬаМнОз, слаб о легирован ных Ьао.дзС%о7МпОз,

80 К.

Рис. 3 Спектры поглощения монокристаллов

Lai.x(Sr,Ce)4MnOj при двух температурах.

На вс тавке - спектр

монокристалла

Lao;)Sro.iMnO:i.

В(э8)

Lao 67Bao ззМпОз, Lao бУ0 о?Ва<) 33Mn03, La0 9Sr0iMnO3 и Lai-xCaxMn03. Увеличение концентрации вакансий лантана в LaMn03 приводит к увеличению интенсивности полосы при 0.14 эВ и квази-друдевскому росту поглощения ниже Тс Положение и структура полосы остаются неизменными при изменении температуры, а также уровня легирования и вида замещающих ионов Полоса при ~0 35 эВ проявляется в спектрах поглощения монокристаллов Lao 9зСео 07МпО3.

В монокристаллах Lai_xSrxMn03 (х<0.10) при увеличении концентрации Sr происходит усиление полосы при ~0 4 эВ, которая из-за большой интенсивности проявляется только в разностном спектре поглощения Аа=а(Т)-а(160 К), здесь а(160 К) -спектр поглощения вблизи Тс=160 К Интенсивность полосы при 0 4 эВ минимальна вблизи Тс и значительно увеличивается при Т<Тс Изменение спектров ИК-поглощения манганитов при легировании имеет общую природу с изменением в СиО после радиационного облучения. Как и в СиО, в манганитах при легировании наблюдается перераспределение спектральной плотности из высоко- в низкоэнергетическую область и усиление ИК-полос поглощения Однако в случае манганитов перераспределение спектральной плотности гораздо существенней. Это связано с относительной легкостью легирования манганита Согласно кластерной модели спектр фундаментального поглощения в манганитах определяется переходами в базовом кластере [МпОб]"9, переходы в дырочных [MnOef 'jr и электронных [MnO(]l0~jt полярных псевдо-ЯТ-кластерах формируют спектр ИК-полос поглощения, а безактивационный процесс переноса заряда между кластерами дает вклад поглощения свободными носителями заряда Энергетическое состояние полярных кластеров определяется зарядовыми, спиновыми и орбитальными степенями свободы Поэтому кластеры, по сути, являются Ян-Теллеровскими магнитными поляронами Их образованию способствуют локальные неоднородности потенциала, возникающие за счет искажений решетки в результате неизовалентного замещения лантана или создания вакансий С формированием в манганитах центров зарядовой неоднородности, состоящих из дырочных и электрон-

ных кластеров, связано зародышеобразование металлической фазы, а значит, статическое и/или динамическое разделение фаз Независимость положения полосы при 0.14 эВ при замене лантана ионами Са2+, 8г2+, Ва2+, Се4+ свидетельствует о том, что полоса связана с внутрицентровыми переходами в ионах Мп4+ и связана с дырочными, а полоса при 0.4 эВ - с электронными кластерами.

При охлаждении монокристаллов ниже температуры Кюри происходит увеличение поглощения и отражения в ИК-области спектра за счет роста вклада локализованных и делокализован-ных состояний На примере монокристалла Ьао 98101МПО3 показано, что при понижении температуры до Тс=160 К край фундаментального поглощения испытывает «синий» сдвиг (~0 2 эВ в интервале 160<Т<295 К) и уменьшение поглощения вблизи края (рис 4), аналогично изменению края в монокристалле ЬаМпОз

2000

2

о

1000

о

1 у I 00 1 А

2 Н О X О

а »0 160 2 4 0

\ \ 4 ■^лА Т (К )

\\3

2

5 1 0

X ( м к м )

Рис 4 Спектры поглощения монокристалла Ьа0 95г0|МпОз при различных температурах 1 - Т=345К, 2 - 132 К, 2Н — 132 К в магнитном поле 8 кЭ, 3 - 122 К, 4 - 95 К На вставке -температурная зависимость удельного электросопротивления

В ферромагнитной области при Т<160 К наблюдается «красный» сдвиг края поглощения (на -0.16 эВ в интервале 80-160 К) и увеличение поглощения в ИК-области. «Красный» сдвиг края поглощения является следствием перераспределения спектрального веса из высоко- в низкоэнергетическую область спектра. Подобное поведение в ферромагнитной области имеет

место в спектрах оптической проводимости монокристаллов Ьа1-х8гхМпОз, полученных из спектров отражения с использованием преобразований Крамерса-Кронига Изменения, связанные с вкладом делокализованных состояний в ферромагнитной области, мы наблюдали в спектрах отражения манганитов, легированных ионами Ва, (УВа) и Ей. Магнитное поле, приложенное при температурах близких Тс, приводит к увеличению поглощения света (рис 4, кривая 2Н) как понижение температуры при Т<ТС

Как в СиО, так и в манганитах лантана применение теории эффективной среды, учитывающей зарядовое разделение фаз и форму высокопроводящих частиц, позволило А С. Москвину и Е.В Зенкову описать спектры оптической проводимости моно-кисталлов Ьа1-х8гхМпОз Полученное согласие между экспериментальными и расчетными данными в предположении, что изменение спектра с ростом концентрации Бг и при Т<Тс связано преимущественно с ростом объема проводящей фазы, подтвердило наше представление о манганитах как о фазово-неоднородной системе

Появление вблизи Тс свободных носителей заряда в несте-хиометрических и легированных манганитах лантана приводит к переходу металл-изолятор. Оптическим откликом на МИ-переход является изменение вблизи Тс интенсивности отраженного и прошедшего ИК-излучения от температуры Температурное изменение отражения вблизи фононного спектра в интервале 100<Т<170 К, например, для Ьа<)98го ]МпОз, не превышает 5 %, а коэффициент поглощения меняется в 5 раз. Это позволило нам не учитывать отражение света при изучении температурных зависимостей пропускания света 1(7). Рассмотрим составы, находящиеся при низких температурах в диэлектрическом состоянии, например, монокристаллы ЬаодМпОз (Тс~140 К) и (ЬаодЗго [)о9МпОз (Тс~160 К). В парамагнитной области ход кривых 1(7) и р(7) совпадает и отражает температурное поведение электросопротивления матрицы Резкое уменьшение пропускания в зависимости 1(7) вблизи Тс на фоне полупроводникового хода р(7) показывает, что вблизи температуры Кюри но-

сителй заряда концентрируются в высокопроводящих областях («каплях»), которые отделены друг от друга (рис. 5).

Таким образом, пропускание света позволяет обнаружить переход к металлической проводимости в «каплях» при охлаждении ниже Тс. Такое же поведение зависимостей 1(7) и р(7), свидетельствующее о разделении фаз, имеет место в монокристаллах Ьао.егСао.овМпОз, Ьао.9з8го.07МпОз и ЕаоззСео.отМпОз.

100

ю

г

о

С

Рис. 5 Температурные а? зависимости электросо-5 противления (левая ось) и пропускания света при 0.14 эВ (правая ось) монокристалла (Ьа0. и Э го. I )о.!)МпО з.

100 200 300

Т(К)

Разделение фаз обнаруживается в поликристаллах, например, в Ьа*МпОз (х=0.9, Тс=240 К). В отличие от монокристаллов, в случае поликристаллов разделение на фазы (металлические капли) существует внутри зерна. В составах с х=0.7 и 0.8 переход металл-изолятор в зависимостях р(7) сопровождается оптическим откликом па МИ-переход вблизи Тс. Несовпадение хода зависимостей 1(7) и р(7) для х=0.9 и ] связано с нечувствительностью электросопротивления к изолированным металлическим каплям в диэлектрической АФМ матрице. Если для х=0.9 зависимость 1(7) имеет максимум вблизи Тс, а зависимость р(7) -при более низких температурах, то для номинально чистого ЬаМпОз наличие зарядовых неоднородностей проявляется только в температурной зависимости пропускания на фоне полупроводникового хода сопротивления. Разделение на фазы было ис-

следовало в поликристаллах системы Ьа1_хСахМпОз (хса=0.1, 0.2; 0 3; 0.4). Для составов с Хса=0.2 и 0 3 наблюдается МИ-переход, температуры максимумов р(7) и 1(7) совпадают и близки к Тс, что свидетельствует об образовании односвязной проводящей ФМ области. Для хса=0 1 металлический ход р(Т) появляется при Т=125 К, существенно ниже Тс-170, несмотря на оптический отклик на МИ-переход вблизи Тс. Различие в поведении ЦТ) и р(7) связано с тем, что в образце с хса=0 1 внутри зерна поликристалла имеются металлические капли Они обладают большой величиной коэффициента поглощения и дают вклад в ИК-поглощение Сравнение зависимостей 1(7) и р(7) позволило обнаружить разделение фаз в легированных кобальтитах Ьа(.х8гхСоОз (х=0 15, 0 25; 0 35), демонстрируя что такой способ является универсальным для изучения разделения фаз в СКС

В монокристалле ЬаодЗгоМпОз впервые обнаружен эффект гигантского магнитопропускания (изменение пропускания света образцом под действием магнитного поля) Л1/1=(1н-1о)/1о Ю0 %, где 1н и 1о пропускание света в поле и без поля Магнитопропускание достигало максимума —30 % при Т«Тс=160 К в поле 8 кЭ на длине волны 3 8 мкм Магнитопропускание в Ьао дйго [МпОз максимально вблизи температуры Кюри, связано с переходом металл-изолятор и имеет место в проводящих ФМ каплях Магнитное поле, как и понижение температуры при Т<Тс, приводит к увеличению объема ФМ металлических капель в диэлектрической матрице

Выделим основные особенности спектров поглощения сильнокоррелированных соединений СиО и манганитов лантана. В рамках зонного подхода описывается только край фундаментального поглощения. Спектры поглощения в широком диапазоне объясняются в рамках кластерной модели с учетом сильных электронных корреляций Облучение СиО высокоэнергетическими частицами и легирование манганитов лантана приводит к перераспределению спектрального веса из высокоэнергетической в низкоэнергетическую область спектра и усилению ИК-полос поглощения, связанных с дырочными и электронными

кластерами, а в манганитах - к дополнительному вкладу поглощения свободными носителями заряда. Различный характер температурного поведения пропускания и сопротивления связан с фазовым расслоением. Обнаружен эффект гигантского магни-топропускания.

4. Проявление иаиоскопической неоднородной структуры в

оптических свойствах плёнок манганитов лантана

В четвертом разделе описаны свойства плёнок манганитов лантана Исследована зависимость спектров поглощения от нестехиометрии и легирования

Эпитаксиальные пленки являются удобными объектами для исследования оптических свойств сильно поглощающих сред. Однако свойства плёнок могут существенно отличаться от свойств объемных образцов, что обусловлено рядом факторов, связанных с методикой выращивания, наличием напряжений растяжения (сжатия) вследствие несоответствия параметров решётки плёнки и подложки, с текстурой подложки, морфологией пленки и т. д

В спектрах поглощения нестехиометрических пленок ЬахМпОз (0.83 <х< 1.10), выращенных на подложках ЬаАЮз (ЬАО), как и в случае монокристалла, проявляется полоса при 1 7 эВ и рост поглощения при энергиях выше 2 5 эВ Рост концентрации вакансий Ьа приводит к смещению центра тяжести широкой полосы при 1.7 эВ в область меньших энергий и к проявлению тонкой структуры в виде подполос, центрированных при 1 12, 1.60, 2.00, 2 35 эВ и 2 80 эВ Тонкая структура не связана с интерференцией света. Согласие экспериментальных и расчетных данных с использованием теории эффективной среды для плёнки Ьао8зМпОз при Т=295 и 80 К позволили сделать вывод о том, что интенсивная тонкая структура в области полосы фундаментального поглощения связана со спектральным перекрытием электронных переходов с переносом заряда и плазмон-ных резонансов, не связанных с электронными переходами, а обусловленных возбуждением поверхностных плазмонов на границах раздела фаз Температурные изменения спектров пленок

свидетельствуют о появлении сильного вклада поглощения света свободными носителями заряда при 80 К<Тс (Тс плёнок приведены в табл. 2) Расчеты показали, что появление вклада поглощения света свободными носителями заряда связано с увеличением объема металлических капель при переходе в ферромагнитное состояние Это позволяет рассматривать «объемный» эффект в качестве одного из важнейших факторов, определяющих температурное поведение оптических спектров нестехио-метрических и легированных манганитов в ИК-области спектра. Тонкая структура, связанная со спектральным перекрытием электронных переходов и плазмонных резонансов, наблюдалась нами в спектре фундаментального поглощения плёнок Lai_xSrxCo03 толщиной ~ 200 нм на подложке LAO

Так же, как в случае монокристаллов, во всех исследованных пленках манганитов лантана имеет место ИК-полоса поглощения при 0 14 эВ, связанная с переходами в дырочных кластерах. Усиление ИК-полос при 0.40 и 0 85-0.95 эВ на фоне уменьшения вклада свободных носителей заряда наблюдалось при изотоп-замещении кислорода 160 на 180 в пленках (Lao 5РГ0 5)0 7Сао зМпОз (*Тс~120 К). Вероятно, полоса при 0.4 эВ связана переходами в электронных псевдо-ЯТ-кластерах, а полоса при 0 9 эВ связана с проявлением плазмонного резонанса.

При исследовании спектров поглощения плёнок Lao 67Cao 33МПО3 (d=60 и 300 нм) на подложке LaA103 для тонкой пленки в поляризованном свете обнаружены осцилляции поглощения относительно поглощения в неполяризованном свете на фоне сильного вклада поглощения света свободными носителями (рис 6) и осцилляции линейного дихроизма D=(a\\-aj)/(a\\ + aj) ~20 % при 293 К, где а и ai коэффициенты поглощения при электрическом векторе, параллельном и перпендикулярном оси с Для толстой пленки осцилляции сглажены, линейный дихроизм имеет два максимума ~12 % при 0.35 и 0 8 эВ (Т=293 К) Источником оптической анизотропии плёнок являются напряжения в интерфейсе подложка-пленка. Особенности экспериментальных данных были воспроизведены в спектрах поглощения и линейного дихроизма, рассчитанных

A.C. Москвиным и E.B. Зенковым в рамках теории эффективной среды (сплошные кривые на рис 6). Согласие экперименталь-ных и расчётных данных позволило связать осцилляции линейного дихроизма в плёнках Lao 67Cao ззМпОз с плазмонными резо-нансами на эллипсоидальных включениях металлической фазы с текстурой, наведённой текстурой подложки

5 о

О 0,0

\ Е||с

Т = 80 К

-Elc^^ Е||с

у/ '

Т = 293 К

- » .

0,5

1,0

1,5

Рис 6 Рассчитанные

(сплошные линии и пунктир) и экспериментальные (символы) спектры поглощения пленки Lao 7Сао 3Мп03 толщиной 60 нм на подложке LaA103 ориентации (001) при двух температурах и поляризациях света (Спектры в естественном свете не показаны)

Е(эВ)

Таким образом, на оптические свойства пленок манганитов оказывают влияние интерфейс плёнка-подложка, напряжения в котором приводят к появлению тонкой структуры широкой полосы поглощения; текстура подложки, вызывающая сильную оптическую активность, увеличение объема «металлических» капель при переходе в ферромагнитное состояние Изменения спектров поглощения объясняются в рамках теории эффективной среды, учитывающей разделение фаз

5. Эффект гигантского магнитопропускания и разделение фаз в плёнках манганитов с KMC

Раздел посвящен изучению природы обнаруженного в пленках манганитов лантана эффекта гигантского магнитопропускания и оптического отклика на переход металл-изолятор Рассмотрено влияние на эффект магнитопропускания величины магнитного поля, температуры, типа и уровня легирования, типа подложки и толщины образца. Определены условия получения

магнитопропускания большой величины при температурах, выше комнатной Предложены методики изучения зарядового и магнитного разделения фаз в манганитах лантана.

Переход металл-изолятор в манганитах лантана имеет место вблизи Тс- Характерная температура МИ-перехода (Тм) определяется положением экстремума первой производной температурной зависимости электросопротивления др(Т)/дТ Для удобства сравнения положения Тм и оптического отклика на МИ-переход нами была введена характерная температура (Ti) -положение экстремума первой производной температурной зависимости пропускания д1(Т)/дТ. Сопоставим электрические и оптические данные для нестехиометрических плёнок ЬахМпОз (О 83<х1л<1) на LAO Характерные температуры плёнок, Тс и температуры максимумов магнитопропускания и магнитосопро-тивления Ар/р=(рн-р)/р (Ттахл/// и Тmaxjp/p) приведены в табл. 2.

При охлаждении пленок с хьа=0 95 и 1,00 их пропускание и сопротивление монотонно увеличиваются, как в монокристалле ЬаМпОз, что является характерным для немагнитных полупроводников Каждая вакансия La приводит к появлению трех ионов Мп4+, тек «неизовалентному» легированию и разделению фаз В пленке с хьа=0.90 после достижения максимума вблизи Тс пропускание пленки уменьшается, демонстрируя оптический отклик на МИ-переход, несмотря на непрерывный рост сопротивления

___Таблица 2

Состав Т/,К -т -max т/1 Арр, - г -max у 1 ¿111, К- Тм> К Т,,К

х=0 83 264 267 268 267 264

0 85 180 190 184 190 184

0 90 126 125 126 140

0 95 <80

I 00

Рост концентрации вакансий лантана при х^<0 90 (рост отношения концентрации ионов Мп47Мп3<~) приводит к увеличению Тс и связанной с ней Т1 При хи^О 85 в пленке появляется односвязная металлическая ФМ область, что сопровождается

МИ-переходом с характерными температурами Т[ и Тм, близкими Тс (табл. 2) Отрицательное АШ~ 1 5 % (Н=8 кЭ) появляется даже при слабом отклонении от стехиометрии (хи=0.95), когда колоссальное магнитосопротвление отсутствует (рис 7). Это связано с малым объемом фазы проводящих не связанных друг с другом ФМ областей (малое отношение Мп4+/Мп3+). Магнито-пропускание достигает максимума вблизи Тс, т е. при температуре максимальных флуктуаций магнитных моментов Оно происходит практически только в проводящих ФМ областях Маг-нитосопротивление является усредненной характеристикой образца и максимально для составов, близких к концентрационному порогу перколяции Поэтому аналогия магнитосопротивле-ния и магнитопропускания имеет место только для манганитов с максимальной односвязной ФМ проводящей фазой при низких температурах. В отсутствии магнитного поля при понижении температуры Т<Тс в манганитах происходит рост объема проводящей ФМ фазы. Магнитное поле, подавляя спиновое рассеяние, дополнительно увеличивает объем ФМ проводящей фазы в окрестности Тс, вследствие чего появляются отрицательное колоссальное магнитосопротивление и гигантское магнитопропуска-ние. Это согласуется с вьппесделанными выводами

g Рис 7 Температурные зави-"> симости абсолютных вели— чин Ар/р (открытые символе лы) и АШ при 0 14 эВ (за-4 крытые символы) в поле 8 кЭ пленок LaxMn03

О

100 200 т(К)300

Рассмотрим разделение фаз и эффект магнитопропускания в системе плёнок с изовалентным легированием (Lai_xPrx)o iCdLQ зМпОз (0<хрг<1) на подложках LAO и БгТЮз (STO) Рост концентрации празеодима до хрг=0 50 приводит к

уменьшению критических температур Тс, Тм, Ti, а также Ттахш и TmaVP (табл 3) за счет уменьшения среднего радиуса <гА> катиона в А-позициях перовскитной структуры. В области концентраций хрг<0 6 магнитное и зарядовое состояние (Lai-xPrx)o 7Сао зМпОз можно считать однородным. В плёнках этих составов образуется односвязная высокопроводящая ФМ область, что проявляется в корреляции зависимостей 1(7) и р(7) (рис. 8) и в близости критических температур (табл 3), максимальные значения эффекта Керра меняются незначительно. Небольшое различие в характерных температурах пленок на подложках STO и LAO связано с неоднородностями, обусловленными сильными напряжениями разного знака на границе пленка-подложка и градиентом напряжений по толщине пленки Установлено, что при толщине пленок значительно больше величины релаксационного слоя (в пленках на подложках STO -20а и ~10а на LAO, где а-параметр решётки) отклонение от стехиометрии или легирование манганитов лантана оказывает существенно большее влияние на положение характерных температур, чем изменение типа подложки Постоянство отношения Мп +/Мп3+ при хрг<0 50, а следовательно, объема металлической ФМ фазы приводит к тому, что величина магнитопропускания практически не меняется (-25 %), в отличие от KMC, достигающего максимума вблизи порога перколяции.

Таблица 3

Состав пленки/подложка Тм T, dl/l% *TC т-шах 1 All тчпах 1 MP

ЬаотСаозМпОз/ЬАО 248 249 26 273 249 250

LaovCaojMnOj/STO 257 258 25 259 259 255

(Lao 75РГ0 25)0 ?Сао 3Mn03/LA0 211 211 30 211 213 211

(Lao 75РГ0 25)0 7Сас зМпОз/STO 215 215 25 214 215 214

(Lao 5РГ0 5)0 ?Сао 3Mn03/LA0 176 176 26 176 176 175

(Lao 5РГ0 5)0 7Cao 3Mn03/ST0 177 177 23 179 180 177

(Lao 25РГ0 75)0 ?Cao 3Mn03/LA0 4 79 103 <95

(Lao 25P10 75)0 7Cao 3Mn03/ST0 109 4 85 108 <95

Рис. 8. Температурные зависимости: а) пропускания света при л=6 мкм, б) удельного электросопротивления пленок (Lai .хРг*)о уСаолМпОз (0<х<1) на подложках STO (светлые символы), LAO (темные символы) и неотожженных пленок (звездочки, х=0.75).

Наиболее однородньми являются пленки состава хрг=() с максимальным значением Тс, Ти Ттах^, с отсутствием аномалий на кривых Л1/ЦТ) и Лр/р(Т), а также отсутствием гистерезиса в зависимостях AI/I{Н) и Ар/р(Н). Наличие гистерезиса в зависимостях А1/1(И) и Ар/р(Н) составов х=0.25, 0.50 и 0.75 на обеих подложках свидетельствует о магнитной неоднородности плёнок. Гистерезис магнитопропускания обусловлен гистерезисом намагниченности в переходном слое от АФМ матрицы к ФМ каплям и отношением объемной доли АФМ и ФМ областей в плёнках на разных подложках. Ниже порога перколяции (xpt>0.75) магнитонропускание и магнитосопротивлеыие существенно уменьшаются, что свидетельствует об уменьшении объема ФМ фазы и появлении разделения фаз вследствие несгехиомет-рии по кислороду и изменения отношения концентраций ионов Mn4'/MnJ+. Отчётливо разделение фаз проявляется в отожженных образцах хРг=0.75, в которых оптический отклик на МИ-псреход имеет место в плёнках на обеих подложках, несмотря на его отсутствие в зависимости р(Т) в плёнке на LAO (рис. 8). Пленка состава Lao.35Pro.35Сао.зМпОз на STO, технология получения которой несколько отличалась, показала наибольший

эффект магнитопропускания А1/1-55 % при 2.4 мкм (8 кЭ,175 К) Причем при оптическом отклике на МИ-переход в зависимости 1(7) происходит более чем 4000-кратное уменьшение пропускания ИК-излучения Такие большие по величине эффекты рекомендованы для использования в практических целях

При изотоп-замещении на О в плёнках (ЬаозРго^)о7СаозМпОз на БТО магнитопропускание уменьшается в два раза, а Т1™*^ на —50 К Уменьшение магнитопропускания связано с уменьшением объемной доли металлической ФМ фазы за счет роста изолирующей АФМ фазы Изотоп-замещение в пленке на ЬАО приводит к монотонному полупроводниковому ходу 1(7") и р(7) во всем температурном интервале Однако при охлаждении плёнки в поле 8 кЭ и измерении без поля в зависимости I(7) появляется оптический отклик на МИ-переход (Тг-120 К близка Тс) при полупроводниковом ходе р(7) во всём температурном интервале Это указывает на появление ферромагнитных «металлических» областей с Т с~120 К в диэлектрической АФМ плёнке с

1X

О и свидетельствует о преимущественно перколяционном характере изотопного замещения

Рассмотрим эффект гигантского магнитопропускания и разделение фаз в ЬаМпОз, легированном одновалентными ионами А§+ В системе пленок Ьа1.хА£хМпОз (хдё=0.05, 0 10, 0 15 и 0 25) на БТО с плоскостью (110) зависимости р(7) и 1(7), АШ(Т) и Ар/р(Т) обладают согласованным ходом с практически совпадающими значениями Т| и Тм, близкими к Тс (табл 4) Замещение Ьа3+ ионами Ag+ даже при малых уровнях легирования позволяет получить ферромагнитные пленки с Тс, Ти Тм, Ттах^/// и

Ттах

Ар/р, превышающими комнатную, а максимальные значения Тс и Ттах^/// достигаются при концентрациях примерно в два раза меньших, чем при легировании двухвалентными ионами Рост концентрации серебра до хдё=0 10 сопровождается увеличением Тт%//, Тс и Тт%/р При дальнейшем увеличении хАё все критические температуры уменьшаются (табл 4)

Таблица

Состав пленки/подложка "Тс AI/I 1 MI тчпах 1 арф Тм T,

Lao 9sAgo 05MnO3/STO 306 8 1 310 312 306 304

Lao 9 Ago 1M11O3/STO 317 77 329 318 313 313

LaossAgouMnOj/STO 316 94 317 316 313 313

Lao 75Ago 25M11O3/STO 306 84 311 311 306 306

Lao sAgo iMn03+5/ST0 301 11 299 301

На низкотемпературном ходе кривых AI/KT) плёнок проявлялись особенности (наиболее интенсивная в плёнке с дефицитом лантана Lao sAgo iMnCb+e) Особенности не наблюдались в зависимостях Ар/р(Т) Они связаны с присутствием в плёнках ФМ фазы с Тс ниже Тс основного объема плёнки Появление особенностей обусловлено напряжениями в интерфейсе пленка-подложка и/или неоднородным распределением легирующего элемента по толщине плёнки Зарядово- и магнитно-неоднородная среда была создана искусственно в пленках Lao sAgo 1МПО34-5 на подложках Zr02(Y203) - ZYO Такие пленки обладают вариантной (эквивалентной) структурой Плёнки Lao sAgo iMn03+s с разной толщиной (d=500, 800 и 1000 нм), с вариантной структурой отличаются от поликристаллов наличием высокопроводящих структурных доменов, разделенных слабо-проводящими высокоугловыми границами (19.5°, 70 5° и 90°), набор которых не меняется по толщине пленки В отличие от плёнок без вариантной структуры, в LaoeAgo (МпОз+е на ZYO переход металл-изолятор происходит при Тм на ~80 К ниже *ТС, в то время как Ti близка температуре Кюри Различие в положении Т| и Тм обусловлено конкуренцией вкладов проводимости внутри и на границах структурных доменов Эффективные температуры Кюри, измеренные со стороны пленки и подложки, показали разные значения, что свидетельствовало о магнитной неоднородности пленок Максимальное магнитопропускание достигалось в пленке, толщиной 800 нм Дальнейшее увеличение толщины до 1000 нм привело к увеличению электросопротивления и понижению характерных температур вследствие более

неоднородного распределения серебра и вакансий Ьа по объёму толстой плёнки по сравнению с более тонкой. В плёнках с вариантной структурой в отличие от обычных плёнок (например, Lao.gAgo ]МпОз+5 на ЭТО) помимо колоссального магнитосопро-гивления существует вклад в магнитосопротивление, связанный с туннелированием сп и н-по л я ризо ванных электронов через границы структурных доменов - так называемое туннельное магнитосопротивление, которое увеличивается при понижении температуры (рис. 9).

Рис.9 Температурные зависимости: а) абсолютной величины м агнитосопротив-ления {сплошные линии — функция /=а+ЬЛ/'Г); б) маг-нитопропускания света при длине волны Х—(у мгкм пленок Lao.gAgo.1Mn.O3/ZYO толщиной: 1 - 500 нм, 2 - 800 нм и 3 -- 1000 им, в магнитном поле 8 кЭ.

Т ( К )

Магнитопропускание является оптическим откликом колоссального ма гаитосолр отивл ен и я и достигает максимума -6-9 % вблизи Тс. Сравнение зависимостей Л1/1{Т) и Лр/р^Г) позволило нам разделить вклады колоссального магнитосопротивления и туннельного магиитосопроти в ления в плёнках с вариантной структурой. Показано, что туннельное магнитосопротивление описывается формулой Ар/р(Т)^а+Ь/\^, где а и Ь-константы. Экстраполяция кривой Ар/р(Т) на ось ординат и использование выражения Лр/р—21^/(1-Р2) позволило оценить величину спин-поляризации электронов Р-0.5.

Рассмотрим влияние интерфейса пленка-подложка на свойства плёнок манганите в, оптимально легированных двухвалент-

а ) "" Ч-Л.

б) _ 2

ШХ^ 3

Ш'

I

V,,

о ^-----, ¿¿е

100 200 300

ными ионами Са2+ и Sr24 . Вследствие малого радиуса иона Са2+ (1.06 А), по сравнению с ионным радиусом Sf2* (rsr= 1.26 А), характерные температуры пленки Lao 67Cao ззМпОз на LAO (d=150 нм) ниже комнатной и близки к значению Тс^276 К (АШ~28 % при Н=8 кЭ и -270 К). Значения Тм, ТтахМс и *ТС, близкие к данным для монокристаллов Lao 7Сао зМпОз, свидетельствуют о высоком качестве пленки и слабом влиянии напряжений в интерфейсе пленка-подложка на её оптические и магнитооптические свойства. В плёнках Lao 67Sro ззМпОз на подложках LAO и STO {d= 50 и 300 нм) показано, что неоднородности в интерфейсе пленка-подложка по-разному проявляются в оптических и электрических свойствах толстых и тонких плёнок В толстых пленках характерные температуры близки Тс~350 К, зависимости AL/I(T) и Ар/р(Т) подобны, а температуры максимумов магнитопропускания и магнитосопротивления близки друг другу (табл 5), как в случае пленки Lao 67Cao ззМпОз на LAO

Таблица 5

Толщина пленки, Состав пленки / подложка AI/l Тс т-шах 1 Л¡1 -т^гпах 1 А/Ур Тм т,

300 нм Lao 67Sr0 ззМпОз/LAO 6 1 356 352 354 352 352

300 нм Lao 67Sr0 ззМпОз/STO 5 8 358 352 350 352 352

50 нм Lao 67Sr0 ззМпОз/LAO 22 326 328 340 338 345

50 нм Lao 6?Sr0 ззМпОз/STO 1 335 330 335 338 338

Однако тонкие пленки являются зарядово- и магнитно-неоднородными Об этом свидетельствует увеличение р при уменьшении d, уменьшение намагниченности, Тс, Ti, Тм, Ттах^/// и Тmaxjp/p (табл 5) Напряжения в интерфейсе пленка-подложка и градиент напряжений по толщине пленки формируют деформированный слой, толщина которого на порядок превышает толщину релаксационного слоя и составляет -100 нм для пленок Lao 67Sro ззМпОз на STO и ~50 нм на LAO Соотношение толщины деформированного слоя и толщины пленки определяет зарядовую и магнитную однородность пленок и приводит к разным значениям магнитопропускания в пленках на разных подложках

Шестикратное уменьшение толщины пленки сопровождается шестикратным уменьшением магнитопропускания в пленке на STO и трёхкратным уменьшением магнитопропускания в пленке на LAO. Различие связано с зависимостью магнитопропускания от объемной доли неоднородностей и отношения толщины пленки к величине деформированного слоя

На основе экспериментальных данных установлено, что наибольшим магнитопропусканием обладают пленки манганитов оптимально легированных составов с максимальным изменением пропускания при МИ-переходе и полупроводниковым ходом р(7) в парамагнитной области. Так, в Lao 67Sro ззМпОз при Зр/ЗТ>0 в ПМ-области магнитопропускание мало ~6% В Lao 7Сао зМпОз при ф/ЗТ<0 и <91/(9Т<0 магнитопропускание -25 %. Зависимость величины магнитопропускания от знака Эр/ЗТ в ПМ-области обусловлена величиной среднего ионного радиуса А-катиона. Меньшему радиусу катиона соответствует более узкая зона проводимости, что обусловливает активационный характер проводимости при Т>Тс и высокие значения магнитопропускания и магнитосопротивления в соответствии с выражением -expf-Et/Tc), где Еа - энергия активации [7] Магнитопропускание плёнок нестехиометрических и легированных манганитов лантана имеет большую величину в широком ИК-диапазоне от 1 4 до 12 мкм, т е там, где проявляются свойства проводящей фазы, и связано с изменением под действием магнитного поля поглощения света как локализованными, так и де-локализованными носителями Полученные экспериментальные данные показали, что оптический отклик на МИ-переход и колоссальное магнитосопротивление в плёнках манганитов лантана является следствием изменения объема ферромагнитной металлической фазы вблизи Тс от температуры и магнитного поля

Таким образом, на величину и положение максимума магнитопропускания в пленках манганитов лантана оказывает влияние отклонение от стехиометрии, уровень и тип легирования, толщина плёнки Магнитопропускание слабо зависит от типа подложки Оно максимально в составах с максимальным объё-

мом ФМ фазы при Т<Тс и отрицательными первыми производными электросопротивления и пропускания света в парамагнитной области. Зарядовое и магнитное разделение фаз в плёнках проявляется в различном температурном поведении пропускания и электросопротивления, в особенностях температурной зависимости магнитопропускания и гистерезисе полевой зависимости магнитопропускания. Предложен способ разделения вкладов KMC и магнитосопротивления, связанного с туннелированием спин-поляризованных носителей заряда через границы структурных доменов в плёнках с вариантной структурой

6. Сильнокоррелированные СиО и манганнты лантана -новые функциональные материалы

Шестой раздел посвящен разработке и описанию принципа действия ИК-модулятора и других устройств на основе эффекта магнитопропускания или температурного изменения пропускания в плёнках манганитов лантана Показана применимость на-нокристаллического СиО для создания поглотителей солнечной энергии

В связи с проблемами энергосбережения большой интерес проявляется к тепловым преобразователям солнечной энергии с покрытиями на основе селективных поглотителей энергии солнца. Поглотитель должен иметь большую величину поглощения, малый коэффициент отражения при Е>О 5 эВ и малое излучение или большое отражение при Е<0 5 эВ В работе показано, что таким требованиям удовлетворяет нанокристаллический СиО, в котором высокоэнергетический край «окна прозрачности» можно сместить от 1 5 до 0 5 эВ (изменение на эВ) без изменения величины показателя преломления.

Было показано, что большие значения линейного дихроизма в монокристаллах СиО и в пленках манганитов лантана могут быть использованы при создании поляризаторов ИК-излучения

Описаны конструкция, принцип действия и рабочие характеристики модулятора ИК-излучения на основе эффекта МП в плёнке Lao82Nao 1вМпОз+5 на LAO Спектральный диапазон модулятора от 1 5 до 12 мкм, глубина модуляции - 6 %, рабочая

температура - 303 К, управляемое поле - 3 кЭ, частотный диапазон - 2 кГц В работе показано, что магнитопропускание может быть использовано для регистрации электрического тока и магнитного поля, а гигантское изменение пропускания света манга-нитами вблизи Тс может быть использовано для определения температуры.

На примере тонкопленочной гетероструктуры Smo 55S10 45Mn03/Ndo ssSro 4sMn03, состоящей из слоев с разными Тс, показана возможность получения МП и МС со слабой температурной зависимостью. На примере гетероструктуры (Lao 25РГ0 75)0 7Сао зМпОзЛГВагСизОу.х показана возможность создания магнитной линзы, концентрация магнитного потока в которой позволяет получить выигрыш в величине управляющего магнитного поля в пленке манганита лантана

Заключение

При исследовании оптических свойств монокристаллов АФМ полупроводника оксида меди, необлучённых и облученных высокоэнергетическими частицами и монокристаллов, поликристаллов и пленок манганитов лантана, легированных ионами различной валентности, обнаружены особенности, характеризующие эти материалы как сильнокоррелированные соединения, выявлена взаимосвязь между магнитной и электронной подсистемами. Получены следующие важные в научном и прикладном отношении результаты.

1 Обнаружены особенности в спектрах поглощения сильнокоррелированных соединений монокристаллов СиО и манганитов лантана, которые объяснены в рамках единого подхода - кластерной модели, учитывающей сильные электронные корреляции Спектр фундаментального поглощения обусловлен переходами в базовых кластерах, а переходы в дырочных и электронных кластерах формируют ИК-полосы поглощения. Облучение СиО высокоэнергетическими частицами и легирование манганита лантана приводят к перераспределению спектрального веса из высокоэнергетической в низкоэнергетическую область, усилению ИК-полос локализованных состояний, а в случае мангани-

тов лантана - к появлению вклада делокализованных состояний Эти изменения спектров являются характерными для сильнокоррелированных соединений Край фундаментального поглощения в СиО и манганитах описывается в рамках зонного подхода

2. Показано, что оптические спектры СиО и манганитов лантана могут быть описаны в рамках модели эффективной среды, учитывающей разделение фаз, т. е. высокопроводящие капли в диэлектрической матрице Разделение фаз в монокристаллах СиО является наномасштабным, носители локализуются в отдельных областях, перенос заряда между которыми затруднен. В манганитах лантана разделение фаз зависит от концентрации легирующего элемента и от температуры вблизи и ниже температуры Кюри (Тс). Предложен способ обнаружения разделения фаз в манганитах лантана и других сильнокоррелированных соединениях, основанный на сопоставлении температурных зависимостей пропускания ИК-излучения и электросопротивления, маг-нитопропускания и магнитосопротивления.

3 В оксиде меди обнаружен оптический отклик на магнитные фазовые переходы в температурной зависимости интенсивности полосы поглощения при 3 1 эВ. В легированных манганитах лантана вблизи Тс обнаружен оптический отклик на переход металл-изолятор в температурных зависимостях пропускания ИК-излучения, который связывается с существованием ниже Тс высокопроводящих капель и изменением их объема при изменении температуры и магнитного поля.

4,Обнаружен эффект гигантского отрицательного магнитопро-пускания в легированном монокристалле и пленках манганитов лантана Спектральная зависимость эффекта определяется изменением под действием магнитного поля поглощения света как локализованными, так и делокализованными носителями. Маг-нитопропускание достигает максимума в составах с максимальным объемом металлической ферромагнитной фазы, в отличие от магнитосопротивления, которое максимально вблизи порога перколяции Величина магнитопропускания зависит от типа легирующего элемента, уровня легирования, отклонения от сте-

I/ 10

хиометрии, изотопзамещения кислорода О на О, от толщины плёнки и слабо зависит от типа подложки Большая величина магнитопропускания достигается в манганитах с большим изменением пропускания при переходе металл-изолятор и полупроводниковым ходом электросопротивления и пропускания в парамагнитной области.

5. Показано, что напряжения в интерфейсе пленка-подложка приводят к появлению тонкой структуры в спектре фундаментального поглощения ЬахМпОз, текстура подложки LaA103 наводит большой линейный дихроизм в пленке Lao 67Cao ззМпОз, наличие структурных доменов в пленках Lao 8Ago iMn03 с вариантной структурой приводит к появлению туннельного магнито-сопротивления, предложен способ разделения вкладов колоссального и туннельного магнитосопротивления. 6 Показано, что нанокристаллический СиО является эффективным материалом для создания селективных поглотителей солнечной энергии Монокристаллы СиО с большой величиной линейного дихроизма могут быть использованы для создания поляризаторов ИК-излучения Изготовлен рабочий макет ИК-модулятора на основе эффекта магнитопропускания в пленке манганита лантана, работающий при комнатной температуре. На основе гетероструктуры манганит-ВТСП создана «магнитная линза» для уменьшения величины управляющего магнитного поля Показана возможность получения колоссального магнитосопротивления и гигантского магнитопропускания со слабой температурной зависимостью

Основные результаты работы изложены в журналах,

включенных ВАК в «Перечень» ведущих рецензируемых журналов:

1 Москвин А. С , Лошкарева Н Н , Сухорукое Ю П, Сидоров М А, Самохвалов А А Особенности электронной и зонной структуры оксида меди СиО Зародыши фазы полярных конфигураций и оптическое поглощение в среднем ИК-диапазоне //ЖЭТФ - 1994 -Т 105 -№4 - С. 967-993.

2.Сухорукое Ю. П., Лошкарева Н Н , Москвин А С., Самохвалов А. А. Спектры поглощения монокристаллов СиО в области фундаментальной полосы и природа оптической щели в оксидах меди//ЖЭТФ - 1995.-Т. 108 -№.5 (11).-С 1821-1830

3.Лошкарева Н. Н , Сухорукое Ю. П., Гижевский Б. А., Арбузов В. Л., Наумов С. В, Самохвалов А. А. Спектры поглощения монокристаллов СиО облученных электронами // ФТТ - 1995. -Т. 37.-№2 -С. 376-381.

4.Сухоруков Ю П , Москвин А С., Лошкарева Н. Н , Овчинников А С , Самохвалов А. А., Наумов С. В Аномалии оптического поглощения в области магнитных фазовых переходов в оксиде меди // Письма в ЖЭТФ - 1996. - Т. 63. - № 4 - С. 251-255

5 Сухорукое Ю П , Лошкарева Н. Н , Москвин А С., Арбузов В. Л., Овчинников А С , Чеботаев Н М., Самохвалов А А Влияние облучения электронами на фазово-неоднородную нанос-копическую структуру и спектр фундаментального поглощения монокристалла оксида меди СиО // ФТТ. - 1997. - Т. 39. -№ 12.-С. 2141-2146

ó.Loshkareva N N., Sukhorukov Yu. P., Gizhevskii В A, Samokhvalov A. A , Arkhipov V E , Naish V E, Karabashev S. G , Mukovskn Ya. M Red shift of absorption edge and nonmetal-metal transition in single crystals Lai.xSrxMn03 (x=0 1, 0 2, 0 3) // Phys Stat. Sol. (a). - 1997 - Vol 164. - P 863-867.

7.Лошкарева H. H , Сухорукое Ю П , Носов А П., Васильев В. Г., Слободан Б В, Демчук К М, Бебенин Н Г. Отражение света от Lao 67Bao ззМпОз в инфракрасной области спектра // ФТТ -1997 -Т 39 - С 1616-1617.

8.Sukhorukov Yu Р, Loshkareva N N., Samokhvalov A. A, Naumov S. V , Moskvin A S., Ovchinnikov A S. Magnetic phase transitions in optical spectrum of magnetic semiconductor CuO // JMMM - 1998 - Vol 183.-P 356-358.

9.Гижевский Б. А., Белых T A , Наумов С. В , Лошкарева Н Н , Сухорукое Ю П , Пяткова Г А , Чеботаев Н. М , Самохвалов А. А Модификация электрических и оптических свойств и фа-

зовые превращения CuO при облучении ионами гелия // Физика и химия обработки металлов - 1998. — № 1 - С. 9-14.

10. Loshkareva N. N., Sukhorukov Yu. Р, Nossov А. P., Vassiliev V G , Slobodin В V , Bebenin N. G., Ustinov V V. Interaction of light with charge earners in Lao 67.xYxBao ззМпОз (x=0, 0.07) // Sol State Commun - 1998. - Vol. 106 - № 6. - P. 357-361.

11 Лошкарева H H., Сухорукое Ю П., Гижевский Б. А , Москвин А С., Белых Т. А., Наумов С. В , Самохвалов А. А. Зародыши фазы полярных центров в монокристаллах CuO облученных ионами Не+ // ФТТ. - 1998. - Т 40 - № 3 - С 419-424

12 Сухорукое Ю П , Лошкарева H H., Москвин А. С., Арбузов В Л., Наумов С В. Влияние облучения электронами на край фундаментального поглощения монокристалла монооксида меди CuO // Письма в ЖТФ. - 1998 - Т 24 - № 4. - С. 7-12.

13 Лошкарева H. H , Сухорукое Ю П., Наумов С В , Солин Н. И , Смоляк И. Б , Панфилова Е. В. Прямое наблюдение разделения фаз в Lai.xCaxMn03 // Письма в ЖЭТФ. - 1998. - Т. 68. -№ 1.-С 89-92

14 Сухорукое Ю П, Лошкарева H H , Ганьшина Е. А., Кауль А Р , Горбенко О Ю., Фатиева К А. Гигантское изменение оптического поглощения пленки Lao з5?го збСао зМпОз вблизи перехода металл-изолятор и возможности его использования // Письма в ЖТФ - 1999-Т. 25 -№14 -С 6-13

15 Лошкарева H H , Сухорукое Ю. П , Наумов С В , Гижевский Б А., Белых Т А , Татаринова Г. Н. Центры зарядовой неоднородности и восстановление оксида меди CuO при облучении ионами азота//ФТТ - 1999 -Т. 41 -№9 - С 1564-1567

16 Лошкарева H. H, Гижевский Б. А, Сухорукое Ю П., Карь-кин А Е , Наумов С В Влияние нейтронного облучения на ИК спектров поглощения монокристаллов оксида меди // ЖТФ. -1999.- Т 69 -№ 12 - С 98-99

17 Лошкарева H. H , Сухорукое Ю П , Архипов В Е., Окатов С В , Наумов С В., Смоляк И Б , Муковский Я M , Шматок А В Носители заряда в спектрах оптической проводимости ман-ганитов лантана//ФТТ - 1999 -Т 41 -№3 - С. 475-482

18 Зайнулина Р. И, Бебенин Н Г., Машкауцан В. В , Бурханов А М., Сухорукое Ю. П., Устинов В. В., Васильев В Г., Слобо-дин Б В Кинетические, оптические и упругие свойства ЬаобоЕиооуЭгоззМпОз Н ФТТ - 2000,- Т 42. - № 2. - С. 284289

19 Лошкарева Н. Н., Сухорукое Ю. П , Нейфельд Э. А , Архипов В Е , Королев А. В., Гавико В. С., Панфилова Е В , Дякина В. П. Центры зарядовой неоднородности в спектрах поглощения манганитов лантана // ЖЭТФ - 2000. - Т 117. - № 2. - С. 440448

20. Sukhorukov Yu.P , Loshkareva N N , Moskvin A.S., Ganshma E A., Kaul A R., Gorbenko О Yu., Mukovskii Ya.M. Influence of magnetic and electrical fields on optical properties of lanthanum mangamte films // The Physics of Metals and Metallography. -

2001.-Vol.91.-Suppl. l.-P SI74—SI78.

21 Сухорукое Ю П., Москвин AC, Лошкарева H.H, Смоляк И Б., Архипов В.Е., Муковский Я.М, Шматок А В Магнитооптический эффект Фарадея в плёнках Lao 7Sro зМпОз //ЖТФ - 2001. - Т. 71. - № 6 - С. 139-142

22 Loshkareva N. N., Solin N. I., Sukhorukov Yu P, Lobachevskaya N. I., Panfilova E. V Optical spectroscopy of phase separation m LaxMn03 // Physica В - 2001 - Vol 293 - P 390393

23 Loshkareva N N, Arbuzova T I, Smoliak I В., Solm N. I, Naumov S. V , Sukhorukov Yu P., Mostovshchikova E V , Viglin N A., Korolyov A. V., Balbashov A. M., Hennion M , Moussa F , Papavassiliou G Charge segregation in mangamtes with electron doping^ // JMMM. - 2002. - Vol 242-245. - P. 704-706

24 Sukhorukov Yu. P , Gan'shma E A , Belevtsev В. I, Loshkareva N. N., Vinogradov A. N, Naugle D G, Rathnayaka K. D D, Parasiris A Giant change in infrared light transmission in Lao 67Cao 33МПО3 film near the Curie temperature // J. Appl. Phys. -

2002.-Vol 91 - № 7. - P 4403-4408.

25. Лошкарева H. H ,.Сухорукое Ю П, Мостовщикова E В., Номерованная Л. В , Махнев А. А , Наумов С В Эволюция оптических спектров ЕаМпОз при слабом электронном и дырочном

легировании и разделение фаз // ЖЭТФ - 2002 - Т. 121 - № 2 -С. 412-418.

26. Лошкарева Н Н., Королев А. В., Арбузова Т. И., Солин Н. И , Виглин Н А., Смоляк И. Б., Бебенин Н. Г , Сухорукое Ю. П , Наумов С В., Костромитина Н В , Балбашов А. М. Зарядовая сегрегация и неоднородное магнитное состояние при донорном и акцепторном легировании ЬаМпОз // ФТТ. - 2002 - Т. 44. К" 10. - С 1827-1835.

27 Лошкарева Н Н , Михалев К. Н., Фогель И. А., Мостовщико-ва Е. В., Королев А В , Солин Н И , Сухорукое Ю. П., Наумов С. В , Костромитина Н. В , Балбашов А М , Лукин Н. В. Влияние легирования церием на свойства монокристаллов ЬаМпОз // ФММ. - 2003. - Т 95. - № 2 - С 23-30.

28 Сухорукое Ю П., Лошкарева Н. Н , Ганыпина Е А, Родин И К., Мостовщикова Е. В., Кауль А. Р , Горбенко О. Ю , Босак А.А , Москин А. С , Зенков Е. В. Электронная структура и разделение фаз в плёнках LaxMn03 (0,87<х<1,10) оптические и магнитооптические данные // ЖЭТФ - 2003 - Т 123 - №1 - С 293-304

29 Сухорукое Ю П., Лошкарева Н Н., Ганыпина Е А , Кауль А Р , Горбенко О Ю , Мостовщикова Е В , Телегин А В., Виноградов А Н , Родин И. К Эффект гигантского магнитопропус-кания инфракрасного излучения в плёнках (Lai. xPix)o 7Сао зМпОз // Перспективные материалы. - 2003. - № 5. -С 43-49

30 Сухорукое Ю П, Лошкарева Н Н, Телегин А В., Мостовщикова Е В , Кузнецов В Л , Кауль А Р , Горбенко О Ю , Ганыпина Е А , Виноградов А. Н Модулятор ИК-излучения на эффекте магнитопропускания в манганите лантана, работающий вблизи комнатной температуры // Письма в ЖТФ. -2003-Т 29.-№21.-С 55-61

31 Kaul A.R, Gorbenko O.Yu, Loshkareva N.N, Sukhorukov Yu P, Mostovshchikova E.V Magnetic lens based on the ferromagnetic mangamte - high-Tc superconductor heterostrukture //Phys Low-Dim Struct.-2003 - Vol. 7/8 -P 1-6

32. Moskvin A S., Zenkov E V, Sukhorukov Yu. P., Mostovshchikova E V , Loshkareva N. N , Kaul A. R., Gorbenko О Yu. Nanoscale phase separation in Lao 7СаозМпОз films, evidence for texture-dnven optical anisotropy // J Phys. Cond. Matter-2003.-Vol 15.-P 2635-2643.

33 Loshkareva N. N., Gan'shina E. A , Belevtsev В. I, Sukhorukov Yu. P., Mostovshchikova E. V., Vinogradov A N., Krasovitskn V. В , Chukanova I N . Spm states and phase separation in Lai_ xSrxCo03 (x=0.15, 0 25, 0 35) films: Optical, magnetooptical, and magnetotransport studies // Phys. Rev. В - 2003. - Vol 68 - P 024413 (12)

34 Sukhorukov Yu P., Loshkareva N. N, Mostovshchikova E V., Moskvin A. S., Zenkov E. V, Gan'shina E A , Rodin I. K., Kaul A. R, Gorbenko О Yu , Bosak A A Phase separation and electron structure in LaxMn03 (0 83<x<l 10) films // JMMM - 2003 - Vol 258/259 - P. 274-276

35 Сухорукое Ю П , Лошкарева H. H., Ганьшина Е А , Кауль А. Р , Горбенко О Ю , Мостовщикова Е. В., Телегин А В , Виноградов А Н , Родин И К Влияние изовалентного легирования плёнок (Еа1.хРгх)о7СаозМпОз (0<х<1) на оптические, магнитооптические и транспортные свойства вблизи перехода металл-изолятор//ФТТ - 2004 - Т 46 - № 7. - С. 1203-1213.

36 Сухорукое Ю П , Телегин А. В , Ганьшина Е А , Лошкарева Н Н, Кауль А Р , Горбенко О Ю , Мостовщикова Е. В , Мельников О В, Виноградов А. Н Туннелирование спин-поляризованных носителей заряда в плёнке Lao 8 Ago iMn034-s // Письма вЖТФ. -2005 -Т. 31 -№11-С 78-87.

37 Sukhorukov Yu Р, Nossov А Р, Loshkareva N N, Mostovshchikova Е V , Telegin А V., Favre-Nicolin Е , Ranno L. The influence of magnetic and electronic inhomogeneities on magnetotransmission and magnetoresistance of Lao 67Sro ззМпОз films // J. Appl. Phys - 2005. - Vol 97 - P 103710 (5)

38 Ganshina E , Loshkareva N , Sukhorukov Yu , Mostovshchikova E , Vinogradov A , Nomerovannaya L Optical and magnetooptical spectroscopy of manganites // JMMM. - 2006 - Vol 300, № 1 -P 62-67

39. Melnikov О. V., Sukhorukov Yu. P., Telegjn A. V., Gan'shina, E. A., Loshkareva N. N., Kaul A. R., Gorbenko O. Yu., Vinogradov A. N., Smoljak I. B. The evolution of magneto-transport and magneto-optical properties of thin Lao »Ago iMnCb+i films possessing the in-plane variant structure as a function of the film thickness // J. Phys.: Cond. Matt. - 2006. - Vol. 18. - P. 37533765.

40. Сухорукое Ю. П., Гижевский Б. А., Мостовщикова Е. В., Ермаков А. Е., Тугушев С. Н., Козлов Е. А. Нанокристаллический СиО - материал для селективных поглотителей солнечной энергии // Письма в ЖТФ. - 2006. - Т. 32. - № 3. - С. 81-89.

41.Сухоруков Ю.П., Ганыпина Е.А., Лошкарева Н.Н., Кауль А.Р., Горбенко О.Ю., Телегин А.В., Тугушев С.Н., Мельников О.В., Виноградов А.Н. Эволюция магнитооптических и транспортных свойств плёнок Lai-xAgxMnCb в зависимости от концентрации серебра // ЖЭТФ. - 2007. - Т. 131. - № 4. - С. 642651.

Цитированная литература

1 Вонсовский С.В., Кацнельсон М.И., Трефилов А.В. Локализованное и делокализованное поведение электронов в металлах // ФММ. - 1993. - Т. 76. - 3 и 4. - С. 4-89 и 3-93.

2. Nagaev Е. L. Colossal Magnetoresistance and Phase Separation in Magnetic Semicondactors. - Loundon : Imperial College Press UK, 2002.-458 p.

3. Dagotto E. Nanoscale Phase-Separation and Colossal Magnetoresistance. - Berlin : Springer-Verlag, 2002. - 453 p.

4. Ауслендер M. И. и др. Спектр поглощения монокристаллов ферромагнитных полупроводников HgCr2Se4 п- и р- типов в магнитном поле // ЖЭТФ. - 1989.- Т. 95. - 1. - С. 247-252.

5. Moskvin A. S. Pseudo-Jahn-Teller-centers and phase separation in the strongly correlated oxides with the nonisovalent substitution. Cuprates and manganites // Physica B. - 1998. - Vol. 252. - P. 186-196.

/

6 Moskvin A. S., Awakumov I. L. Doped manganites beyond conventional double-exchange model // Physica B. - 2002. - V. 322.-P. 371-389. 7. Bebenin N. G., Ustinov V. V. Conduction and disorder in LaMn03-based materials // J. Phys. : Condens. Matter. - 1998. -V. 10.-P. 6301-6309.

Отпечатано на Ризографе ИФМ УрО РАН тираж 100 ЗАК.№55 объем 1.0 п.л. формат 60x84 1/16 620041, г. Екатеринбург ГСП-170, ул. С. Ковалевской, 18

Список сокращений.

ВВЕДЕНИЕ.

1. МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЙ И ОБРАЗЦЫ.

1.1. Методика измерения поглощения твердых тел.

1.2. Методика измерения коэффициента зеркального отражения твердых тел при нормальном угле падения света.

1.3. Методики измерения температурной зависимости пропускания и магнитопропускания твердых тел.

1.4. Расчет погрешностей определения отражения и поглощения света.

1.5. Методика измерения эффекта Фарадея.

1.6. Методика приготовления оптических поверхностей образцов.

1.7. Объекты исследования.

1.8. Технологии получения образцов.

1.9. Выводы.

2. ОПТИЧЕСКАЯ СПЕКТРОСКОПИЯ МОНОКРИСТАЛЛОВ СиО.

2.1. Краткая характеристика физических свойств СиО.

2.2. Край фундаментального поглощения в монокристаллах СиО.

2.3. Влияние радиационного облучения на край фундаментального поглощения СиО.

2.4. Влияние магнитного упорядочения на край фундаментального поглощения СиО.

2.5. Проявление корреляционных эффектов в области фундаментальной полосы СиО. Кластерная модель.

2.6. Влияние облучения электронами и ионами Не+ на межзонные переходы в СиО.

2.7. Аномалии оптического поглощения в области фундаментальной полосы при магнитных фазовых переходах в СиО.

2.8. ИК спектры поглощения монооксида меди.

2.9. Влияние облучения высокоэнергетическими частицами на центры зарядовой неоднородности в СиО.

2.9.1. Облучение электронами.

2.9.2. Облучение ионами Не+.

2.9.3. Облучение ионами N+.

2.9.4. Облучение нейтронами.

2.10. Линейный дихроизм в необлученном и облученном СиО в ИК области спектра.

2.11. Спектры зеркального отражения СиО.

2.12. Особенности оптических свойств СиО как сильнокоррелированной системы и описание спектров в рамках теории эффективной среды.

2.13 Выводы.

3. ОПТИЧЕСКАЯ СПЕКТРОСКОПИЯ ПОЛИКРИСТАЛЛОВ И МОНОКРИСТАЛЛОВ МАНТ АНИТОВ ЛАНТАНА.

3.1. Краткая характеристика физических свойств манганитов лантана.

3.2. Край фундаментального поглощения в монокристаллах манганита лантана.

3.3. Спектры зеркального отражения и оптической проводимости манганитов лантана.

3.4. Влияние магнитного упорядочения на спектры поглощения манганитов лантана.

3.5. Центры зарядовой неоднородности в спектрах ИК-поглощения манганитов лантана. лантана

3.8. Особенности оптических свойств манганитов лантана как сильнокоррелированной системы.

3.9. Выводы.

4. ПРОЯВЛЕНИЕ НАНОСКОПИЧЕСКОЙ НЕОДНОРОДНОЙ СТРУКТУРЫ В ОПТИЧЕСКИХ СВОЙСТВАХ ПЛЁНОК МАНГАНИТОВ ЛАНТАНА

4.1. Проявление неоднородностей в области фундаментальной полосы в спектре плёнок ЬахМпОз.

4.2. Влияние изотоп-замещения ионов О кислородом О на спектры поглощения плёнок (Ьа0.5Рго.5)о.7Сао.зМпОз.

4.3. Линейный дихроизм в плёнках манганитов, наведенный текстурой подложки.

4.4. Выводы. I

5. ЭФФЕКТ ГИГАНТСКОГО МАГНИТОПРОПУСКАНИЯ И РАЗДЕЛЕНИЕ ФАЗ В ПЛЁНКАХ МАНГАНИТОВ С KMC.

5.1. Эпитаксиальные плёнки LaxMn03 с избытком и вакансиями лантана (0.83<xLa<1.10). I

5.2. Плёнки (Ьа1.хРгх)о.7Сао.зМпОз с изовалентным легированием ионами празеодима (0< хРг<1).

5.3. Плёнки LaMn03 легированные одновалентными ионами Ag+ и Na+.

5.4. Роль интерфейса в плёнках с замещением La3+ двухвалентными ионами Са2+ и Sr2+. I

5.5. Плёнки с вариантной структурой.

5.6. Влияние типа подложки на характерные температуры плёнок манганитов лантана.

О 1 о

5.7. Спектры магнитопропускания плёнок манганитов лантана.

5.8. Проявление электронных и спиновых неоднородностей в спектрах эффекта Фарадея в плёнках Lao.7Sro.3Mn03.5.

5.9. Выводы.

6. СИЛЬНОКОРРЕЛИРОВАННЫЕ СиО И МАНГАНИТЫ ЛАНТАНА -НОВЫЕ ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ПРАКТИЧЕСКОГО ПРИМЕНЕНИЯ.

6.1. Нанокристаллический СиО - материал для селективных поглотителей солнечной энергии.

6.2. Модулятор ИК-излучения и другие устройства на эффекте магнито-пропускания и гигантского изменения пропускания от температуры в манганитах лантана.

6.3. Эффект магнитопропускания в гетероструктуре ШМОз/ Ьао.з5Рго.з5Сао.зМпОз.

6.4. Гетероструктура Зто^Зго^МпОз/Шо^Бго^МпОз со слабой температурной зависимостью магнитопропускания и магнитосопротивления.

6.5. «Магнитная линза» на основе гетероструктуры манганит/ВТСП. ^^

6.6. Выводы.

1. Актуальность темы. К сильнокоррелированным системам относятся соединения переходных металлов с сильным кулоновским отталкиванием между 3d электронами. Сильнокоррелированные соединения обладают тесной взаимосвязью зарядовых, спиновых, орбитальных и решёточных степеней свободы, а также богатством фазовых диаграмм. Особенности свойств сильнокоррелированных соединений во многом связаны с двойственной природой электронных состояний (локализованных и делокализованных), которая проявляется в переходных металлах и их соединениях [1]. Одной из особенностей сильнокоррелированных соединений является тенденция к зарядовому и магнитному разделению фаз [2; 3]. К материалам с сильной корреляцией между ¿/-электронами относятся оксиды 3d металлов, в том числе, оксиды меди, обладающие высокотемпературной сверхпроводимостью (ВТСП), и манганиты R^AJVlnOs, где R- редкоземельный ион, А - Ag, Na, Sr, Ва, Са и др., обладающие колоссальным магнитосопротивлением (KMC).

Уже в пионерской работе по поглощению света в монокристалле высокотемпературного сверхпроводника YBa2Cu307s, проведенной при участии автора диссертации [4], в полупроводниковой фазе были обнаружены вклады в поглощение локализованных электронных состояний и делокализованных состояний поляронного типа. В отличие от YBa2Cu307.5 в антиферромагнитном (АФМ) полупроводнике монооксиде меди СиО отсутствуют делокализо-ванные носители заряда. Общность природы локализованных состояний в YBa2Cu307.5 и в монооксиде меди, базовом материале купратных ВТСП соединений, была установлена в [5]. В СиО, также как и в классической ВТСП-системе YBaCuO, наблюдаются электронные неустойчивости, которые проявляются в аномалии магнитострикции [6; 7]. Это позволило сделать предположение о том, что электронное состояние в СиО неоднородно. Изучение неоднородного электронного состояния типичного сильнокоррелированного соединения CuO и связи его с магнитным состоянием является актуальной задачей физики сильнокоррелированных соединений.

В отличие от CuO манганиты лантана легко легируются, поэтому при легировании или отклонении от стехиометрии концентрация носителей в них меняется в широких пределах, что позволяет изучить поведение локализованных и делокализованных состояний и связь их с магнитной подситемой moho-, поликристаллах и плёнках. Большой интерес к этим соединениям обусловлен наблюдаемым в них колоссальным магнитосопротивлением и переходом металл-изолятор (МИ) вблизи температуры Кюри (Тс) (см. обзоры [2; 3; 8-11]). Явление KMC обусловлено сильной взаимосвязью между магнитной и электронной подсистемами. Эффект KMC может проявляться не только на постоянном токе, но и давать отклик в оптическом диапазоне. Эффект гигантского магнитопропускания ИК-излучения - аналог гигантского магни-тосопротивления - был обнаружен нами в магнитной полупроводниковой шпинели HgCr2Se4 около 20 лет назад [12]. Под действием магнитного поля пропускание ИК-излучения монокристалла HgCr2Se4 менялось на несколько десятков процентов. Такие большие по величине эффекты могут быть использованы для создания магнитоуправляемых оптоэлектронных устройств. Естественно ожидать большой величины эффекта магнитопропускания в манганитах с колоссальным магнитосопротивлением. Изучение природы явлений KMC и магнитопропускания в манганитах необходимо для создания новых функциональных материалов. Сильная взаимосвязь между магнитной и электрической подсистемами проявляется и в других магнитооптических эффектах, например, в эффекте Фарадея. До начала работы была известна лишь одна публикация по эффекту Фарадея в La0.7Ca0.3MnO3, величина котоо poro достигала больших значений (-60-10 град/см при 3 эВ) [13].

На основании большого числа экспериментальных данных во всех обзорах по манганитам отмечена их склонность к разделению фаз, т. е. образованию при слабом легировании манганита ферромагнитных (ФМ) высоко-проводящих «капель» в АФМ диэлектрической матрице. Надежные экспериментальные данные, свидетельствующие о фазовом расслоении, могут быть получены только при комплексном исследовании оптических, электрических, магнитооптических и магнитотранспортных свойств манганитов.

При теоретическом описании электронной структуры сильнокоррелированных соединений существуют определенные трудности. Зонные подходы с учетом сильных межэлектронных корреляций (например, [14-17]) в целом дают описание электронной структуры и величину ширины запрещенной зоны (2^) купратов и манганитов, но не могут объяснить детали оптических спектров при энергиях Е<Её, т. е. в РЖ-диапазоне. Эти подходы не учитывают фазовое расслоение в легированных соединениях. Трудности описания сильнокоррелированных соединений в рамках зонного подхода привели к разработке полуэмпирических кластерных моделей. Применение кластерного подхода к сильнокоррелированным соединениям купратов и манганитов позволило описать особенности энергетического спектра как в области высоких, так и низких энергий [18-20], показать возможность расслоения фаз, приводящего к нетривиальному поведению оптических, магнитных и транспортных свойств [18; 21-23]. Теория эффективной среды, учитывающая наличие проводящих областей в непроводящей матрице, была успешно применена для моделирования спектров оптической проводимости купратов и манганитов [24; 25].

В настоящей работе основными методами изучения электронной структуры, локализованных и делокализованных состояний, разделения фаз в манганитах и монооксиде меди являются оптические методы, обладающие высокой информативностью. Исследованы оптические свойства в широком спектральном диапазоне, включающем видимый и ближний ИК-диапазон, в котором происходят межзонные переходы и лежит край фундаментального поглощения, а также средний ИК-диапазон, где проявляется взаимодействие света со свободными носителями заряда и существуют полосы локальных состояний. Для сильнопоглощающих объектов, какими являются сильнокоррелированные соединения, обычно используют изучение спектров отражения или высокочастотной проводимости, полученых путем обработки спектров отражения методом Крамерса-Кронига. Этот метод имеет ряд недостатков, связанных с приближениями при математической обработке и зависимостью от качества поверхности образца. Оптическая щель может быть лишь грубо оценена из измерений отражения. Для определения Eg обычно используют спектры поглощения. Работы по изучению спектров поглощения СКС практически отсутствуют, хотя именно измерение поглощения является прямым оптическим методом изучения объёмных свойств материала. В настоящей работе использовано преимущественно оптическое поглощение для детального изучения энергетического спектра СиО и манганитов.

Работа направлена на решение фундаментальной проблемы физики магнитных явлений и физики конденсированного состояния - взаимосвязь электронной и магнитной подсистем в сильнокоррелированных соединениях: монооксиде меди и манганитах.

Исследования по теме диссертации выполнены по проблеме 1.2.3 (физика конденсированного состояния), № гос. per. 01.960. 003496 по теме «Исследование физических явлений в магнитных полупроводниках и выяснение возможности их применения», № гос. per. 01.2.00 103137 по теме «Неоно-родные состояния и интерфейсные явления в магнитных полупроводниках», № гос. per. 01.2.006 13391 «Расслоение фаз, эффекты размерности и контактных явлений в магнитных полупроводниках», по гос. контракту № 02.513.11.3142 и при поддержке проектов РФФИ № 04-02-16630, 07-02-00068 и программы ОФИ РАН и Президиума УрО РАН «Новые материалы и структуры».

2. Цель работы заключается в установлении связи оптических и электрических явлений с электронной структурой и магнитным упорядочением в СиО и манганитах лантана, являющихся системами с сильными электронными корреляциями; в определении природы изменения оптических свойств сильнокоррелированных соединений под действием магнитных полей, температуры, радиационного облучения и легирования; в выработке рекомендаций для целенаправленного создания новых функциональных материалов и физических принципов устройств для оптоэлектроники.

3. Задачи диссертационной работы включали:

3.1. Комплексное исследование оптических, магнитооптических, транспортных и магнитотранспортных свойств монокристаллов, поликристаллов, плёнок и гетероструктур сильнокоррелированных соединений на основе монооксида меди и манганитов лантана. Изучение природы эффекта магнито-пропускания (магнитопоглощения), эффекта Фарадея и оптического отклика на переход металл-изолятор в манганитах лантана.

3.2. Выяснение электронной структуры и роли переходов с переносом заряда в формировании края фундаментального поглощения и структуры фундаментальной полосы в СиО и манганитах лантана. Изучение влияния магнитного упорядочения на оптические и электрические свойства СиО и манганитов лантана.

3.3. Выяснение природы примесного поглощения, механизмов взаимодействия света с носителями заряда и проявления зарядовых и магнитных неоднородностей в ИК спектрах сильнокоррелированных соединений.

3.4. Разработка физических принципов действия и конструкций ИК устройств, использующих особенности спектра поглощения в нанокристалличе-ском СиО, эффекты гигантского магнитопропускания и оптического отклика на переход металл-изолитор в манганитах лантана. Создание макета модулятора ИК-из лучения.

4. Научную новизну работы определяет ряд впервые полученных важных результатов:

4.1. Обнаружены особенности в спектрах поглощения сильнокоррелированных соединений монокристаллов СиО и манганитов лантана, которые объяснены в рамках единого подхода - кластерной модели, учитывающей сильные электронные корреляции. По спектрам поглощения монокристаллических образцов определены энергия края фундаментального поглощения и характер переходов, формирующих край поглощения СиО и манганита ЬаМп03.

4.2. В оксиде меди обнаружен оптический отклик на магнитные фазовые переходы в температурной зависимости интенсивности полосы поглощения при 3.1 эВ. В легированных манганитах лантана вблизи температуры Кюри обнаружен оптический отклик на переход металл-изолятор в температурных зависимостях пропускания ИК-излучения.

4.3. Установлена природа зарядовых неоднородностей в СиО и манганитах. Разработан способ обнаружения разделения фаз в манганитах лантана на основе сопоставления температурных зависимостей пропускания света и электросопротивления без поля и в магнитных полях.

4.4 Обнаружены эффекты гигантского магнитопропускания ИК-излучения в манганитах с колоссальным магнитосопротивлением. Величина и температура максимума магнитопропускания зависят от уровня, типа легирования, от среднего радиуса катиона в лантановой подрешётке.

4.5. Обнаружены резонансоподобные полосы поглощения в СиО не связанные с электронными переходами (резонансы Ми), а также осцилляции линейного дихроизма в плёнках Ьа0.7Са0.зМпОз, природа которых объяснена в рамках теории эффективной среды, учитывающей наномасштабные неоднородности.

4.6. Показано, что СиО и манганиты лантана являются функциональными материалами для создания ИК-устройств. Создан рабочий макета модулятора РЖ-излучения на основе эффекта магнитопропускания.

5. Научная и практическая ценность работы:

5.1. Работа вносит вклад в развитие физических представлений о взаимодействии света с сильнокоррелированными магнетиками; о характере оптических переходов в системах с сильными электронными корреляциями -монооксиде меди и манганитах лантана. Способ сопоставления оптических и электрических данных для выявления зарядовых и магнитных неоднородно-стей может быть использован при исследовании других сильнокоррелированных соединений.

5.2. Обнаруженные в манганитах с колоссальным магнитосопротивлени-ем эффекты магнитопропускания и температурного изменения пропускания вблизи температуры Кюри являются физическим базисом для практического применения этих эффектов в различных устройствах ИК-диапазона. Разработан и изготовлен макет модулятора ИК-излучения на эффекте магнитопропускания в пленке Ьа0.82№0.18МпОз+5. Показана возможность создания магнитной линзы на основе гетероструктуры ВТСП/манганит лантана. Предложено использовать особенности спектров поглощения нанокристаллического СиО для создания селективных поглотителей солнечной энергии, а большую величину линейного дихроизма в СиО - для создания поляризаторов света в широкой ИК-области.

6. Личный вклад автора. Результаты, изложенные в диссертации, получены автором в кооперации с сотрудниками лаборатории магнитных полупроводников ИФМ УрО РАН, сотрудниками ведущих научных центров России (ИФМ УрО РАН, УрГУ, МГУ) и Украины (ФТИНТ). Личный вклад автора включает выбор темы исследования, постановку цели и задач диссертационной работы, формирование комплекса методик исследований, обеспечивающих решение поставленных задач, разработку и усовершенствование установок для оптических исследований сильнопоглощающих материалов, проведение оптических, магнитооптических и электрических измерений, анализ полученных результатов, обобщение результатов работы в публикациях и отчетах по проектам и создание рабочих макетов оптоэлектронных устройств ИК-диапазона.

7. Научные положения, выносимые на защиту:

7.1. Определение природы края фундаментального поглощения, межзонных переходов и примесного поглощения в СиО и манганитах лантана.

7.2. Выяснение роли облучения высокоэнергетическими частицами СиО и легирования манганитов лантана в формировании их оптических свойств.

7.3. Установление взаимосвязи между магнитной и электрической подсистемой СиО и манганитов при исследовании оптических свойств в области межзонных переходов и примесного поглощения.

7.4. Выяснение роли локализованных и делокализованных состояний в формировании ИК-спектров этих сильнокоррелированных соединений.

7.5. Изучение природы эффектов магнитопропускания и оптического отклика на МИ-переход в манганитах с KMC.

7.5 Разработка физических принципов действия класса ИК устройств, управляемых магнитным полем и/или температурой. Создание макета ИК модулятора.

8. Апробация работы. Основные результаты работы были представлены и доложены на следующих конференциях и симпозиумах:

Европейской конференции по магнетизму EMMA (Сарагоса 1998, Киев 2000), Международной конференции по тройным и многокомпонентным соединениям (Салфорд 1997), Международной конференции по магнетизму ITCM (Варшава 1994), Международном симпозиуме по сильнокоррелированным электронным системам (Кабурн 1997), Международном симпозиуме по прозрачным проводящим оксидам (Ираклион, Крит 2006), Московском Международном симпозиуме по магнетизму MISM (Москва 1999, 2002, 2005), Международной конференции по магнетизму и магнитным материалам MMM-Intermag (Нью-Мехико 1994), Международном Евро-Азиатском симпозиуме EASTMAG (Екатеринбург 2001, Красноярск 2004), Международной конференции «Функциональные материалы» ICMF (Симферополь 2003, 2005), Международной зимней школе-семинаре физиков-теоретиков «Коуровка» (Екатеринбург 2006), Международной школе-семинаре «Новые магнитные материалы микроэлектроники» (Москва 1994, 1996, 1998, 2000, 2002, 2004, 2006), Международном семинаре по радиационной физике (Снежинск 1999), Международной конференции «Физика электронных материалов» (Калуга 2002), Международной конференции «ВТСП и новые неорганические материалы инженерии» (Москва 2004), Международном Феофилов-ском симпозиуме по спектроскопии кристаллов, активированных ионами редкоземельных и переходных металлов (Екатеринбург 2004), Международной конференции «Забабахинские научные чтения» (Снежинск 2005), Всероссийской научно-практической конференции «Оксиды. Физикохимические свойства и технология» (Екатеринбург 1995, 1998, 2000), Конференции по физике взаимодействия заряженных частиц с кристаллами (Москва 1997), Уральской школе-семинаре по физике полупроводников (Екатеринбург 1999, 2004), Объединенной конференции по магнитоэлектронике (Екатеринбург 2000), Уральской конференции «Достижения в области магниторезисторных материалов» (Екатеринбург 2001), совещании по физике низких температур НТ (Екатеринбург 2003), отчетных сессиях ИФТТ РАН по итогам выполнения фундаментальных исследований ОФН РАН (Черноголовка 2004, 2005, 2006), на сессиях секции «Магнетизм» объединенного научного совета «Физика конденсированных сред» РАН.

9. Публикации. Основные результаты работы изложены в 54 публикациях в журналах, включённых ВАК в «Перечень» ведущих рецензируемых журналов и в сборниках трудов конференций.

10. Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, шести разделов, заключения и списка литературы. Объем работы составляет 291 страницу, включая 109 иллюстраций, 7 таблиц и список литературы из 243 наименований.

6.6. Выводы

1. Показана возможность использования нанокристаллического СиО с меньшей энергией края поглощения, чем у монокристаллов, для создания селективных поглотителей в низкотемпературных коллекторах солнечной энергии.

2. Создан рабочий макет и определены технические характеристики модулятора РЖ-излучения на основе эффекта магнитопропускания в манга-нитах лантана, показаны возможности применения эффектов гигантского магнитопропускания и температурного изменения пропускания света вблизи Тс, для создания ряда оптоэлектронных устройств ПК-диапазона.

3. Показана возможность получения слабой температурной зависимости колоссального магнитосопротивления и гигантского магнитопропускания на примере гетероструктуры 8то.558го.45МпОз/Шо.558го.45МпОз, состоящей из слоев с различной Тс.

4. Создана «магнитная линза» на основе гетероструктуры манганит-ВТСП, позволяющая концентрировать магнитное поле в слое манганита с колоссальным МС. Получен выигрыш в величине магнитного поля, что является существенным для магнитоуправляемых оптоэлектронных устройств.

5. Показано, что зависимость МТ(7) в гетероструктуре 8то.558го.45МпОз/Шо.558го.45МпОз формируется вкладами магнитопропускания верхнего, нижнего и промежуточного слоев, сильно отличающихся по Тс, а зависимость МТ(Н) имеет гистерезис при Т=80 К, что свидетельствует о магнитной неоднородности гетероструктуры. В гетероструктуре ШМО3/Ьа0.з5Рг0.35Са0.зМпОз магнитопропускание определяется эффектом в слое Ьао.ззРго.збСао.зМпОз. Наличие промежуточных слоев приводит к понижению величины МТ и ТшахМт по сравнению с данными плёнки Ьао.збРго.збСао.зМпОз.

255

Заключение

При исследовании оптических свойств монокристаллов антиферромагнитного полупроводника оксида меди необлучённых и облученных высокоэнергетическими частицами и монокристаллов, поликристаллов и пленок манганитов лантана, легированных ионами различной валентности, обнаружены особенности, характеризующие эти материалы как сильнокоррелированные соединения, выявлена взаимосвязь магнитной и электронной подсистем. Получены следующие важные в научном и прикладном отношении результаты:

1. Обнаружены особенности в спектрах поглощения сильнокоррелированных соединений монокристаллов СиО и манганитов лантана, которые объяснены в рамках единого подхода - кластерной модели, учитывающей сильные электронные корреляции. Спектр фундаментального поглощения обусловлен переходами в базовых кластерах, а переходы в дырочных и электронных кластерах формируют ИК-полосы поглощения. Облучение СиО высокоэнергетическими частицами и легирование манганита лантана приводят к перераспределению спектрального веса из высокоэнергетической в низкоэнергетическую область, усилению ИК-полос локализованных состояний, а в случае манганитов лантана - к появлению вклада де-локализованных состояний. Эти изменения спектров являются характерными для сильнокоррелированных соединений. Край фундаментального поглощения в СиО и манганитах описывается в рамках зонного подхода.

2. Показано, что оптические спектры СиО и манганитов лантана могут быть описаны в рамках модели эффективной среды, учитывающей разделение фаз, т. е. высокопроводящие капли в диэлектрической матрице. Разделение фаз в монокристаллах СиО является наномасштабным, носители локализуются в отдельных областях, перенос заряда между которыми затруднен. В манганитах лантана разделение фаз зависит от концентрации легирующего элемента и от температуры вблизи и ниже температуры Кюри (Тс). Предложен способ обнаружения разделения фаз в манганитах лантана и других сильнокоррелированных соединениях, основанный на сопоставлении температурных зависимостей пропускания ИК-излучения и электросопротивления, магнитопропускания и магнитосопротивления.

3. В оксиде меди обнаружен оптический отклик на магнитные фазовые переходы в температурной зависимости интенсивности полосы поглощения при 3.1 эВ. В легированных манганитах лантана вблизи Тс обнаружен оптический отклик на переход металл-изолятор в температурных зависимостях пропускания ИК-излучения, который связывается с существованием ниже Тс высокопроводящих капель и изменением их объема при изменении температуры и магнитного поля.

4. Обнаружен эффект гигантского отрицательного магнитопропускания в легированном монокристалле и пленках манганитов лантана. Спектральная зависимость эффекта определяется изменением под действием магнитного поля поглощения света как локализованными, так и делокализованными носителями. Магнитопропускание достигает максимума в составах с максимальным объемом металлической ферромагнитной фазы, в отличие от магнитосопротивления, которое максимально вблизи порога перколяции. Величина магнитопропускания зависит от типа легирующего элемента, уровня легирования, отклонения от стехиометрии, изотопзамещения ки

1А 1 Я слорода О на О, от толщины плёнки и слабо зависит от типа подложки. Большая величина магнитопропускания достигается в манганитах с большим изменением пропускания при переходе металл-изолятор и полупроводниковым ходом электросопротивления и пропускания в парамагнитной области.

5. Показано, что напряжения в интерфейсе пленка-подложка приводят к появлению тонкой структуры в спектре фундаментального поглощения ЬахМпОз, текстура подложки ЬаАЮ3 наводит большой линейный дихроизм в пленке Ьа0.б7Са0.ззМпОз, наличие структурных доменов в пленках

Lao.sAgo.iMnCb с вариантной структурой приводит к появлению туннельного магнитосопротивления, предложен способ разделения вкладов колоссального и туннельного магнитосопротивления. 6. Показано, что нанокристаллический СиО является эффективным материалом для создания селективных поглотителей солнечной энергии Монокристаллы СиО с большой величиной линейного дихроизма могут быть использованы для создания поляризаторов ИК-излучения. Изготовлен рабочий макет ИК-модулятора на основе эффекта магнитопропускания в плёнке манганита лантана, работающий при комнатной температуре. На основе гетероструктуры манганит-ВТСП создана «магнитная линза» для уменьшения величины управляющего магнитного поля. Показана возможность получения колоссального магнитосопротивления и гигантского магнитопропускания со слабой температурной зависимостью.

Автор считает своим приятным долгом выразить глубокую благодарность коллегам Лошкаревой H.H., Москвину A.C., Бебенину Н.Г, Ганыпиной Е.А., Каулю А.Р., Горбенко О.Ю. и Гижевскому Б.А. за совместную творческую работу, постоянный интерес к работе и поддержку, а также Архипову В.Е., Белевцеву Б.И., Васильеву В.Г. Дружинину A.B., Ермакову А.Е., Зенко-ву Е.В., Козлову Е.А., Кочедыкову В.А., Карабашеву С.Г., Мостовщиковой Е.В., Муковскому Я.М., Наумову C.B., Слободину Б.В. и Уймину М.А. за плодотворное сотрудничество на разных этапах выполнения работы и предоставление образцов для исследований, Тугушеву С.Н. и Кузнецову B.JI. за помощь при модернизации установок и создании технических устройств, всем сотрудникам лаборатории магнитных полупроводников. Я благодарен бывшему зав. лабораторией магнитных полупроводников ИФМ УрО РАН профессору Алексею Андреевичу Самохвалову за мое становление как ученого.

258

1. Вонсовский С.В., Кацнельсон М.И., Трефилов А.В. Локализованное и де-локализованное поведение электронов в металлах // ФММ. - 1993. - Т. 76. -3 и 4.-С. 4-89 и 3-93.

2. Nagaev Е. L. Colossal Magnetoresistance and Phase Separation in Magnetic Semicondactors. Loundon : Imperial College Press UK, 2002. - 458 p.

3. Dagotto E. Nanoscale Phase-Separation and Colossal Magnetoresistance. -Berlin : Springer-Verlag, 2002. 453 p.

4. Самохвалов А. А., Чеботаев H. M., Лошкарева H. H., Сухоруков Ю. П., Костылев В.А., Гижевский Б. А., Наумов С.В. Оптические свойства и особенности механизма проводимости монокристаллов YBa2Cu307.5 Н Письма в ЖЭТФ. 1988. - Т. 47. - 7. - С. 338-340.

5. Самохвалов А. А., Лошкарева Н. Н., Сухоруков Ю. П., Груверман В. А., Гижевский Б. А., Чеботаев Н. М. Оптические свойства монокристаллов СиО // Письма в ЖЭТФ. 1989. - Т. 49. - 8. - С. 456-459.

6. Арбузова Т. И., Самохвалов А. А., Смоляк И. Б., Чеботаев Н. М., Наумов С. В. Магнитные свойства монокристаллов и поликристаллов СиО // Письма в ЖЭТФ. 1989. - Т. 50. - 1.- С. 29-32.

7. Крынецкий И. Б., Москвин А. С., Наумов С. В., Самохвалов А. А. Монокристалл СиО: аномалии теплового расширения и магнитострикции // Письма в ЖЭТФ. 1989- Т. 50. - 1. - С. 29-32.

8. Imada М., Fujimori A., Tokura Y. Metal-insulator Transitions // Rev. Mod. Phys. 1998. - Vol. 70, № 4. - P. 1000-1263.

9. Salamon Myron B. The physics of manganites: structure and transport // Rev. Mod. Phys. 2001. - Vol. 73, № 3. - P. 583-628.

10. Ю.Королева Л. И. Магнитные полупроводники. Москва: МГУ, 2003. - 312 с.ll.Barner К. New trends in the Characterization of CMR-manganites and related materials. Kerala: Research Singpost, 2005. - 286 p.

11. Lawler J. F., Lunney J. G., Coey J. M. D., Magneto-optic Faraday effect in (La, xCax)Mn03 films // J. Appl. Phys. Lett. 1994. -V. 65. - P. 3017-3018.

12. Anisimov V.I., Korotin M.A., Mazin I.I. Localization in YBa2Cu307 induced by the self-interaction correction to the density function theory // Phys. C. 1988. -V. 156.-P. 717-719.

13. Коротин M.A. Формирование орбитального и спинового упорядочений и их влияние на физические свойства сильнокоррелированных оксидных соединений 3d металлов. Автореферат на соискание ученой степени доктора физ.-мат. наук. -Екатеринбург, 2003. 48 с.

14. Solovyev I., Hamada N., Terakura К. t2g versus all 3d localization in LaM03 perovskites (M=Ti-Cu): First-principles study // Phys. Rev. B. 1996. - V. 53. -11.-P. 7158-7170.

15. Pickett W. E., Singh D. J. Electronic structure and half-metallic transport in the LabxCa^Mn03 system // Phys. Rev. B. 1996. - V. 53. - P. 1146-1160

16. Moskvin A. S. Pseudo-Jahn-Teller-centers and phase separation in the strongly correlated oxides with the nonisovalent substitution. Cuprates and manganites // PhysicaB.- 1998.-Vol. 252.-P. 186-196.

17. Москвин А. С. Природа необычного физического поведения медных оксидов. Екатеринбург : УрГУ, 1995. - 178 с.

18. Moskvin A. S. One center charge transfer transitions in manganites // Phys. Rev. B. 2002. - V. 65. - P. 205113 (9).

19. Moskvin A. S., Avvakumov I. L. Doped manganites beyond conventional double-exchange model // Physica B. 2002. - V. 322. - P. 371-389.

20. Moskvin A.S., Panov Yu.D. Generalization of the shell model and correlation effects in strongly correlated oxides // Phys. Rev. B. 2003. - V. 68. - P. 125109(12).

21. Moskvin A.S., Ovchinnikov A.S. The singlet-triplet magnetism and induced spin fluctuations in the high-Tc copper oxides // Phys. C. 1998. - Vol. 296. -P. 250-268.

22. A. S. Moskvin, E. V. Zenkov, Yu. D. Panov. Nanoscale inhomogeneities and optical properties of doped cuprates // Journal of Luminescence. 2001. - V. 94/95.-P. 163-167.

23. Москвин А. С., Зенков E. В., Панов Ю. Д., Лошкарева Н. Н., Сухоруков Ю. П., Мостовщикова Е. В. Разделение фаз и проявление наноскопиче-ских неоднородностей в оптических спектрах манганитов // ФТТ. 2002. -Т.44.-8.-С. 1452-1454.

24. Уханов Ю. И. Оптические свойства полупроводников. М.: Наука, 1977. -367 с.

25. Фолкенберри Л. Применения операционных усилителей и линейных ИС. -М.: Изд-во Мир, 1985. 573 с.

26. Кей Дж., Лэби Т.Л. Таблицы физических и химических величин // М. : Физ.-мат. Литература, 1962. 246 с.

27. Александров А. Н., Никитин В. А. О выборе нормалей и методах группировки призменных инфракрасных спектрометров // УФН. 1955. Т. 56. -1.-С. 1-53.

28. А.с. 1022086 СССР. Устройство для определения магнитных и магнитооптических характеристик материалов / А. Ф. Гуничев, А. В. Дружинин, А. А. Самохвалов, Н. Н. Лошкарева; заявлено 25.02.82.

29. Сизов Ф. Ф., Уханов Ю.И. Магнетооптические эффекты Фарадея и Фогта в применении к полупроводникам. Киев : Наукова думка, 1979. - 178 с.

30. Бочкин О. И. и др. Механическая обработка полупроводниковых материалов / Брук В. А., Никифоров С. М., Денисов Н. И. М.: Высшая школа, 1983.- 109 с.

31. Бару В. Г., Волкенштейн Ф. Ф. Влияние облучения на поверхностные свойства полупроводников. М.: Наука, 1978. - 288 с.

32. Левинский Ю. В. Р-Т-х-диаграммы состояний двойных металлических систем. М.: Металлургия, 1990. - Т. 1. - 400 с.

33. Пат. 2124716 Российская Федерация / Козлов Е. А., Абакшин Е. В., Тар-жанов В. И. заявлено 24.12.98.

34. Гижевский Б. А., Козлов Е.А., А.Е.Ермаков, Лукин Н. В., Наумов С. В., Самохвалов А. А., Арбузов В. Л., Шальнов К. В., Дегтярев М. В. Микроструктура СиО после ударно-волнового воздействия и размола в вибромельнице // ФММ. 2001. - Т. 92. - 2. - С. 52-57.

35. Шабанова И. Н., Ермаков А. Е., Трапезников В. А., Шур Я. С. Зависимость намагниченности насыщения аэрозольных порошков никеля от состояния поверхности частиц, исследованной методом электронной спектроскопии // ФММ. 1974. - Т. 38. - С. 313-322.

36. Васильев В. Г., Фотиев А. А., Ивакин А. Г. Получение Ьао.боСео.о7$го.ззМпОз и Lao.67Sro.33Mn03 методом осаждения из растворов // ЖНХ. 1994. - Т. 39. - С. 3-5.

37. Кауль А. Р., Горбенко О. Ю., Каменев А. А. Роль гетероэпитаксии в разработке новых тонкопленочных функциональных материалов на основе оксидов // Успехи химии. 2004.- Т. 73. - 9. - С. 932-952.

38. Gorbenko О. Yu., Kaul A. R., Babushkina N. A., Belova L. М. Giant magnetoresistive thin films of (La,Pr)0.7(Ca,Sr)o.3Mn03 prepared by aerosol MOVCD // J. Mat. Chem. 1997. - V. 7. - 5. - P. 747-752.

39. Номерованная JI. В., Махнев А. А., Кириллова М. М., Самохвалов А. А., Чеботаев Н. М. Оптическое поглощение в монокристалле СиО в области фундаментального поглощения // СФХТ. 1990. - Т. 3. - С. 323-326.

40. Koffiberg F. P., Bonko F. A. A photoelectrochemical determination on the potion of the conduction and valence band edges of p-type CuO // J. Appl. Phys. 1982. - V. 53. - 2. - Р. 1173-1177.

41. Edwards H. L., Derro D. J., Barr A. L., Markert T. J., de Lozanne A. I. Spatially Varying Energy Gap in the CuO Chains of YBa2Cu307.x Detected by Scanning Tunneling Spectroscopy // Phys. Rev. Lett. 1995. - V. 75. - 7. - P. 13871390.

42. Marabelli F., Parravicini G. В., Salghetti-Drioli F. Optical gap of CuO // Phys. Rev. B. 1995. - V. 52. - P. 1433-1436.

43. Самохвалов А. А., Виглин H. А., Гижевский Б. А., Лошкарева H. H., Осипов В. В., Солин Н. И., Сухоруков Ю. П. Малоподвижные носители заряда в СиО//ЖЭТФ.- 1993.-Т. 103.-3.-С. 951-961.

44. Самохвалов А. А., Гижевский Б. А., Лошкарева Н. Н., Костылев В. А., Чеботаев Н. М., Показаньева Г. К., Наумов С. В., Сухоруков Ю. П. Малая подвижность носителей заряда в соединении УВа2Сиз07.§ // ФММ. 1988. -Т. 65.-5.-С. 930-933.

45. Москвин А. С. Псевдо-Ян-Теллеровский механизм образования сильнокоррелированной бозе-системы в атомных кластерах: Проблема ВТСП // Письма в ЖЭТФ. 1993,- Т. 58. - 5. - С. 342-348.

46. Forsyth J. В., Brown P. J., Wanklyn В. M. Magnetism in cupric oxide // J. Phys. C: Solid State Phys. 1988. - V. 21. - P. 2917-2929.

47. Brown P. J., Chattopadhyay T, Forsyth J. В., Nunez V. Antiferromagnetism in CuO studied by neutron polarimetry // J. Phys.: Condens. Matter. 1991. - V. 3.-P. 4281-4287.

48. Ain M, Reichardt W, Hennion B, Pepy G and Wanklyn В M. Magnetic excitations in CuO. // Physica C. 1989. - V. 162-164. - P. 1279-1280.

49. Гижевский Б.А., Самохвалов A.A., Чеботаев H.M., Наумов С.В., Пока-заньева Г.К. Электросопротивление и термо-эдс СиО. // СФХТ. 1991. -Т. 4. - 4. - С. 827-830.

50. Фурдыны Я., Косута Я. Полумагнитные полупроводники. М.: Мир, 1992. -367 с.

51. Guha S., Peebles D., Wientin Т. J. Zone-center (q=0) optical phonons in CuO studied by Raman and infrared spectroscopy // Phys. Rev. B. 1991. - V. 43. -16.-P. 13092-13101.

52. Hardee K. L., Bard A. J. Semiconductor Electrodes. X. Photoelectrochemical Behavior of Several Polycrystalline Metal Oxide Electrodes in Aqueous Solutions // J. Electrochem. Soc . 1977. - Vol. 124. - P. 215-221.

53. Varshni Y.P. Temperature dependence of the energy gap in semiconductors // Physica. 1967. - V. 34. - P. 149-157.

54. Gmelin E. Cupric oxide-CuO: its structural, electrical, thermal and magnetic properties // Indian Journal Pure and Applied Physics. 1992. - V. 30. - P. 596-608.

55. Masumi Т., Yamaguchi H., Ito Т., Shomoyama H. New fine structures near the optical absorption edge of CuO at low temperatures // J. Phys. Soc. Jap. 1998. -V. 67.- l.-P. 67-70.

56. Хюлст Г. Рассеяние света малыми частицами. М. : Иностранная литература, 1961. - 536 с.

57. Zheng X. G., Xu С. N., Tomokiyo Y., Tanaka E., Yamada H., Soejima Y. Observation of Charge Stripes in Cupric Oxide // Phys. Rev. Lett. 2000. - V. 85.-P. 5170-5173.

58. Skettrup Т. Urbach's rule derived from thermal fluctuations in the band-gap energy // Phys.Rev. B. 1978. -V. 6. - 18. - C. 2622-2631.

59. Кардона M., Гюнтеродт Г. Рассеяние света в твердых телах. Электронное рассеяние, спиновые эффекты, морфические эффекты / Под ред. Кардоны М. Мир: Москва. - 1986. - 408 с.

60. Wakamura К., Onari S., Arai Т., Kudo. Latties vibration on semiconducting spinel.//J. Phys. Soc. Jap. 1970. -V. 31. - P. 1845-1853.

61. Метфессель 3., Маттис Д. Магнитные полупроводники. М.: Мир, 1972. -408 с.

62. Hirsch J. Е., Tang S. Effective interactions in an oxygen-hole metal // Phys. Rev. B. 1989. - Vol. 40. - P. 2179-2183.

63. Махнёв А. А., Номерованная Л. В., Кириллова М. М., Чеботаев Н. М., Наумов С. В., Коротин М. А. Эволюция межзонного оптического поглощения и электронная структура монокристаллов YBa2Cu3Oy (6<у<7) // СФХТ. 1991. - Т. 4. - 4. - С. 700-707.

64. Krichevtsov В. В., Pisarev R. V., Burau A., Weber H-J., Barilo S.N., Zhigunov

65. D.I. A polarimetric study of optical anisotropy in the rare-earth cuprates R2Cu04 // J.Phys. : Cond. Matter. 1995. - V. 6. - 25. - P. 4795-4805.

66. Kelly M. K., Barboux P., Tarascon J. M., Aspnes D. E. Optical properties of copper-oxygen planes in superconducting oxides and related materials // Phys. Rev. B. 1989. - V. 40. - P. 6797-6805.

67. Edwards H. L., Barr A. L., Markert T. J., de Lozanne A. I. Modulations in the CuO Chain Layer of YBa2Cu307. Charge Density Waves? // Phys. Rev. Lett. 1995. - V. 75. - 8. - P. 1154-1157.

68. Mook H. A., Dai P., Lee D., Dogan F., Aepli G., Boothroyd А. Т., Mostoller M.

69. E. Incommensurate One-Dimensional Fluctuations in YBa2Cu306.93 // Phys. Rev. Lett. 1996. - V. 77. - 2. - P. 370-373.

70. Yang В. X., Thurston T. R., Tranquada J. M., Shirane G. Magnetic neutron scattering study of single-crystal cupric oxide // Phys. Rev. B. 1989. - V. 39. -P. 4343-4349.

71. Ota S. В., Gmelin E. Incommensurate antiferromagnetism in copper(II) oxide: Specific-heat study in a magnetic field // Journal Thermal Analysis. 1992. -V. 38.-P. 635-638.

72. Eberhard G. Specific heat and magnetic ordering in CuO single crystals // Indian Journal Pure and Applied Physics. 1992. - V. 30. - P. 596-561.

73. Крынецкий И. Б., Москвин А. С., Наумов С. В., Самохвалов А. А. Монокристалл СиО: аномалии теплового расширения и магнитострикции // Письма в ЖЭТФ. 1992.- Т. 56. - 11. - С. 584-586.

74. Thomas G. A. High temperature superconductivity : materials, mechanism and devices. Scottish Universities Summer School in Physics, I.Tanstall D.P. II. Barford W. III. Series. 1991. - P. 137.

75. Kim Y. H., Cheong S. W., Fisk Z. Phase separation of charge carriers in La2Cu04 // Physica C. 1992. - V. 200. - P. 201-206.

76. Баженов А. В, Горбунов А. В., Тимофеев В. Б. Спектроскопия фотоинду-цированного отражения света в диэлектрических монокристаллах La2Cu04 // Письма в ЖЭТФ. 1992. - Т. 56. - С. 604-607.

77. Ching W. Y., Xu Yong-Nian, Wong К. W. Ground-state and optical properties of Cu20 and CuO crystals // Phys. Rev. B. 1989. - V. 40. - P. 7684-7695.

78. Поносов Ю. С., Болотин Г. А., Чеботаев Н. М., Наумов С. В., Самохвалов А. А. Исследование фононов и магнитных возбуждений в монокристалле СиО методом комбинационного рассеяния света // СФХТ. — 1991. — Т. 4. — С. 1422-1426.

79. Alexandrav A. S., Kabanov V. V., Ray D. K. Polaron theory of mid-infrared conductivity a numerical cluster solution // Physica С : Superconductivity. -1994. V. 224/ - 3/4. - P. 247-255.

80. Вавилов В. С., Ухии Н. А. Радиационные эффекты в полупроводниках и полупроводниковых приборах. М. : АтомиздатД969. - 312 с.

81. Stoneham А. М., Smith L. W. Defect phenomena in superconducting oxides and analogous ceramic oxides // J. Phys. : Condens. Mater. 1991. - V. 3. - P. 225-278.

82. Бете Г., Венер Г. Распыление твердых тел ионной бомбардировкой / Подред. Р.Бериш. М. : Мир, 1984. - С. 24. 89.Sekara К., Satyama P. V., Mahapatra D. P., Dev В. N., Mishra N. С., Acharya

83. B. S., Sen P. MeV 4 Не -irradiation induced effects in CuO // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B. 1993. - V. 83. - 1/2. -P. 140-144.

84. Коноплева P. Ф. и др. Особенности радиационного повреждения частицами высоких энергий / Литвинов В. Л., Ухин Н. А. М.: Атомиздат, 1971. -176 с.91.0ксенгендлер Б. Л. Инверсон-дефектон нового типа // Письма в ЖЭТФ. -1976.-Т. 24.-1. -С. 12-15.

85. Тетельбаум Д. И., Сорвина В. П., Белялина М. Г. Энергетический порог эффекта дальнодействия при ионном облучении металлических фольг // Высокочистые вещества. 1995. - № 2. - С. 47-51.

86. Овчинников В. В. Модификация свойств конструкционных материалов пучком заряженных частиц // Тез. IV Всероссийской конференции. -Томск, 1996.-С. 3-4.

87. Esteban-Cubollo А. , Diaz С., Fernandes A., Dias L.C., Richter G., Pecharoman

88. C., Moya J.S., Torrecillas R. Obtaining silver monodispersed nanoparticals suppoted on submicrometer particals // Abstract book of the topicall meetting of the Europien Ceramic Society NNN. St-Peterburg, 2004. - P. 44.

89. Chaterjee К., Satpati В., Satyam P. V., Chakravorty D. Metal-to-metal transition in copper nanoshells on copper oxide nanoparticles // J. Appl. Phys. -2004. V. 96. - 1. - P.683-687.

90. Arima Т., Tokura Y., Torrance J. B. Variation of optical gaps in perovskite-type 3d transition-metal oxides // Phys. Rev. B. 1993. - V. 48. - 23. - P. 1700617009.

91. Jung J.H., Kim K.H., Eom D.J., Noh T.W., Choi E.J., Yu J., Kwon Y.S., Chung Y. Determenation of electron band structures of CaMn03 and ЬаМпОз using optical-conduktivity analyses // Phys. Rev. B. 1997. - V. 55. - 23. - P. 15489-15493.

92. Takenaka K., Iida K., Sawaki Y., Sugai S., Moritomo Y., Nakamura A. Optical reflectivity spectra measured on cleaved surfaces of Lai.xSrxMn03: Evidence against extremely small Drude weight // J. Phys. Soc. Jpn. 1999. -V. 68.-3.-P. 1828-1831.

93. Tokura Y. Ed., Colossal Magnetoresistive Oxides. N.Y.: Gordon & Breach Science Publishes, 2000. - 226 p.

94. Номерованная JI. В., Махнев А. А., Румянцев А. Ю. Оптическая проводимость монокристалла Ьао^го.зМпОз: сравнение с теоретическими зонными расчетами // ФММ. 2000. - Т. 89. - 3. - С. 51-55.

95. Iliev М. N., Abrashev М. V., Lee H.-G., Popov V. N., Sun Y. Y., Thomsen C., Meng R. L., Chu C. W. Raman spectroscopy of orthorhombic perovslitelike YMn03 and LaMn03 // Phys. Rev. B. 1998. - V. 57. - 5. - P. 2872-2877.

96. Urushibara A., Moritomo.Y., Arima Т., Asamitsu A., Kido M., Tokura Y. Insulator-metal transition and giant magnetoresistance in LaixSrtMn03 // Phys. Rev. B. 1995. -V. 51. -20. - P. 14103-14109.

97. Изюмов Ю. А., Скрябин Ю. H. Модель двойного обмена и уникальные свойства манганитов // УФН. 2001.- Т. 171. - 2. - С. 121-148.

98. Dagotto Е., Hotta Т., Moreo A. Colossal magnetoresistant materials: the key role of phase separation // Phys. Rep. 2001. - V. 344. - P. 1-153.

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

100. Khomskii D. Phase separation, percolation and giant isotope effect in manganites // Physica B. 2000. - V. 280. - P. 325-330.

101. Flugge S. Encyclopedia of physics. Berlin-Heidelberg-New York: SpringerVerlag, 1967. - V. XXV/2a. - 412 p.

102. Лошкарева H.H., Сухоруков Ю.П., Гижевский Б.А., Самохвалов А.А. Модулятор ИК-излучения на магнитном полупроводнике // Письма в ЖТФ. 1989. - Т.15. - 17- С. 83-86.

103. Найш В. Е. Кристаллические и магнитные структуры орторомбических магнетиков. III. Фазовые диаграммы. Зарядовое и орбитальное упорядочение // ФММ. 2001. - Т. 92. - 5. - С. 16-29.

104. Найш В. Е. 1. Кристаллические и магнитные структуры орторомбических магнетиков. II. Модели магнитных структур// ФММ. 2001. - Т. 92. -5.-С. 5-15.

105. Bebenin N. G., Ustinov V. V. Conduction and disorder in LaMn03-based materials // J. Phys. : Condens. Matter. 1998. - V. 10. - P. 6301-6309.

106. Лошкарева H. H.,.Сухоруков Ю. П, Мостовщикова E. В., Номерованная Л. В., Махнев А. А., Наумов С. В. Эволюция оптических спектров LaMn03 при слабом электронном и дырочном легировании и разделении фаз // ЖЭТФ. 2002. - Т. 121.-2.-С. 412^118.

107. Мостовщикова Е.В., Оптическая спектроскопия неоднородных соединений в манганитах с колоссальным магнитосопротивлением: Автореферат на соискание учёной степени кандидата физико-математических наук. -Екатеринбург, ИФМ УрО РАН, 2003. 24 с.

108. Номерованная Л. В., Махнев А. А., Румянцев А. Ю. Эволюция оптических свойств монокристаллов Lai.xSrxMn03 // ФТТ. 1999. - Т. 41. - 8. -С. 1445-1449.

109. Arima Т., Tokura Y. Optical study of electronic structure in perovskite-type RM03 (R=La, Y; M=Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu) // J. Phys. Soc. Jpn. -1995. V. 64. - 7. - P. 2488-2492.

110. Jung J. H., Kim К. H., Noh T. W., Choi E. J., Yu J. Midgap states of La,. хСахМпОз: Doping-dependent optical-conductivity studies // Phys. Rev. B. -1998. V. 57. - 18. - P. R11043-R11046.

111. Kovaleva N. N., Gavartin J. L., Shluger A. L., Boris A. V., Stoneham A. M. Lattice relaxation and charge-transfer optical transitions due to self-trapped holes in non-stoichiometric LaMn03 crystal // E-print archives, Cond-mat / 0108207.

112. Satpathy S., Popovic Z. S., Vukajlovic F. R. Density-functional studies of the electronic structure of the perovskite oxides: LaixCaxMnC>3 // J. Appl. Phys. 1996. - V. 79. - 8. - P. 4555-4557.

113. Kim M.W., Moon S.J., Jung J.H., Jaejun Yu, Oarashar S., Murugavel P., Lee J.H., Noh T.W. Effect of orbital rotation and mixing on the optical properties Of orthorhombic RMn03 // Phys. Rev. Lett. 2006. - V. 96. - P. 247205 (4).

114. Yamaguchi S., Okimoto Y., Ishibashi K., Tokura Y. Magneto-optical Kerr effects in perovskite-type transition-metal oxides: LaixSrxMn03 and Laj. xSrxCo03 // Phys. Rev. B. 1998. - V. 58. - 11. - P. 6862-6870.

115. Kim К. H., Jung J. H., Eom D. J., Noh T. W., Jaejun Yu, Choi E. J. Scaling behavior of spectral weight changes in perovskite manganites La0.7-yPryCao.3Mn03 // Phys. Rev. Lett. 1998. - V. 81. - 22. - P. 4983^1988.

116. Moritomo Y., Machida A., Matsuda K., Ishida M., Nakamura A. Magnetization-dependent behaviors of interband transition between the exchange-split bands in doped manganite films // Phys. Rev. B. 1997. - V. 56. - 9. - P. 5088-5091.

117. Лошкарева H. H., Сухоруков Ю. П., Носов А. П., Васильев В. Г., Слобо-дин Б. В., Демчук К. М., Бебенин Н. Г. Отражение света от Еа0.б7Вао.ззМпОз в инфракрасной области спектра // ФТТ. 1997. - Т. 39. -С. 1616-1617.

118. Loshkareva N. N., Sukhorukov Yu. P., Nossov A. P., Vassiliev V. G., Slo-bodin В. V., Bebenin N. G., Ustinov V. V. Interaction of light with charge carriers in Lao.67-xYxBao.33Mn03 (x=0; 0.07) // Sol. State. Commun. 1998. - V. 106/-6.-P. 357-361.

119. Зайнулина P. И., Бебенин H. Г., Машкауцан В. В., Бурханов А. М., Сухо-руков Ю. П., Устинов В. В., Васильев В. Г., Слободин Б. В. Кинетические, оптические и упругие свойства Lao.6oEuo.o7Sro.33Mn03 // ФТТ. 2000 - Т. 42. - 2. - С. 284-289.

120. Calvani P., Paolone A., Dore P., Lupi S., Maselli P., Medaglia P.G., Cheong S.-W. Infrared response of ordered polarons in layered perovskites // Phys. Rev. B. 1996. -V. 54. - P. R9592-R9595.

121. Matsumoto G. Study of (Lai^Ca^)Mn03. I. Magnetic Structure of LaMn03 // J. Phys. Soc. Jap. 1970. -V. 29. - P. 606-615.

122. Kaplan S. G., Quijada M., Drew H. D., Tanner D. В., Xiong G. C., Ramesh R., Kwon C., Venkatesan T. Optical Evidence for the Dynamic Jahn-Teller Effect in Ndo.7Sro.3Mn03 // Phys. Rev. Lett. 1996. - V. 77. - 10. - P. 20812084.

123. Jung J. H., Kim К. H., Lee H. J., Ahn J. S., Hur N. J., Noh T. W., Kim M. S., Park J.-G. Optical investigations of La7/8Sr1/8Mn03 // Phys. Rev. B. 1999. -V. 59.-5.-P. 3793-3797.

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

125. Нагаев Э. JI. Избранные труды. М.: Физматлит, 2004. - 320 с.

126. Каган М. Ю., Кугель К. И. Неоднородные зарядовые состояния и фазовое расслоение в манганитах // УФН. 2001 - Т. 171. - 6. - С. 577-596.

127. Dagotto Е. Open questions in CMR manganites, relevance of clustered states and analogies with other compounds including the cuprates // New J. Phys. . -2005.-V. 67.-7.-P. 2-28.

128. Ml.Wollan E. О., Koeller W. C. Neutron Diffraction Study of the Magnetic Properties of the Series of Perovskite-Type Compounds (l-x)La, хСа.МпОз // Phys. Rev. 1955,-V. 100.-2.-P. 545-563.

129. Нагаев Э. JI. Разделение фаз в высокотемпературных сверхпроводниках магнитных материалах // УФН. 1995. - Т. 165. - С. 529-551.

130. Mostovshchikova E. V., Bebenin N. G., Loshkareva N. N. Volume of metallic phase in lightly doped lanthanum manganite single crystals // Phys. Rev. В.- 2004. V. 70. - P. 012406 (4 pages).

131. Боровик-Романов А. С. Антиферромагнетизм и ферриты. M.: Физ.-мат. науки, 1962. - 70 с.

132. Гавико В. С., Архипов В. Е., Королев А. В., Найш В. Е., Муковский Я. М. Структурные и магнитные фазовые переходы в соединении Lao.9Sro.iMn03 // ФТТ. 1999. - Т. 41. -6. - С. 1064-1069.

133. Yamada Y., Hino О., Nohdo S., Kanao R., Inami T., Katano S. Polaron Ordering in Low-Doping LaixSrxMn03 // Phys. Rev. Lett. 1996. - V. 77. - P. 904-907.

134. Ning Zhang, Weiping Ding, Wei Zhong, Dingyu Xing, Youwei Du. Tunneltype giant magnetoresistance in the granular perovskite La0.85Sr0.i5MnO3.// Phys. Rev. В . 1997. - V. 56.-P. 8138-8142.

135. Shanon R. D. Revised effective ionic radii and systematic studies of interatomic distances in halides and chalcogenides // Acta Crist. A. 1976. - V. 32.- P. 751-767.

136. Шкловский Б. И., Эфрос А. Л. Электронные свойства легированных полупроводников. М.: Наука, 1979. - 416 с.

137. Willardson R.K., Beer A.G. Semiconductors and semimetals. London: Academic press, 1967. - 488 p.

138. Быков И. В., Ганьшина Е. А., Грановский А. Б., Гущин В. С., Козлов А. А., Онума С., Масумото Т. Магниторефрактивный эффект в гранулированных сплавах с туннельным магнитосопротивлением // ФТТ. 2005. -Т. 47.-2.-С. 268-273.

139. M. Bibes, D. Hrabovsky, B. Martinez, A. R. Fert, V. Trtik, M. Varela, J. Fontcuberta. Magneto-optical Kerr effect in laser-patterned Ьаг^гузМпОз epitaxial thin films. // J. Appl. Phys. 2001. - V. 89. - P. 6958-6960.

140. V. K. Vlasko-Vlasov, Y. K. Lin, D. J. Miller, U. Welp, G. W. Crabtree, V. I. Nikitenko. Direct Magneto-Optical Observation of a Structural Phase Transition in Thin Films of Manganites. // Phys. Rev. Lett. 2000. - V. 84. - P. 2239-2242.

141. M. Izumi*, Y. Ogimoto, Y. Okimoto, T. Manako, P. Ahmet, K. Nakajima, T. Chikyow, M. Kawasaki, Y. Tokura. Insulator-metal transition induced by interlayer coupling in La0.6Sr0.4MnO3/SrTiO3 superlattices. // Phys. Rev. B. -2001. V. 64. - P. 064429 (6).

142. Biswas A., Rajeswari M., Srivastava R. C., Venkatesan Т., Greene R. L., Lu Q., de Lozanne A. L., Millis A. J. Strain-driven charge-ordered state in La0.67Ca0.33MnO3 // Phys. Rev. B. 2001. - V. 63. - P. 184424 (7).

143. Biswas A., Rajeswari M., Srivastava R. C., Li Y. H., Venkatesan Т., Greene R. L., Millis A. J. Two-phase behavior in strained thin films of hole-doped manganites // Phys. Rev. B. 2000. - V. 61. - P. 9665-9668.

144. Zhang L., Israel C., Biswas A., Greene R.L., de Lozanne A. Direct observation of percolation in manganites thin film // Science. 2002. - V. 298. -P. 805-807.

145. Bibes M., Balcells Li., Valencia S., Foncuberta J. Nanoscal Maltiphase separation at La2/3Cai/3Mn03/SrTi03 interfaces // Phys. Rev. Lett. 2001. - V. 87.-6.-P. 067210(4).

146. Prellier W, Lecoeur Ph., Merecy B. Colossal-magnetoresistive manganite thin films // J. Phys. : Condens. Matter. 2001. - V. 13. - P. R915-R944.

147. Satpathy S., Popovic Z. S., Vukajlovic F. R. Density-functional studies of the electronic structure of the perovskite oxides: Lai.xCaxMn03 // J. Appl. Phys. -1996. V. 79. - 8. - P. 4555-4557.

148. Tokura Y., Okimoto Y., Yamaguchi S., Taniguchi H., Kimura T., Takagi H. Thermally induced insulator-metal transition in LaCo03: A view based on the Mott transition // Phys.Rev.B. 1998. -V. 4. - 58. - P. R1699-R1702.

149. Arima T., Tokura Y., Torrance J. B. Variation of optical gaps in perovskite-type 3d transition-metal oxides // Phys. Rev. B. 1993. — V. 23. - 48. - P. 17006-17009.

150. Babushkina N. A., Belova L. M., Gorbenko O. Yu., Kaul A. R., Bosak A. A., Ozhogin V. I., Kugel K. I. Metal-insulator transition induced by oxygen isotope exchange in the magnetoresistive perovskite manganites // Nature. 1998. - V. 391.-P. 159-161.

151. Zhao G., Conder K., Keller H., Miiller K. A. Isotope and pressure effects in manganites: Important experimental constraints on the physics of manganites // Phys. Rev. B. 1999. - V. 60. - 17. - P. 11914-11917.

152. Лошкарева Н. Н., Сухоруков Ю. П., Ганыпина Е. А., Мостовщикова Е.

153. B., Кумаритова Р. Ю., Москвин А. С., Панов Ю. Д., Горбенко О. Ю., Ка-уль А. Р. Изотоп-эффект и разделение фаз в пленках (Ьао.5Рго.5)о.7Сао.зМп03: оптические данные // ЖЭТФ. 2001. - Т. 119. -.3.1. C. 533-545.

154. Bergman D., Stroud D. Phyical properties of macroscopically inhomogeneous media. Solid State Physics. / Edited H. Ehrenreich and D. Turnbull. New York, 1992.-V. 46.-P. 148.

155. Bebenin N.G. Lanthanum Manganites near the Curie temperature // Phys. Of Metals and Metallography. 2004. - V. 98. -1. 1. - P. 78-85.

156. Helman J. S., Abeles B. Tunneling of Spin-Polarized Electrons and Magnetoresistance in Granular Ni Films // Phys. Rev. Lett. 1976. - Vol. 37. -P.1429-1432.

157. Pi L., Hervieu M., Maignan A., Martin C., Raveau B. Structural and magnetic phase diagram and room temperature CMR effect of La!xAgxMn03 // Solid State Comm. 2003. - V. 126. - P. 229-234.

158. Ye S. L., Song W. H., Dai J. M., Wang K. Y., Wang S. G.,.Zhang C. L, Du J. J., Sun Y. P., Fang J. Effect of Ag substitution on the transport property and magnetoresistance of LaMn03 // JMMM. 2002. - V. 248. - P. 26-33.

159. Gorbenko O. Yu., Melnikov О. V., Kaul A. R.,.Balagurov A. M, Babushkina N. A., Koroleva L. I., Demin R. V. Solid solutions LaixAgxMn03+s: evidence for silver doping? Structure and properties // Matt. Science and Engin. B-2005.-V. 116.-P. 64-70.

160. MOTT H., Дэвис Э. Электронные процессы в некристаллических веществах. М.: Мир, 1982. - 348 с.

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

162. Millis A. J. Electron-lattice coupling in «colossal» magnetoresistance rare earth manganites // J. Appl. Phys. 1997. - V. 81. - 8. - P. 5502-5505.

163. Bebenin N. G., Zainulina R. I., Mashkautsan V. V., Ustinov V. V. Electronic transport in ferromagnetic Lai.xSrxMn03 single-crystal manganites // Phys. Rev. B. 2004. - V. 69. - P. 104434 (9).

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

165. Pierre J., Robaut F., Misat S., Strobel P., Nossov A., Ustinov V., Vassiliev V. Semiconductor-metal transition and magnetoresistance in (La,Ca)Mn03: Experiments and simple model // Physica B. 1996. - V. 225. - P. 214-224.

166. Ziese M. Extrinsic magnetotransport phenomena in ferromagnetic oxides // Rep. Prog. Phys. 2002. - V. 65. - P. 143-249.

167. Gittleman J. I., Goldsrein Y., Bozowski S. Magnetic Properties of Granular Nickel Films // Phys. Rev. B. 1972. - V. 5. - P. 3609-3621.

168. Mitani S., Takanashi S., Yakushiji K., Yakushiji K., Maekawa S., Fujimori H. Enhanced Magnetoresistance in Insulating Granular Systems: Evidence for Higher-Order Tunneling // Phys. Rev. Lett. 1998. - V. 81. - P. 2799-2802.

169. Hwang H. Y., Cheong S-W., Ong N. P., Batlogg B. Spin-Polarized Intergrain Tunneling in La2/3Sr1/3Mn03 // Phys. Rev. Lett. 1996. - V. 77. - P. 20412044.

170. Rao R. A., Lavric D., Nath Т. K., Eom С. В., Wu L., Tsui F. Effects of film thickness and lattice mismatch on strain states and magnetic properties of La0.8Ca0.2MnO3 thin films // J. Appl. Phys. 1999. - V. 85. - P. 4794-4796.

171. Martin C., Maignan A., Hervieu M., Raveau B. Magnetic phase diagrams of ¿1у4дМпОз manganites (L=Pr,Sm; ^=Ca,Sr) // Phys. Rev. В.- 1999. V. 60. -P. 12191-12199.

172. Носов А. П., Стробель П. Магнитные и магниторезистивные свойства тонких пленок Еа0.б7Са0.ззМпОз // ФММ. 2002. - Т. 93. - 3. - С. 50-59.

173. Vengalis В., Maneikis F., Anisimovas F., Butkute R., Dapkus L., Kindurys A. Effect of strains on electrical and optical properties of thin Lao.67Cao.33Mn.O3 films // JMMM. 2000. - V. 211. - P. 35-40.

174. Blamire M. G., Teo B.-S., Duttel J. H., Durrell J. H., Mathur N. D., Barber Z.

175. H., McManus Driscoll J. L., Cohen L. F., Evetts J. E. Strain-induced time-dependent magnetic disorder in ultra-thin La0.7Ca0.3MnO3 films // JMMM. -1999.-V. 191.-P. 359-367.

176. Ван-дер-Мерве Дж.Х. Монокристаллические пленки. М.: Мир, 1966. -201 с.

177. Balykina Е. A., Ganshina Е. A., Krinchik G. S., Trifonov A. Yu., Troyanchuk

178. О. Magneto-optical properties of new manganese oxide compounds // JMMM. 1992. - V. 117. - P. 259-269.

179. Paulusz A. G., Burras H.I. Luminescence of Mn (IV) complexes // Chem. Phys. Lett. 1972. - V. 17. - P. 527-530.

180. Kwon C., Robson M. C., Kim K. C., Gu J. Y., Lofland S. E., Bhagat S. M., Trajanovic Z., Rajeswari M., Venkatesan T., Kratz A. R., Gomez R. D., Ramesh R. Stress-induced effects in epitaxial (La0.7Sr0.3)MnO3 films // JMMM. 1997. - V. 172. - P. 229-236.

181. Hung-Hsiao Lin, Chih-Yuan Wang, Han C. Shih. Characterizing well-ordered CuO nanofibrils synthesized through gas-solid reaction // J. Appl. Phys. 2004. -V. 95.-10.-P. 5889-5895.

182. Yermakov A. Ye., Feduschak T. A., Sedai V. S., Uimin M. A., Mysik A. A. Magneto-modified catalyst on the base of nanocrytalline CuO // JMMM. -2004. V. 272/276. - P. 2445-2247.

183. Way Q., Luo W.D., Liao B., Liu Y., Wang G. Giant capacitance effect and physical model of nano crystalline Cu0-BaTi03 semiconductor as a C02 gas sensor // J. Appl. Phys. 2000. - V. 88. - 7. - P. 4818-4824.

184. Haghiri-Gosnet A.M., Renard J.P. CMR manganites: physics, thin films and devices // J. Phys. D: Appl. Phys. 2003. - V. 36. - P. R127-R150.

185. Greegg J.F., I Petej, E Jouguelet, C Dennis. Spin electronics—a review //J. Phys. D.: Appl. Phys. 2002. - V. 35. - 18. - P. R121-R159.

186. Takeshi Obata, Takashi Manako, Yuichi Shimakawa, Yoshimi Kubo. Tunneling magnetoresistance at up to 270 K in Lao.8Sro.2Mn03/SrTi03/Lao.8Sro.2Mn03junctions with 1.6-nm-thick barriers // Appl. Phys. Lett. 1999. - V. 74. - 2. -P. 290-292.

187. Mitra C., Raychaudhuri, Kobernic G., Dorr K., Muller K.H., Pinto R. A p-n diod with Hole and Electron-doped lanthanum manganites // Appl. Phys. Lett. -2001. -V. 79. 15. - P. 2408-2410.

188. Hao J. H., Zeng X. Т., Wong H. K. Optical response of single-crystal (La,Ca)MnO§ thin films // J. Appl. Phys. 1996. - V. 79. - 3. - P. 1810-1812.

189. Heiras J., Pichardo E., Mahmood A., Lorez Т., Perez-Salas R., Siqueiros J.M., Blanco O., Castellanos M. Thermohromism in (Ba,Sr)-Mn oxides // J. Phys. And Chem. of Solids. 2002. - V. 63. - P. 591-595.

190. Agnihorti O.P., Crupba B.K. Solar Selective Surfases. New York:Wiley, 1981.-555 p.

191. Tesfamichael Т., Hoel A., Wackelgard E., Niklasson G. A., Gunde M. K., Orel Z. C. Optical characterization and modeling of black pigments used in thickness-sensitive solar-selective absorbing paints // Solar Energy. 2001. -V. 69.-6.-P. 35-43.

192. Buskirk V., Oral R. // United State Patent. № 4.310.596. от 12.06.1982.

193. Karlsson В., Ribbing C.G., Roos A., Valkonen E., Karlsson T. Spectral selectivity of a thermally oxidized stainless steel // Phys. Scripta. 1982. - V. 25. -P. 826-831.

194. Екимов А. И., Онущенко А. А. Квантовый размерный эффект в оптических спектрах полупроводниковых монокристаллов // ФТП. 1982. - Т. 16.-С. 1215-1219.

195. Wang Y., Herron N. Quantum size effects on the exciton energy of CdS clusters // Phys. Rev. B. 1990. - V. 42. - P. 7253-7255.

196. Rama Krishna M.V., Friensner R.A. Exciton spectra of semiconductor clusters // Phys. Rev. Lett. 1991. - V. 67. - P. 629-632.

197. Гижевский Б. А., Козлов E. А., Ермаков A. E., Лукин H. В., Наумов С. В., Самохвалов А. А., Арбузов В. Л., Шальнов К. В., Дегтярев М. В. Микроструктура СиО после ударно-волнового воздействия и размола в вибромельнице // ФММ. 2001. - Т. 92. - С. 52-57.

198. Borgohain К., Murase N., Mahamuni S. Syntesis and properties of Cu20 quantum particles // J. Appl. Phys. 2002. - Vol. 92, № 3. - P. 1292-1297.

199. Balamurgan В., Menta B. R., Shivaprasad S. M. Surface-modified CuO layer in size-stabilized single-phase Cu20 nanoparticles // Appl. Phys. Lett. 2001. -V. 79.-P. 3176.

200. Эфрос Ал. Л., Эфрос А. Л. Межзонное поглощение света в полупроводниковом шаре // ФТТ. Т. 16. - С. 1209-1214.

201. Vassiliou J. К., Mehrotra V., Russell М. W., Giannelis E. P., Shull R. D., Ziolo Ronald F. Magnetic and optical properties of 7-Fe203 nanocrystals // J. Appl. Phys. 1993. - V. 73. - 10. - P. 5109-5116.

202. Шабанова И. H., Ермаков А. Е., Трапезников В. А., Шур Я. С. Зависимость намагниченности насыщения аэрозольных порошков никеля от состояния поверхности частиц, исследованной методом электронной спектроскопии // ФММ. -1974. Т. 38. - С. 313-322.

203. Мустель Е.Р., Парыгин В.Н. Методы модуляции и сканирования света. -М.: Наука, 1970.-296 с.

204. Rinkevich A., Nossov A., Ustinov V., Vassiliev V., Petukhov S. Penetration of the electromagnetic waves through doped lanthanum manganites // J. Appl. Phys. 2002. - V. 91. - 6. - P. 3693-3697.

205. Рандошкин B.B., Червоненкис А.Я. Прикладная магнитооптика. М: Энергоиздат, 1990. - 320 С.

206. Сухоруков Ю.П., Лошкарева Н.Н., Самохвалов А.А., Тугушев С.Н. Магнитооптический ИК модулятор в геометрии Фохта // Письма в ЖТФ. -1996.-Т. 22.-1.-С. 85-90.

207. Sukhorukov Yu.P., Loshkareva N.N., Tugushev.S.N. Great magnetic linear dihroism in HgCr2Se4 and construction of an IR modulator based on it (great MLD in HgCr2Se4) // JMMM. 1996. - V. 159. - P. 342-344.

208. Карташев E.B., Лошкарева H.H., Сухоруков Ю.П., Шувалов В.А. Разработка магнитооптического полосового фильтра ИК-излучения // Ракетно-космическая техника. Сборник Ц1ЖИМАШ. Москва, серия XV. 1993. -В. 1.-С. 105-110.

209. Лошкарева H.H., Сухоруков Ю.П., Шувалов В.А., Карташев Е.В., Тугу-шев С.Н., Самохвалов A.A. Магнитооптический фильтр инфракрасного излучения 8-14 мкм // Письма в ЖТФ. 1994. - Т.20. - 9. - С.61-63.

210. Пат. РФ 2025755. Полосовой фильтр / Лошкарева H.H., Сухоруков Ю.П., Шувалов В.А., Карташев Е.В., Чеботаев Н.М., Самохвалов A.A. -4931927/25; Заявлено 29.04.91; Опубл. 30.12.94, Бюл. 24. С. 1.

211. Пат. РФ 2031423. Способ модуляции и устройство для его осуществления / Сухоруков Ю.П., Лошкарева H.H., Самохвалов A.A. 5008548/25; Заявлено 11.11.1991; Опубл. 20.03.95, Бюл. 8.-С. 1.

212. Рунов В. В., Чернышев Д. Ю., Курбанов А. И., Рунова М. К., Трунов В. А., Окороков А. И. Мезоскопические магнитные неоднородности в низкотемпературной фазе и структура SmixSrxMn03 (х<0.5) перовскита // ФТТ. -2000 -Т. 118.-5 (11).-С. 1174-1187.

213. Troyanchuk I. О., Khalyavin D. D., Trukhanov S. V., Szymczak H., Nabialek A. Magnetotranspot properties of the Sm0.56(Sr0.44.xMex)MnO3 // J. Phys. : Condens. Matter. 1999. - V. 11. - P. 8913-8920.

214. Kajimoto R., Yoshizawa H., Kawano H., Kuwahara H., Tokura Y., Ohoyama K., Ohashi M. Hole-concentration-induced transformation of the magnetic and orbital structures in Nd1.xSrJCMn03 // Phys. Rev. B. 1999. - V. 60. - P. 95069517.

215. Tokura Y., Tomioka Y., Kuvahara H., Asamutsu A., Moritomo Y., Kasai M. Magnetic-field-induced insulator-metal phenomena in perovskite manganese oxides // Physica C. 1996. - V. 263. - P. 544-549.

216. Bosak A.A., Samoilenkov S.V., Gorbenko O.Yu., Graboy I.E., Botev A.N., Kaul A.R. Self-turning MOCVD approach to the growth of the very smooth La!xPbxMn03 and PbTi03 epitaxial thin films // Chem. Matter. 2001. - V. 13. -P. 981-986.291

217. Hwang H.Y. Enhancing the low field magnetoresistive response in perovskite manganites // Appl. Phys. Lett. 1996. - V. 68. - P. 3494-3496.