Структурообразование в аморфных и нанокристаллических пленках сплавов на основе переходных металлов

Квеглис, Людмила Иосифовна

Структурообразование в аморфных и нанокристаллических пленках сплавов на основе переходных металлов тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.07 ВАК РФ

Квеглис, Людмила Иосифовна АВТОР

доктора физико-математических наук УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ

Красноярск МЕСТО ЗАЩИТЫ

2005 ГОД ЗАЩИТЫ

01.04.07 КОД ВАК РФ

Диссертация по физике на тему «Структурообразование в аморфных и нанокристаллических пленках сплавов на основе переходных металлов»

Автореферат диссертации на тему "Структурообразование в аморфных и нанокристаллических пленках сплавов на основе переходных металлов"

; На правахдакащси__

\ -- -'латныя |

Квеглис Людмила Иосифовна

Структурообразование в аморфных и нанокристаллических пленках сплавов на основе переходных металлов.

Специальность 01.04.07 - фгоика конденсированного состояния

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора физико-математичЬских наук

Красноярск 2005

Работа выполнена в научно-исследовательском физико-техническом институте Красноярского государственного технического университета Минобразования РФ и в Институте физики им Л В.Киренского СО РАН

Научный консультант: доктор физико-математических наук, профессор Овчинников С.Г.

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук, профессор Андреева A.B.

ИПТМ РАН п. Черноголовка доктор физико-математических наук, академик МАН ВШ Козлов Э.В.

ТГАСУ г. Томск

доктор физико-математических наук, профессор Плотников RA.

Алт ГТУ г. Барнаул

Ведущая организация: Уральский государственный университет, г. Екатеринбург

Защита состоится «21» октября 2005 года в 14 часов на заседании диссертационного совета Д 212.004.04 при Алтайском государственном техническом университете им. И.И. Ползунова (656038, г.Барнаул, пр.Ленина, 46, гл. корпус, ауд.528).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке АлтТТУ.

Автореферат разослан « 29 » июля 2005 г.

Ученый секретарь,

кандидат физико-математических наук /[{/'. Жданов А.Н.

9&2.Ч

Общая характеристика работы.

Актуальность темы.

Изучение атомной структуры материалов остается одной из основных задач физики конденсированного состояния, содержание которой меняется по мере развития техники эксперимента и теоретических представлений. Уровень развития физики систем с неупорядоченной структурой определяет степень развития физики конденсированного состояния вещества.

Вопрос о микроструктуре нанокристаллических материалов, полученных в неравновесных условиях, - один из самых крупных неразрешенных вопросов физики твердого тела. Поэтому экспериментальные исследования структурообразования таких материалов имеют определяющее значение для выявления и понимания общих закономерностей, которым подчиняются нанокристаллические вещества, выяснения их природы и новых возможностей использования в технике. Примером такой закономерности может быть спонтанное формирование диссипативных структур при определенном наборе внешних и внутренних параметров.

Исследуются нанокристаллические пленки, Со-Рё, Со-Оу, Со-С, Ре-С, Ре-ТЬ и др., полученные в неравновесных условиях и обладающие уникальными физическими свойствами. Во -первых, это большая магнитная анизотропия в атомно-неупорядоченном состоянии, достигающая 106 эрг/см3 в направлении, перпендикулярном плоскости пленки. Природа перпендикулярной анизотропии является предметом широких дискуссий.

Одним из направлений, использующих уникальные магнитные и магнитооптические свойства нанокристаллических материалов для

практических применении, является создание материалов - носителей для

гас НАЦИОНАЛЬНА»1

БИБЛИОТЕКА ! С-Пе О»

магнитной, термомагнитной записи информации. Малые размеры нанокристаллических частиц обеспечивают однородность структуры, следовательно большие значения отношения сигнал/шум при считывании информации. Одним из основных параметров для материалов - носителей памяти является плотность записи информации. Магнитные материалы, обладающие магнитной анизотропией перпендикулярной плоскости - это материалы будущего. На материалах с перпендикулярной магнитной анизотропией (ПМА) возможно достижение плотности записи информации до 1012 бит/см2 ['], что в принципе невозможно обеспечить в случае использования материалов с анизотропией в плоскости пленки.

Создание новых материалов является решающим элементом развития новых технологий. Во многих случаях технологические процессы протекают в условиях значительного удаления от равновесия. В настоящее время широко исследуются механизмы и кинетика формирования нанокристаллических образований в структуре металлических пленок. Пленочные материалы могут служить удобным средством для моделирования неравновесных процессов, протекающих в массивных материалах.

Релаксация неравновесного состояния к равновесному вызывает возникновение упорадоченных структур, называемых в нелинейной динамике "диссипативными структурами". Например: в жидкости при непрерывном подводе энергии возникает конвективная неустойчивость, и образуются ячейки Бенара, вихри Тейлора.

1 Oh Hoom-Sang,Lee Byung-Kyu and Park No-Yeol//Technica! issues for Perpendicular Magnetic Recording Hard Disk Drive, EASTMAG - 2004, Krasnoyarsk, Russia, p.378

(Сноски указанные верхним индексом относятся к цитируемой литературе Сноски ууйЗайпыё' ЪШгчгАлм шрифтом являются авторскими и приведены в

1 * if г • ; ' ч я

конце тецста)

< . .и 4

i. ........

Вдали от равновесного состояния вещество характеризуется тем, что незначительные изменения параметров системы могут привести к кардинальному изменению физических свойств. В нанокристаллическом материале количество и структура дефектов качественно иные чем в моно-и даже поликристаллических материалах, поэтому нанокристаллическое состояние не может рассматриваться просто как кристаллическое с большим количеством дефектов. Атомная структура наночастиц далеко не всегда может быть описана в рамках классической кристаллографии. Поэтому, для описания атомной структуры нанокристаллического состояния требуются нетрадиционные подходы.

Так как формирование нанокристаллических пленок проходит в неравновесных условиях, то возникает множество дефектов (внедрения примесных атомов, дисклинации и пр.). В результате в пленке формируются большие внутренние напряжения и создаются условия для магнитострикционных эффектов, приводящих к существенному изменению интегральной намагниченности насыщения и электросопротивления в таких образцах.

Известно, что сплавы редкая земля - переходной металл (РЗМ-ГТМ) являются одними из наиболее магнитострикционных материалов в природе. Однако, о роли анизотропии магнитострикции в формировании ПМА в нанокристаллических пленках РЗМ-ПМ сведения явно недостаточные. Это связано с трудностью оценить величину магнитострикции, а также вклад магнитострикции в формировании ПМА на основе экспериментальных данных. Существует два основных механизма формирования напряжений в пленке: 1) наведённые подложкой или мультислойной структурой; 2) внутренние напряжения, обусловленные особенностями атомной структуры самой пленки. Известно, что материалы, атомная структура которых описывается франк-касперовскими многогранниками, имеют склонность к сжатию

элементарной ячейки до 30 % Франк-касперовские многоранники - это плотноупакованные тетраэдры, в вершинах которых расположены атомы. Координационные числа относительно центрального атома равны 12, 14, 15 и 16. Эти многогранники называют ФК12(икосаэдр), ФК14, ФК15 и ФК16 соответственно. Предполагается наличие больших внутренних напряжений в пленочных материалах с подобными структурами.

Из сказанного выше следует, что нанокристаллические материалы имеют огромный потенциал не использованных полезных сочетаний свойств и приложений. Задачи выявления природы процессов структурообразования в нанокристаллических магнитных пленках и установление корреляции структуры с магнитными свойствами являются актуальными.

Тема диссертации соответствует «Перечню приоритетных направлений фундаментальных исследований, утвержденных президиумом РАН (раздел 1.2 «Физика конденсированных состояний и вещества»). Выполненная работа была частично поддержана грантами Российского Фонда Фундаментальных Исследований №: 03-02-16052-а, 00-02-17358-а, и ШТАБ № 00-100.

Цель диссертационной работы

Исследование процессов структурообразования в атомно-неупорядоченных пленочных материалах: Со-Рс1, Со-Е)у, Со-С, Ее-С, Ее-ТЬ и др., обладающих уникальными магнитными свойствами и установление корреляции структуры и свойств в таких материалах.

Основные задачи исследований

1. Исследование структуры ближнего и среднего порядка в

нанокристсталлических рентгеноаморфных пленках Со-Пу, Ее-ТЬ,

полученных термическим и магнетронным методами вакуумного

осаждения и обладающих большой магнитной анизотропией (106эрг/см3), перпендикулярной плоскости пленки

2. Исследование структуры, сформированной в результате взрывной кристаллизации в нанокристаллических рентгеноаморфных пленках Со-Рс1, Со-1Эу, Со-С, Ре-С, Ре-ТЬ, Рг-М1.

3. Построение двумерной и трехмерной геометрической модели структуры пленок Ре-С, Ре-ТЬ, (периодической и квазипериодической), на основе модульного дизайна.

4. Исследование механизмов и кинетики формирования атомно-упорядоченной структуры на локальном и глобальном уровнях в нанокристаллических пленках: Со-Рс1, Со-Е)у, Ре-ТЬ, Со-С, Ре-С и др. в процессе структурной релаксации.

5. Установление корреляций между различными характеристиками структурной упорядоченности и магнитными параметрами (намагниченности насыщения, магнитной анизотропии и др.) в нанокристаллических пленках сплавов на основе переходных 3(1-металлов (Со-Рс1, Со-Е)у, Ре-ТЬ ,Ре-С, Со-С и др.).

Научная новизна

1. Прецизионными методами электронной дифракции определены параметры топологического и композиционного ближнего атомного порядка в нанокристаллических пленках Е>у-Со с различными значениями константы перпендикулярной магнитной анизотропии. С помощью моделирования методом Монте-Карло на основе данных функции радиального распределения атомной плотности впервые установлена структура ближнего и среднего атомного порядка в нанокристаллических пленках Е)у-Со. Она соответствует тетраэдрически плотноупакованной структуре типа СаСи5. Установлена корреляция между ориентировкой кластеров

относительно подложки и величиной перпендикулярной магнитной анизотропии.

2. Обнаружена тетраэдрически плотноупакованная франк-касперовская структура, характерная для равновесного состояния сплавов Ее-ТЪ, Рг-"№ и впервые наблюдавшаяся в пленках Со-Рс1, Со- С, Ре-С в результате процесса взрывной кристаллизации.

3 Получены двумерные и трехмерные модели квазикристаллических структур для нанокристаллических пленок Ре-С на основе аналитических расчетов (для двумерного случая) и представлений о модульной самоорганизации и франк-касперовских структурах (для трехмерного случая).

4. Обнаружено большое разнообразие морфологии диссипативных микроструктур, возникающих в нанокристаллических пленках в результате прохождения взрывной кристаллизации на границе превращения беспорядок-порядок. Впервые наблюдалась жидкая зона на фронте взрывной кристаллизации в нанокристаллических пленках СоРё. Образовавшиеся атомно-упорядоченные области совпадают по фрактальной размерности и ротационным эффектам с конвективными и ячеистыми структурами, подобными гидродинамическим.

5. Установлена корреляция структуры и магнитных свойств нанокристаллических пленок Со-Рё, Е)у-Со, Со-С, Ре-С, Ре-8Ю в процессе структурной релаксации. Предложена модель перпендикулярной анизотропии в нанокристаллических пленках, основным источником которой является самоорганизация высокоанизотропных нанокластеров с тетраэдрической плотной упаковкой.

Практическая значимость.

1. Полученные результаты по структурной релаксации аморфных и нанокристаллических пленок сплавов на основе Зс1-металлов необходимы для разработки и получения таких пленок в электронной технике.

2." Получен материал для носителя термомагнитной записи в пленках Со-Р<1 с перпендикулярной магнитной анизотропией.

3. Создана программа, которая позволяет рассчитывать интенсивность и фазу волновой функции рассеянного на структуре электрона. Возможно представление электронограммы в обратном пространстве (трехмерное Фурье-преобразование), в проекции на направление, определяемое индексами Миллера (срез трехмерной картины, двумерное Фурье-преобразование). Программа разработана в математическом пакете МаЙЬаЬ, алгоритмы которого основаны на операциях с матрицами. Создана оригинальная процедура многомерного Фурье-преобразования. Программа может быть использована ля расчета электронограмм двойникованных структур и квазикристаллов. Для расчета требуется файл с координатами рассеивающих узлов (атомов) структуры. Такой файл создан с помощью программы для модульного дизайна.

4. Существует договор с ОАО "ВОСТОКМАШЗАВОД". Целью этого договора является выяснение причины повышения ударной вязкости в результате ударного нагружения стали, содержащей 13 ат.% марганца - стали Гадфильда марки 1 ЮГ 13Л. В рамках настоящего договора Институт физики им. Л.В. Киренского СО РАН (ИФ СО РАН) проводит структурные исследования и анализ структурных данных и физических свойств полученных материалов. Ответственный исполнитель договора - Квеглис Л.И. Известно, что в тонкопленочном (толщина - 10-100 нм) состоянии реализуются

фазы, обладающие крайней степенью неравновесности, и, соответственно, особыми физическими свойствами. Методы электронной микроскопии и дифракции электронов, применяемые в ИФ СО РАН, позволяют проводить локальные исследования, что дает уникальную информацию об атомной структуре. Однако в массивном состоянии зачастую невозможно реализовать такие неравновесные структуры в монофазном виде, поэтому расшифровка атомной структуры оказывается затруднена. В ИФ СО РАН накоплен большой опыт по получению тонкопленочных материалов, и исследованию их структуры и физических свойств. Этот опыт облегчает расшифровку атомной структуры при исследовании материалов в массивном состоянии. На основе представлений о межграничной межзеренной мезофазе предложен механизм высокой ударной вязкости и эффекта самоупрочнения в стали Гадфильда. Под воздействием механического удара происходит рост франк-касперовской структуры ФК12+ФК14, локализованной в межграничной межзеренной прослойке. Межзеренная межграничная мезофаза аппроксимируется по свойствам к нанокристаллическим пленочным материалам со структурой, не имеющей аналогов в равновесном состоянии. Исследуется связь ротационных эффектов, обнаруженных в пленках и деформированных сталях, с квазипериодичностью структуры.

На защиту выносятся:

1. Структура топологического и композиционного ближнего и среднего порядка в нанокристаллических пленках Оу-Со, изученная прецизионными методами электронографии и методом моделирования Монте-Карло.

2. Тетраэдрически плотноупакованная франк-касперовская структура ФК12+ФК16 (фаза Лавеса), формирующаяся в нанокристаллических пленках Со-Рё, Ре-С, Со-С в процессе их структурной релаксации. Двумерные и трехмерные модели среднего и дальнего порядка, построенные на основе идеи о самоорганизации кристаллических модулей.

3. Физическая природа ротационных эффектов и внутреннего изгиба (~70° и выше), обнаруженных в кристаллах с франк-касперовской структурой ФК12+ФЮ6 в процессе их ускоренного роста в нанокристаллических пленках Со-Рс1, Ре-ТЬ, Со-С, Ре-С и Рг-№.

4. Механизмы и кинетика формирования многообразных диссипативных структур в исследованных пленках.

5. Корреляция структуры нанокристаллических пленок Со-Рс1, Со-С, Ре-С, Оу-Со с их магнитными свойствами в процессе спонтанного перехода от беспорядочного расположения нанокристаллитов к их регулярному расположению.

6. Структурные модели перпендикулярной магнитной анизотропии в нанокристаллических пленках Со-Р(1,1Эу-Со.

Достоверность полученных результатов обеспечивается. ~ согласованностью модельных расчетов с экспериментальными данными;

- подтверждением основных выводов работы более поздними публикациями других авторов.

Публикации и апробация работы

(Познань 2002), (Красноярск 2004), по физике переходных металлов (Киев 1988), на конгрессе по кристаллографии (Москва 1989, Прага 1990), конгресс по рентгеновской и электронной оптике (Краков 1989),симпозиум по магнитооптике (Харьков 1991), Нанотехнология 2 (Москва 1993), по редкоземельным металлам (Красноярск 1995), Симметрия в естествознании (Красноярск 1998), материалы микроэлектроники (Москва 2000), (Иркутск 2003),9-Семинар по нанокристаллическим материалам (Екатеринбург 2002), Гомеостаз и экстремальные состояния (Красноярск 2003), Релаксационные процессы в твердых телах( Воронеж 2004) а также на 28 Всесоюзных, Всероссийских и региональных конференциях, в том числе по электронной микроскопии (Ташкент 1975, Звенигород 1982, 1984, Суздаль 1990, Черноголовка 2004), растровой электронной микроскопии (Черноголовка 1994, 2002), физике магнитных явлений (Красноярск 1971, Харьков 1979, 1985 Донецк, Калинин 1988)),физике магнитных пленок (1978,1984 Саранск,1981 Иркутск, 1990 Новгород), Новые магнитные материалы микроэлектроники (Ташкент 1988, Астрахань 1989, 1992, Москва 2002), аморфному магнетизму (Красноярск 1978, Москва 1980, Владивосток 1986), по функциональной магнитоэлектронике (Красноярск 1990), по упорядочению атомов (Томск 1972, Свердловск 1983), Моделирование неравновесных систем (Красноярск 1999), Физика конденсированного состояния (Усть-Каменогорск 2004), Физика твердого тела (2004 Алма-Аты). Материалы диссертации отраженны в 48 публикациях с участием автора, опубликованных в ведущих международных рецензируемых журналах.

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и списка литературы. В ней содержится 280 страниц машинописного текста, 118 рисунков, 13 таблиц и 302 ссылки на литературные источники. Нумерация

формул, таблиц и рисунков ведется по главам и пунктам. В конце каждой главы сделаны выводы. Общие выводы приведены в конце работы.

Во введении обоснована актуальность темы исследования, определены цель и задачи работы, показаны научная новизна и практическая значимость полученных результатов, а так же сформулированы основные положения, выносимые на защиту.

Краткое содержание работы.

В главе 1 выполнен краткий аналитический обзор литературы по теме диссертации. Даются основные понятия и определения, связанные с процессами самоорганизации и формирования диссипативных структур; краткий обзор существующих моделей взрывной кристаллизации, особое внимание уделяется модели кристаллизации через «сдвиговую трансформационную зону» и "жидкую зону".

Пленочные материалы - наиболее удобные объекты для экспериментальных наблюдений с помощью методов электронной оптики (включая Фурье-преобразования) процессов структурной релаксации (самоорганизации), в которых возникают разнообразные морфологии диссипативных структур. Одним из фундаментальных принципов развития неравновесной системы является принцип максимальности производства энтропии. Его можно сформулировать в следующем виде: произвольная неравновесная система стремится к локально-равновесному состоянию с экстремальной скоростью (с максимальным производством энтропии). Принцип максимума производства энтропии говорит об особенности стремления неравновесной системы к своему равновесному или стационарному состоянию. Сформулированный принцип максимума производства энтропии носит локальный характер. Диссипативная функция, отражающая скорость производства энтропии, записывается в следующем виде

ц/= QAP+W (AT/T)

где Q- объемный поток вещества [м3/с], АР- градиент давления, W- поток тепла [Дж/с],

ЛГ-градиент температуры [2]. В книге [3] уравнением эволюции считается уравнение Навье - Стокса. Однако это уравнение не может описывать межатомных взаимодействий в твердом теле.

Из анализа цитируемой литературы можно заключить, что особенности процессов взрывной кристаллизации на уровне межатомных взаимодействий могут быть описаны в рамках современной теории сдвиговой транформационной зоны. Для вероятности перегруппировки частиц (трансформации) R± ( См.рис.1,2) и для кинетики возрастания свободного объема используются следующие уравнения:

(

R±=Rq ехр

\ f J

ехр

= ~Е1 ехр

(

-к

\Vf У

+ Avcr\

р\

где у0 - свободный объем вблизи зоны трансформации,

необходимый для смещения частицы в поле напряжения сдвига, Уу -

средний свободный объем, У/ - свободный объем, необходимый для смещения частицы при уплотнении структуры в отсутствие напряжения сдвига, (причем у/<у0, поскольку при перегруппировке, связанной с уплотнением, требуется меньший свободный объем, чем при перегруппировке, обусловленной сдвигом), а - напряжение, е? -

2 Дерягин Б.В., Чураев Н.В., Муллер В.М. Поверхностные силы. М.Наука,1987,

399с.

3 Берже П, Помо И., Видаль К., Порядок в хаосе. О детерминистическом подходе к

турбулентности, «Мир» Москва 1991.

пластическая деформация, р - некоторое усредненное напряжение, Rn, Ei и Ay- константы.

Проблемы структурообразования в атомно-неупорядоченных (стеклообразных) металлических системах пшроко представлены в литературе, например [5]. Авторы отмечают, что неоднозначность сведений о реальной атомной структуре рентгеноаморфных сплавов привела к созданию нескольких структурных моделей.

*т---т-

Рис.2. Модель сдвиговой трансформационной зоны до и после деформации [6].

4 Maloney С., Lemaitre А , Universal Breakdown of Elastisity at the onset of Material

Failure // Phys/ Rev. Lett. 2004, V. 93, № 19, P. 195501(1-4).

5 Ковнеристый Ю.К., Осипов Э.К.,Трофимов E.A. «Физико-химические основы

создания аморфных металлических сплавов» М.» Наука», 1983г.

6 Lemaitre A., Origin of a Repose Angle: Kinetics of Rearrangement for Granular

Materials // Phys Rev. Lett. 2002, V. 89, № 6, P. 064303(1-4)

Рис.1. Схематическая иллюстрация модели сдвиговой трансформационной зоны предложенная A.Lemaitre [4].

Наиболее используемая из них - кристаллическая модель Она основывается на том, что первый максимум интерференционной функции для многих рентгеноаморфных металлических сплавов расположен вблизи брэгговского максимума соответствующих кристаллических фаз При этом используется приближение, в котором предполагается гауссово распределение отклонений атомов от цбнтров при разупорядочивающих смещениях.

Другая модель - плотной неупорядоченной упаковки твердых сфер, разработанная Берналлом [7] для жидкостей. В геометрической модели Берналла для идеальной жидкости предполагается, что атомы, рассматриваемые как твердые шары, занимают вершины пустых полиэдров (симплексов), ребра которых образованы связями между соседними атомами. Длины ребер могут изменяться примерно на 15 %. При этом свободный объем между шарами занимает 25-30%. Концепция свободного объема является одним из основных подходов, описывающих молекулярно-кинетические процессы в жидкостях и стеклах. Однако, эта концепция не является однозначной. Так авторы [8] считают, что флуктуационный свободный объем, который рассчитывается по данным о кинетических свойствах вблизи температуры стеклования составляет всего лишь 2-3% от общего объема системы.

В работе [9], с целью избавиться от противоречивых понятий о свободном объеме, предлагается модель возбужденных атомов. Согласно этой модели энергия активации, равная работе смещения атомов на критическое расстояние, составляет величину, близкую к теплоте плавления для неметаллических полимеров.

7 Берналл Дж.Д., Карлайл С.Х.. Кристаллография 1968, 13, 927 (Sov. Phys.-

Crystallogr.,1968, 13.(Engl. Transi)

8 Сандитов Д.С., Бартенев Г.М., Физические свойства неупорядоченных структур

Новосибирск: Наука, 1982., С. 259.

9 Липатов Ю С , Состояние изо-свободного объема и стеклование свободных

полимеров // Успехи химии, 1978, Т. 47, № 2, С 332-356.

Из экспериментов, проведенных на металлических стеклах, энергия активации перехода в кристаллическое состояние может составлять величину на порядок большую. Например, в [10, "] энергия активации межзеренной ползучести наноструктурного никеля, составляет 115 кДж/моль. Согласно релаксационной теории стеклования [12, 13 ] энергия, заключенная в возбужденном" объеме вещества, может максимально превышать теплоту стеклования примерно в 32 раза. Эти результаты подтверждаются более поздними работами по супер-аррениусовской релаксации в твердофазных стеклах.[6, и]

Глава 2 посвящена описанию методов получения нанокристаллических пленок, исследованию атомной структуры ближнего, среднего и дальнего атомных порядков. Описываются методы моделирования указанных структур, а также методы исследования магнитных характеристик Процесс моделирования базировался на известной модели роста фрактальных кластеров Виттена-Сандера [15] Компьютерное моделирование неравновесной структуры проведено с помощью оригинальной разработки авторов, не имеющей мировых аналогов (см. работы [32,44]).

10 Носкова Н И ,Физика деформации ианокристаллических металлов и сплавов //

IX Международный семинар Дислокационная структура и механические свойства металлов и сплавов Екатеринбург,Россия, 2002, С. 91-92

11 Иванов К В., Колобов Ю.Р.,Гирсова Н.В. Эволюция структуры и особенности

ползучести наноструктурного никеля, полученного воздействием интенсивной пластической деформации// IX Международный семинар Дислокационная структура и механические свойства металлов и сплавов Екатеринбург,Россия, 2002, С. 123-124

12 Кобеко П.П., Аморфные вещества. М.-Л..: Изд.АН СССР, 1952. С. 432.

13 Волькенштейн М.В., Птицын О.Б., Релаксационная теория стеклования. 1 -

решение основного уравнения и его исследование. // Жури. техн. Физики, 1956, Т. 26. № 10, С. 2204-2222.

14 Langer J.S., Lemaitre A., Dinamic Model of Super-Arrhenius Relaxation in Glassy

Materials // 2004, arXiv:cond-mat/0411038vl

15 Witten T.A., Sander L.M. Diffusion-limited aggregation, a kinetic critical

phenomenon // Phys.Rev.Lett., 1981, V.47, N.19, P.1400

Глава 3

В работе получены сведения о структуре ближнего и среднего порядков в рентгеноаморфных пленках Dy-Со.Под средним порядком понимается область корреляций ближнего порядка, состоящая из плотного ядра и рыхлой периферии. На основании полученных данных и наблюдений «in situ» в электронном микроскопе процессов кристаллизации, автором данной работы делается вывод о существовании возбужденных атомов в объеме, близком к Берналловскому, то есть 2530% от общего объема вещества. Эти возбужденные атомы представляют собой неравновесное состояние вещества. Пригожин [1б] называет такое состояние мезофазой.

Впервые электронографическим методом произведено исследование структуры ближнего порядка пленок сплавов редкая земля -переходный металл с различными значениями перпендикулярной магнитной анизотропии.

4/1/1 I I

-J_V i_i_J_I_I-1—

ох аа ах ом йя ш

Рис.3. Функции радиального распределения для пленок Со-Dy:

(1)Co82Dyl8 К= 8-105 erg/cm3

(2) Co77Dy23 К= 2-105 erg/стЗ

(3) Co77Dy23 (отожженные при 200 °С) К= 4-103 erg/сшЗ

(4) Co55Dy45 К=-3-104 erg/стЗ

ая аа an Rtnm)-*

16 Николис Г., Пригожин И., Познание сложного, Москва, Мир, 1990

Рис. 4. Кривые ФРР для пленок Цу-Со с перпендикулярной магнитной анизотропией. Кривая 1 - образец

ориентирован перпендикулярно падающему пучку электронов, кривая 2 - образец наклонен.

Рис.5. Проекция конечной атомной конфигурации для модели аморфной пленки Е)у20Со80 с величиной ПМА А=4106 эргсм-3 на одну из характерных плоскостей

Определены координационные числа и координационные радиусы для первых трех координационных сфер. Показано, что характер ближнего порядка пленок Со-Е)у приближен к кристаллическому порядку типа СобОу при сохранении тетраэдрической координации. На рис. 3 приведены кривые ФРР, полученные для пленок Е)у — Со с различным

содержанием редкой земли. Характер кривых меняется при увеличении содержания ХУу: координационные радиусы увеличиваются, координационные числа уменьшаются. Величина константы ПМА К уменьшается при увеличении содержания редкой земли, последнее приводит к «разрыхлению» структуры Установлена

текстурованность йследуемой структуры, обусловленная

преимущественным расположением нанокристаллитов вдоль оси роста типа [011] (См.рис.4).

На основании анализа результатов моделирования методом Монте-Карло уточнена структурная модель аморфных материалов - плотное ядро из нескольких сотен атомов с большими координационными числами в 1-й координационной сфере окружено рыхлыми оболочками. Такая модель снимает противоречие между концепцией свободного объема (20-30%) и флуктуационного объема (2-3%). Проекция конечной атомной конфигурации для модели аморфной пленки Оу2оСо80 приведена на рис. 5.

В металлических пленочных материалах, полученных в неравновесных условиях может быть реализовано большое разнообразие морфологии диссипативных структур. Структурный анализ проводился на пленках Со-Рс1, Со-ТУу, Рг-№, Со-С, Ре-С, Ре-ТЬ и др. Проблема состоит в выяснении причины формирования структурно-упорядоченного состояния из структурно-неупорядоченного за короткий промежуток времени при небольшом энергетическом воздействии, составляющим менее десятой доли от теплоты плавления. Этот процесс инициируется слабым пучком электронов, нагревом или механическим ударом. Взрывная кристаллизация может протекать с появлением жидкой зоны на фронте кристаллизации.

(400).-(<22)

(311)-» •-Р"»

(200)-* ««-(222)

(111) »-{111>

(022)-»» Ф »«-(022)

.«-(411)

(222) — •*™(500>*4- (222)

(311)-*« «-Р")

—<«0) я

• •(111)1 4

4 I

> шШШ# §

(М2.1Й ,0)

I # «« • •

% • • • «1Е

.о

• • • » * *

□ и □ о • Ъ | сГ •

(в)

Я!гиг-?;- ■я7

ш:

Рис.6 Электронномироскопические

изображения и дифракционные картины в пленках РеТЬ (а) и СоРс! (б). В центре (в) наложение двух электронофамм, свидетельствующее об идентичности структур. На рисунке (г) показаны изгибные экстинкционные контуры в пленке РеТЬ. На рисунке (д) показаны вихревые сдвиги участков кристаллической фазы в пленке СоРс1. На рис.б(е) показана картина распределения силового поля для 4938 частиц, полученная методом молекулярной динамики [17]. Картина привлечена для пояснения природы появления изгибных контуров , представленных на рис( г) и (д).

& ■■ & -о:

* ль

Исследована атомная структура неравновесных фаз, возникающих после взрывной кристаллизации в пленках РеТЬ, СоР<1, Ре-С, Со-С. Взрывная кристаллизация инициировалась электронным лучом в колонне электронного микроскопа, нагревом в вакуумной печи, механический ударом. Структура пленок всех перечисленных составов идентифицирована, как франк-касперовская, * тетраэдрически плотноупакованная, типа РК16+РК12 (фаза Лавеса типа М§Си2). Такая структура характерна для равновесного состояния сплава РеТЬ, но обнаружена впервые для пленок сплава СоРс! (См.рис.6) и пленок Ре-С, Со-С с содержанием углерода до 20 ат%.

Впервые показано, что в жидкой зоне возникающей в процессе взрывной кристаллизации в пленках СозоРсЬо формируется икосаэдрическая фаза, типа РК12. Периодическим аппроксимантом такой фазы является франк-касперовская, тетраэдрически плотноупакованная структура типа РК16+РК12 (фаза Лавеса). При нагревании пленок СоРс! до температуры 300°С структура начинала разрушаться и переходить в равновесное состояние с ГЦК-решеткой (См.рис.7).Схема модульной самоорганизации-деградации качественно описывает такой переход.

На основе оценки скорости атомного упорядочения, проходящего при нагревании пленок до 700°С в вакууме и анализа типа дефектов упаковки в антифазных доменах показано, что механизм атомного упорядочения в пленках Со-Р(1 является кластерным, а не диффузионным.

Сделана оценка энергии активации перехода порядок-беспорядок в нанокристаллических пленках. Обнаружено, что при образовании франк-касперовских структур, а также атомно упорядоченных структур, соответствующих диаграммам фазового равновесия, преодолеваемый активационный барьер в нанокристаллических пленках исследуемых составов ~ 160 кДж/моль. Это на порядок больше теплоты плавления материала. Результаты подтверждены, как собственными

экспериментами, так и экспериментами других авторов [ , ]. При расчете использованы: уравнение Стокса-Эйнштейна, а также уравнение

динамическои вязкости: „ =

>7 = 770ехрА

[002],,

Рис. 7. Схема модульных сборок- справа, поясняющая формирование микродифракционной электронограммы, полученной от пленки СоРс1, представленной слева. Индексы приведены в ГЦК установке

Впервые показано, что процесс взрывной кристаллизации пленок Ре-С удовлетворительно описывается теориями кристаллизации из расплава Лангера-Иванцова-Темкина. Эта теория может рассматриваться как частный случай теории сдвиговой трансформационной зоны. На основании анализа спектра мощности, характеризующего частоту появления вторичных нестабильностей показано, что процессы взрывной кристаллизации пленок Ре-С проходят в хаотическом режиме.

17 Жарков СМ., Структурные исследования нанокристаллических пленок 3(1-

металлов (Ре, Со, №), Диссертация кандидата физ-мат. наук, Красноярск: Институт физики им. Л.В. Киренского СО РАН, 1998,107 С.

18 Стромберг А Г , Семченко Д.П Физическая химия, М , Высшая школа, 1999, 342

С.

Широко распространенные дифракционные методы исследования атомной структуры аморфных сплавов не позволяют получать трехмерную пространственную картину расположения атомов. Это вызывает необходимость построения и анализа компьютерных моделей атомной структуры аморфных материалов, дающих возможность определения координат всех атомов. 4

Созданы трехмерные геометрические модели атомных структур, сформировавшихся после взрывной кристаллизации в пленках Ре-ТЬ, Ре-С. С помощью быстрого Фурье-преобразования результаты моделирования сравниваются с экспериментальными двумерными Фурье-образами - электронограммами. С помощью анализа двумерных Фурье-образов и картин электронной дифракции показано, что в пленках Ре-С, по аналогии с пленками Ре-ТЬ, реализуются тетраэдрически-плотноупакованные франк-касперовские структуры [|9, 20, 21 ]. Такие структуры могут быть периодическими аппроксимантами квазикристаллических фаз.

В главе 4 приведены результаты моделирования структурообразования на уровне среднего и дальнего порядка. С целью уточнения идентификации структуры нанокристаллических пленок построены трехмерные модели квазикристаллов на основе разработанных представлений о модульной самоорганизации франк-касперовских структур. Двумерные (См.рис.8) и трехмерные Фурье-образы с выбранными ориентациями(См.рис.9-1) соответствуют

экспериментальным картинам дифракции электронов.

19 Pearson B, The Crystal chemistry and physics of metals and alloys (Willey,

New York, 1972; Mir, Moscow 1977) 418

20 Hafner C.J, Theory of formation of metallic glasses // Phys.Rev.B

1980,V.21,No2,P406-426.

21 Ino S. Stability of multiply-twinned particles // J. Phys. Soc. Japan, 1969, v 27, N. 4,

p. 941-953.

Рис. 8. Дифракционная картина пленки РеС с осью симметрии 8-го порядка и двумерный квазикристалл Аммана-Бинкера [37]. Окружностями выделены области среднего порядка. В работе [22] показана аналогичная проекция №12 + РК14.

Рис. 9 а) б) Электронограммы пленок Ре-С, полученные после взрывной кристаллизации под электронным лучом; в) после отжига при 300°С.

22 Mai Z H , Xu L., Wang N., Kuo K. H., Jin Z. C , Cheng G. Effects of phason strain on the transition of an octagonal qusicrystal to a ?-Mn-type structure // Physical review B 1989, V. 40, № 18, P. 183-186.

(а)

(б)

сдвойникованная; (г) усеченный тетраэдр; (д) сдвоенный усеченный тетраэдр - кристаллический модуль;

структура

Рис.10. Модульные сборки в проекции на плоскость {110}: (а) структуры типа М§Си2; (б)и (в)та же

множественно-

Проекции модульных сборок на рис.ЮаДв соответствуют дифракционным картинам рис.9 а,б,в.

Впервые построены трехмерные модели квазикристаллов на основе разработанных представлений о модульной самоорганизации франк-касперовских структур. Идеи подобной модели были впервые высказаны в [23 , 24]. Разработка сделана для пленок Fe2Tb, имеющих франк-касперовскую структуру как в возбужденном состоянии (после взрывной кристаллизации), так и в равновесном. Затем построения были выполнены для пленок Fe-C с различными числами умножения периодов кристаллической решетки (См.рис.9).Случай, показанный на рис.9а с

23 Wang N., Chen H., Kuo K.H., Two-Dimensional Quasicrystal with Eightfold

Rotational Simmetry // Phys Rev. Lett. 1987, V. 59, P. 1010-1013

24 Janot C., Quasicrystals a primer // Clarendon Press, 1994, 409 p.

утроением периода соответствует структуре Fe2Tb, то есть ФК12+ФК16 (фаза Лавеса). Случаи, показанные на рис.96 и 9в соответствуют той же структуре, но по-разному множественно-сдвойникованной (рис.10 б и 10в). Пустые места заполняются когерентно кристаллическими модулями той же структуры, но расположенными вертикально, то есть плоскостями (111) параллельно плоскостям (110) и параллельно подложке. *

Рис. 11. Трехмерный Фурье-образ и электронограмма -сечение трехмерной фигуры (для расчета использовалось 1645 узлов

На рис. 11 справа приведен рассчитанный трехмерный Фурье-спектр от модульной сборки, показанной на рис.10 а. Слева показана рассчитанная дифракционная картина. Соответствующая экспериментальная электронограмма приведена на рис.9а

Аналогично ориентированы кластеры в пленках ГЭу-Со, описанные в предыдущей главе, а также кластеры в пленках Рг№5 , в которых наблюдались процессы взрывной кристаллизации и сильный изгиб атомной решетки (~70°/мкм).

Рис. 12. Микрофотография и электронограмма нанокристаллической пленки Ре-С с дендритами, инициированными электронным лучом. Фракталы, построенные с помощью модели агрегации,ограниченной диффузией: слева - для процесса взрывного окисления, фрактальная размерность £>= 1,77±0,04, справа - для процесса взрывной кристаллизации, фрактальная размерность В = 1,52±0,04,

Рис. 13. Оптическая фотография взрывного окисления и

кристаллизации пленки Ре-С на воздухе при нагреве до 400 С. Электронограмма ,

полученная со светлых участков,

расшифровывается как Ре304 , от темных участков как Ре-С с франк-касперовской структурой ФК12+ФК16

Предложена кинетическая модель процессов взрывной кристаллизации на основе модификации модели агрегации, ограниченной диффузией [15]. В этой модели движущаяся граница кристаллизации нестабильна и порождает фрактальную структуру.

В пленочном материале, благодаря особому неравновесному (мезофазному) состоянию и градиентам температуры, из плотноупакованных тетраэдрических сборок могут формироваться структуры, подобные ячейкам Рэлея-Бенара [3] и Хеле-Шау [25].

Эти ячейки ориентированы преимущественно как в плоскости пленки, так и перпендикулярно ей. В результате, пленочное магнитное вещество приобретает специфическую структуру, которая, в свою очередь, формирует уникальные магнитные свойства.

25 Bensimon D., Kadanoff L.P., Liang S., Shrainam B., Tang C., Viscous flows in two dimentions. // Rev. Mod. Phys. 1986, V. 58, P. 977-999.

Рис.14а

Электронномикроскопическое

изображение ВК в пленках Dy23- Рис.14 б Эксперимент Hele-С077 после воздействия слабого Shaw иллюстрирующий

электронного пучка в формирование и эволюцию

просвечивающем электронном гидродинамической структуры микроскопе. Сдвоенные точечные [25]. рефлексы свидетельствуют о большом внутреннем изгибе кристаллической решетки. [14]

Проблема движущейся границы рассмотрена в работе [25]. Задача решается с использованием модели агрегации, ограниченной диффузией и уравнения Навье-Стокса:

dV_ dt

+ V-VV \ = ~VP+0Ä + V2V

VF = 0

для несжимаемой жидкости: в приближении Дарси: Vn = —nVP

где Р - гидростатическое давление; V -скорость, Я- единичный вектор, направленный вдоль силы тяжести; V- кинематическая вязкость; йг - температуропроводность; в - разность температур в конвективном режиме и в отсутствие конвекции.

Мы использовали такой подход считая, что во-первых существует локальная жидкая зона между аморфной и кристаллической фазами. Во-вторых эта зона движется рождаясь и уничтожаясь, оставляя за собою кристаллический след. В третьих, существуют по крайней мере два значения вязкости в жидкой зоне, позволяющие реализоваться фрактальным структурам, подобным ячейкам Хеле-Шау[8]. Такие ячейки наблюдались визуально в оптическом и электронном микроскопах в пленках Бу-Со, Рг-М, Ре-С . Результаты расчета согласуются с экспериментом по значениям фрактальной размерности (См.рис.12 -14). Фрактальная размерность «монокристалла», растущего в нанокристаллическую фазу соответствует размерности фрактала Виттена-Сандера.

Обнаружено, что в результате в пленках на фронте кристаллизации формируются структуры с различной морфологией, характерной для кристаллизации из расплава. Реализуются структуры, подобные вязким пальцам - ячейкам Хеле-Шау и конвективным ячейкам Рэлея-Бенара.

На основании визуального наблюдении в электронном микроскопе роста фракталов и сравнения их с компьютерными моделями, предложен механизм процессов автоволнового окисления и взрывной кристаллизации. В отличие от модели агрегации, ограниченной диффузией[26, 27],идея которой заключается в свободной миграции частиц,

26 Полак Л С., Михайлов А.С, Самоорганизация в неравновесных физико-

химических процессах, М.: Наука, 1987

особенностью процессов, рассматриваемых в данной работе, являются локализованные повороты атомных комплексов размером -15-20 ангстрем в межграничной межзеренной мезофазе. Объем мезофазы определяется объемом возбужденных атомов и объемом фазы, имеющей франк-касперовскую структуру.

В работе предлагается единый подход на основе теории релаксации в стеклах и ее последних результатов - супер-аррениусовской релаксации к объяснению причин роста изогнутых и фрактальных кристаллов в свободной от подложки аморфной пленке. Обнаруженная франк-касперовская структура на всех исследованных образцах с изгибными контурами допускает наблюдаемые изменения межатомных расстояний до 8%.

В работе показано, что модели возбужденных атомов и понятие «мезофаза» могут объяснить наблюдаемые в эксперименте эффекты поворота отдельных кластеров частей монокристалла, а также поведение ряда явлений в пленочных материалах, включая структурную самоорганизацию. Используемые в работе модели структурной релаксации отражают разные подходы и непротиворечиво дополняют друг друга.

Различные формы изогнутых кристаллов могут быть объяснены совокупностью дополняющих друг друга теорий:

а) теории сдвиговых трансформационных зон,

б) теорией бифуркации атомной решетки, являющейся разделом теории катастроф [28].

27 Meakin P., Witten Т.А., Growing interface diffusion-limited aggregation., Phys.

Rev.,1983, A. 28, P. 2985-1989.

28 Томпсон Д.М., Неустойчивости и катастрофы в науке и технике, М. Мир, 1985,

289

Глава 5 посвящена установлению корреляции между структурой и физическими свойствами исследуемых пленок, проводится анализ процессов взрывной кристаллизации.

Установлена корреляция структуры и намагниченности насыщения для нанокристаллических пленок Со-Р<1, Ре-С, Со-С на основе сопоставления микроструктуры с 1 измерениями намагниченности насыщения. Показано, что в образцах с наибольшей плотностью изгибных контуров намагниченность насыщения уменьшается в несколько раз по сравнению с исходным рентгеноаморфным состоянием. Изгибные контуры, наблюдавшиеся на электронномикроскопических изображениях пленок СоРс! после взрывной кристаллизации, соответствуют внутреннему изгибу атомных плоскостей до Ю0°/мкм. Предполагается, что уменьшение намагниченности насыщения при взрывной кристаллизации связано с напряжениями и упругомагнитными эффектами, наиболее ярко проявляющимися в пленках Со-Рс1.

На основе обработки электронномикроскопических изображений, полученных от нанокристаллических пленок Со-Рс1 после взрывной кристаллизации экспериментально установлена двойная экспоненциальная зависимость кривизны кристаллической решетки от коэффициента теплопроводности подложки (См.тис.15)

Из полученной зависимости следует, что процесс структурной релаксации не может быть описан теорией Максвелла. Существует по крайней мере два характерных времени релаксации и соответственно, два значения динамической вязкости. На микрофотографии (рис.15) видно, что при взрывной кристаллизации полюсы изгибных контуров (темные области) возникают вдоль окружности. Радиус этой окружности на два порядка больше радиуса внутреннего изгиба кристаллической решетки, определенноого по расстоянию между парой из

У1 =Уо1+А,ехр(Ьх°'01)+А2ехрр2х6)

Со-РО (на различных подложках)

4,6ф СоРЧ (на стекле)

О 60 100 160 гоо Коэффициент теплопроводности [Вт/м К)

СоРс! на СаРг

СоР<1 на МдО

111111)1111

СоР<1 на А1

1 Ц1П

Рис. 15. Зависимость радиуса закручивания атомных плоскостей кристаллов Со-Рс1 от величины коэффициента теплопроводности подложки. Кружки соответствуют экспериментальным данным. На микрофотографии представлено изображение начала взрывной кристаллизации в пленке Со-Рё, выращенной на стекле.

Таким образом, выявлено, что характер процесса формирования структуры при росте нанокристаллической пленки подобен гидродинамическому: чем больше скорость теплоотвода в подложку, тем меньше радиус кривизны изогнутых атомных плоскостей.

В пленках, обладающих большой магнитострикцией, одноосная магнитная анизотропия имеет магнитострикционную природу и может менять величину и знак благодаря градиентам внутренних напряжений. Эти напряжения создаются при формировании диссипативных структур. Существует зависимость между ориентацией вектора намагниченности и средней деформацией межатомных связей, по аналогии со средней деформацией решетки[29].

29 Ношопа! Н., Ьокгеу V., Г^/^пеК^псПоп апс1 magnetoela.st.ic (Игнате т ап^еггоп^пе^ // }■ оГРЬув. Сопс!. Мкиег., V. 14, 2002, р. 3959-3971.

Все вышеперечисленные результаты важны для понимания структуры и физических свойств структурно-неупорядоченных материалов.

Рис.16. -

а Температурные и

концентрационные

зависимости

магнитных

характеристик

пленок Со-Р4

б Зависимость постоянной плотности энергии магнитной анизотропии перпендикулярной плоскости плёнки (К^) от температуры отжига (Та„„) для плёнок Со50Рс150 [19].

Т^Л-С)

Установлена природа ПМА для пленок Со-Р(1 с различными концентрациями кобальта. Показано, что в пленках с большим содержанием палладия (см. рис. 16а) ПМА связана с текстурованностью кластеров кобальта, являющихся структурными единицами фрактальных кластеров, расположенных вдоль нормали к плоскости пленки. Природа ПМА для пленок Со-Рс1 эквиатомного состава (рис. 16 б) связана с внутренним изгибом кристаллов с франк-касперовской структурой для

температуры -320 °С. При температурах - 560 - 600 °С ПМА связана с ориентацией атомно-упорядоченных фаз типа Ы0 и ё.

Установлена корреляция структуры и магнитных свойств для пленок Е)у-Со. Показано, что природа перпендикулярной магнитной анизотропии в аморфных пленках Эу-Со связана с текстурообразованием нанокристаллитов в процессе фрактального роста пленки перпендикулярно плоскости подложки.

Обнаружены особенности полевой зависимости вращательного гистерезиса, Лоренцевой электронной микроскопии (рис. 17) и параметров СВЧ резонансного поглощения, которые обусловлены протеканием спонтанных и индуцированных магнитным полем ориентационных фазовых переходов в нанокластерном двухподрешеточном ферримагнетике.

Модель структурообразования, основанная на концепции возбужденных атомов, хорошо согласуется с теорией, впервые предложенной [29] для объяснения формирования и перестройки доменной структуры компенсированных антиферромагнетиков (АФМ).

В основе теории лежит предположение о магнитоупругом характере доменов и решающей роли возбужденных атомов, находящихся в межкристаллитной области, в процессе формирования угловой фазы. Автором [29]показано, что под действием внешних полей (магнитных, температурных, механических) доменная структура АФМ способна перестраиваться обратимым образом и восстанавливаться после отключения внешних факторов, то есть, ее поведение может считаться термодинамически равновесным, аналогично поведению доменной структуры в ферромагнетиках и сегнетоэлектриках.

29 Нотогш Н., ЬоЙеу V., Ма£пе1:оз1псПоп апс! п^пеЮе^йс ёотатв т апиГеггогг^г^ //1 РЬуэ. Согк1. Ма1ег., V. 14, 2002, р 3959-3971.

Рис. 17 Магнитный контраст пленки

Оу18С082 ат.%

намагниченной перпендикулярно ее плоскости. Схема

ориентации областей с параллельной страйп-структурой в поле Н)) при температуре Т}, близкой к комнатной, то же в поле Нх при температуре Т2>Т/

О'50 'с'

(б)

(а)

4 Е.эВ

Рис. 18 (а) - Схема потенциальной кривой энергии связи нанокластерной системы: область с глубокой и узкой потенциальной ямой (слева), соответствует жесткой структуре ядра кластера, широкий регион (справа), с высокой энергией и высокой плотностью состояний, соответствет жидкоподобному состоянию разрыхленной поверхности кластера [3|]. (б) - Спектры оптической проводимости нанокристаллической пленки Со-Рс1 1- исходное состояние, 2-отжиг при 250°С, 3- отжиг при 560°С [19].

Обнаружены эффекты, связанные с электронной неустойчивостью исследуемых сплавов Со-Рс1 и Ре-ТЬ. Сопоставление оптических свойств сплава СоРс! со структурой энергетического спектра выполнено на основе формулы, приведенной в работе [30], по которой дисперсия проводимости о(со) в области межзонных переходов определяется энергетической зависимостью плотности состояний А'(Е) и вероятности межзонного перехода IV(Е):

31 Berry R.S., Jellinek J., Natanson G. Melting of clusters and melting // Phys. Rev. A,

1984, V. 30, N.2, P 919-931 30 Болотин Г.А., Носков M.M., Сасовская И.И., Межзонное оптическое поглощение в ферромагнитном кобальте. Связь с плотностью состояний. // ФММ 1973, Т. 35, № 4, С. 699-705.

Из рис. 18 видно, что спектры оптической проводимости исходного (рентгеноаморфного) состояния нанокристаллических пленок СоРс! подобны спектрам, рассчитанным для жидкофазного состояния. Широкий регион высокоэнергетических состояний справа на рис.18 б, кривая 1, связан с межкристаллитной «мезофазной» областью, состоящей из возбужденных атомов.

Применение полученных результатов исследования структурообразования в неравновесных пленочных материалах возможно для выяснения природы ударной вязкости выкомарганцовистой стали содержащей 1,1 ат.% С и 13ат.% Мп или стали Гадфильда (110Г13Л).

В работе показано, что в стали Гадфильда, основной характеристикой которой является высокая ударная вязкость, обнаружена Франк-Касперовская структура типа ФК12+ФК-14. Такая структура, сосредоточенная в межграничной мезеренной прослойке обеспечивает уникальные физические свойства стали 110Г13Л.

На рис. 19 приведены дифрактрограммы образца стали Гадфильда с ударной вязкостью 325 мПа с: (вверху) от большинства участков гладкой поверхности образца, (внизу) от межзеренных областей.

С помощью микрозонда выявлено равномерное распределение марганца по поверхности образца.

На рис. 20 приведена микрофотография вязкого излома. Установлена зависимость: чем больше ударная вязкость, тем меньше минимальные радиусы ячеек вязкого излома.

1008060 ! 4020-

0-1— 30

г.и

{ | 1.826 \ 1910 Д

1.280 Л

140-1 120 100 80 60 40Н

2,52

2.06 I

214

гм

204 2,67' 2,40.

гг

1,788

1.270

* ЧлИг-'

~70~

__т— 80

Рис. 19. Дифрактограммы стали Гадфильда - вверху от участков с аустенитной структурой, внизу - от межзеренной области с франк-касперовской структурой типа ФК12+ФК14

Рис. 20 Растровая микрофотография ударного излома стали Гадфильда. Виден типичный вязкий излом без граней и трещин.

Основные результаты работы.

В результате проведенной работы осуществлены экспериментальные исследования ряда аспектов проблемы

структурообразовния в аморфных и нанокристаллических пленочных материалах, востребованных современной практикой. Основные научные результаты, представленные в диссертации, сводятся к следующему: 1. С помощью моделирования методом Монте-Карло на основе прецизионных методов электронной дифракциии определена структура ближнего и среднего порядка в рентгеноаморфных пленках сплава Бу-Со с перпендикулярной магнитной анизотропией.

Установлена текстурованность структуры, обусловленная расположением нанокристаллитов типа СаСи5 вдоль преимущественных осей роста [100] и [011].

Впервые сформулирована идея о модульной самоорганизации в неупорядоченных пленочных материалах, обладающих перпендикулярной магнитной анизотропией.

2. Исследована атомная структура неравновесных фаз, возникающих после взрывной кристаллизации в нанокристаллических пленках Эу-Со, Ре-ТЬ, Рг-№, Ре-С, Со-С, Со-Рс1. Структура пленок всех" перечисленных составов идентифицирована как франк-касперовская тетраэдрически плотноупакованная, типа РК16+РК12 (фаза Лавеса).

3. С целью уточнения идентификации структуры нанокристаллических пленок построены двумерные и трехмерные модели квазикристаллов на основе разработанных представлений о модульной самоорганизации франк-касперовских структур. Фурье-образы с выбранными ориентациями соответствуют экспериментальным картинам дифракции электронов

4. Обнаружено разнообразие морфологии диссипативных структур, образованных в процессе взрывной кристаллизации нанокристаллических пленок Оу-Со, Ре-ТЬ, Рг-№, Ре-С, Со-С, Со-Рс1. Предлагается единый подход на основе теории релаксации в металлических стеклах и теории бифуркации атомной решетки к объяснению причин роста изогнутых кристаллов в свободной от подложки нанокристаллической пленке.

5. Установлена корреляция структуры и намагниченности насыщения для нанокристаллических пленок Со-Рё, Ре-С, Со-С. Обнаруженная франк-касперовская структура на всех исследованных образцах допускает изменения межатомных расстояний до 8%. Уменьшение намагниченности насыщения при взрывной кристаллизации связано с внутренними напряжениями, обусловленными особенностями атомной структуры пленок.

6. Установлена природа перпендикулярной магнитной анизотропии (ГГМА) для пленок Co-Pd с различными концентрациями кобальта

а) Показано, что в пленках с большим содержанием кобальта ПМА связана с текстурованностью кластеров кобальта, расположенных вдоль нормали к плоскости пленки. б)

Природа ПМА для пленок Co-Pd эквиатомного состава, при температурах отжига 260 - 320° С связана с сильным внутренним изгибом кристаллической решетки. При температурах отжига 560 -600 °С появление ПМА связано с ориентацией атомно-упорядоченных фаз типа L10 и s'.

7. Обнаружены особенности полевой зависимости вращательного гистерезиса и параметров СВЧ резонансного поглощения в пленках Dy-Co. Эти особенности обусловлены протеканием спонтанных и индуцированных магнитным полем орйентационных фазовых переходов в нанокластерном двухподрешеточном ферримагнетике Dy-Co.

8. Полученные результаты исследования структурообразования в неравновесных пленочных материалах нашли применение для выяснения природы ударной вязкости выкомарганцовистой стали , содержащей 1,1 ат.%С и 13 ат.% Мп (110Г13Л).

Основные публикации по теме диссертации.

1. Мушаилов Э.С., Квеглис Л. И.. Способ получения монокристаллических слоев // A.C. № 524564.

2. Квеглис Л. И.. Зуев В.М., Долгарев А.П., Способ получения носителя для ТМЗ // A.C. № 576598.

3. Квеглис Л.И., Зуев В.М., Долгарев А.П., Способ получения магнитных пленок // A.C. № 660426.

4. Середкин В.А., Квеглис Л.К, Пынько В.Г., Состав термомагнитного носителя записи // A.C. № 2458327

5. Квеглис Jl.И.. Пынько В.Г., Корчмарь B.C., Эпитаксильный рост пленок Ti, Mn, Cr, V на подложках LiF и MgO // ФТТ, 1971, Т. 13, № 11, С. 3343.

6. Квеглис-Ветиинина Л.И., Пынько В.Г., Осипова Р.Е., Применение многолучевой динамической теории дифракционнного контраста к выяснению природы дефектов в эпитаксиальных пленках Co-Pd // Кристаллография, 1978, Т. 23, № 5, С. 1006-1011.

7. Квеглис-Вершинина Л.И., Пынько В.Г. Природа перпендикулярной анизотропии в кристаллических и аморфных пленках // ФММ, 1982, Т. 53, № 3, С. 476-480.

8. Артемьев Е.М., Комалов А.С., Квегл ис-Вершинина Л. И.. Структурные превращения в пленках CoPd // ФММ, 1982, Т. 54, № 9, С 1028-1030.

9. Петров В.А., Суховаров В.Ф., Квеглис-Вершинина Л.И... Магнитные свойства сплава 40 ХНЮ-ВИ.// ФММ, 1983, Т. 56, № 1, С. 47-52.

10. Квеглис-Вершинина Л.К, Фролов Г.И. Жигалов B.C. Магнитные и полупроводниковые свойства пленок Fe-N // ФТТ, 1984, Т. 26, N° 6, С 1887-1889.

11. Артемьев Е.М., Квеглис-Вершинина ЛИ., Матысина З.А., Фазовые превращения в кобальт-паладиевых сплавах. // Укр. физич. журнал, 1984, Т. 29, №3, С. 447-453.

12. Квеглис-Ветиинина Л.К, Петров В.А., Попова Т.Г., Аморфизация в процессе фазовых превращений в пленках CoPd. // ФММ. 1984, Т. 58, № 5, С. 980-985.

13. Хрусталев Б.П., Квеглис-Вершинина ЛИ.. Балаев АД., Поздняков В.Г. Обменное взаимодействие в ферромагнитных пленках с кластерной структурой// ФТТ, 1985, Т. 27, № 2, С. 3222-3229.

14. Khrustalev В.Р., Balaev A.D., Pozdnyakov V.G., Kveslis-Vershinina L.I., The spin-vave rezonance spectrum and the structure of FeSiO alloys.// Solid State Comm. 1985, V. 55, № 8, P 657-662.

15. Фиш Г.И., Квеглис-Вершинина Л.И.. Склюев С.З, Фролов Г.И, Хрусталев Б.П. Особенности ориентационных фазовых переходов аморфных пленках DyCo // ФТТ 1988, Т. 30, №. 4, С 1224-1226.

16. Квеглис-Вершинина Л.И. Захаров Н.Д, Склюев С.З., Фролов Г,И., Яковчук В.Ю., Процессы кристаллизации и магнитные превращения в аморфных пленках Dy-Co .// ФММ, 1988, Т.66, № 2, С 278-282.

17. Артемьев Е.М., Квеглис-Вершинина Л.И.. Мягков В.Г., Фролов Г.И., Склюев С.З., Яковчук В.Ю., Лоренцева электронная микроскопия аморфных пленок Dy-Co с перпендикулярной магнитной анизотропией // ФММ, 1990, № 2, С 77-84.

18. Kveslis-Vershinina L.I.. Frolov G.I., Zhigalov V.S., The structure of amorphous Dy-Co films with magnetic anisotropy // Phys. Stat. Sol. (a), 1990, V. 121, K. 145-148

19. Квеглис Л. И, Староверова И.В., Жигалов B.C., Перпендикулярная магнитная анизотропия в пленках CoPd.H ФТТ, 1991, Т., № 5, С. 1409-1415

20. Авилов A.C., Квеглис Л.И., Орехов C.B., Попова И.А. // Известия АН СССР (сер. физ.),1991, Т. 55, С. 1609- 1613.

21. Квеглис ЛИ, Жигалов B.C., Журавлев A.B., Фролов Г.И. Перпендикулярная анизотропия в пленках DyCo // ФММ, 1991, № 4, С. 62-72.

22. Мягков В.Г., Квеглис ЛИ., Фролов Г.И., Фрактальная картина роста при взрывной кристаллизации аморфных пленок Dy-Co, Pr-Ni. // Поверхность, 1992, №9, С. 131-133.

23. Квеглис Л. И, Мягков В.Г., Взрывная кристаллизация в аморфныхпленкахРе//Поверхность,1992,№9,С131-135.

24. Mjagkov V. G., Kveglis L.I., Frolov G. I.,Autovave oxidation of Dy-Co amorphous films//J.ofMater.Sci.Lett.,1994,V.13,P. 1284.

25. Мягков В.Г., Квеглис Л. К, Фролов Г.И., Жигалов В.С, Морфологические нестабильности при ВК аморфных пленок Fe // Поверхность, 1994, № 1, С. 105-109.

26. Квеглис Л.И. Фролов Г.И., Баюков O.A., Жигалов В.С, Мягков В.Г., Электронно-микроскопические и мессбауровские исследования сверхрешеток в пленках железа // Письма в ЖЭТФ, 1995, Т. 61 № 1, С.61-64.

27. Мягков В.Г., Квеглис Л.И, Фролов Г.И., Жигалов В.С, Дендритная кристаллизация рентгеноаморфных пленок железа // Изв.РАН, сер.физ., 1995 Т. 59, № 2, С.152-157.

28. Квеглис Л. И. Фролов Г.И., Жигалов B.C., Мягков В.Г., "Автоволновое окисление в аморфных пленках Dy-Co // Поверхность, 1995, № 1, С.45-49.

29. Квеглис Л.И., Фролов Г.И., Жигалов B.C., Толщинная зависимость магнитных и магнитооптических свойств аморфных пленок Dy-Co // Поверхность, 1995, № 4, С. 74-78.

30. Квеглис Л.И., Мягков В.Г., Безрукова Г.Я., Морфологические нестабильности и фрактальный рост при окислении пленок Dy-Co // Поверхность, 1995, № 6, С. 46-50.

31. Квеглис Л.И, Жарков С.М., Лисица Ю.В., Ренская К.В., Жигалов B.C., Фролов Г.И., Кластерная структура и сверхрешетки в пленках Fe и Со II Письма в ЖЭТФ, 1997, Т. 65, № 12, С. 872-875

32. Квеглис Л.И., Басько А.Л., Моделирование процессов автоволнового окисления и взрывной кристаллизации аморфных пленок железа // Поверхность 1997, № 2, С. 32-39.

33. Квеглис Л.К, Лисица Ю.В., Жарков С.М., Басько А.Л., Мытниченко C.B., Жигалов B.C., Фролов Г.И., Масштабная

инвариантность структуры при взрывной кристаллизации аморфных пленок Со // Поверхность, 1998, № 7, С. 112-117.

34. Фролов Г.И., Жигалов B.C., Квеглис ЛИ., Нанокристаллические пленки кобальта, полученные в условиях сверхбыстрой конденсации // ФТТ, 1998, Т. 40, №.11, С. 2074-2079.

35. Квеглис Л.И., Фролов Г.И., Жигалов B.C., Жарков С.М., Баюков О.А., Вершинин Ю.В., Басько А.Л., Структура и магнитные свойства нанокристаллических пленок железа // ФММ, 1999, Т. 88, № 2, С. 85 89.

36. Квеглис ЛИ, Жарков С.М., Староверова И.В., Басько А.Л., Формирование дендритной структуры при взрывной кристаллизации в нанокристаллических пленках Со, Со Pd. // Поверхность, 2001, № 3, С. 25 27.

37. Квеглис Л.К, Гуляев В.К., Жарков С.М., Квазикристаллические структуры в пленках Fe // Поверхность, 2002, № 9, С. 105-108.

38. Квеглис ЛИ, Жарков С.М. Староверова И.В., Структурная самоорганизация и формирование ПМА в нанокристаллических плёнках Co50Pd50 // Физика Твердого Тела, 2001, Т. 43, №. 8, С. 1482-1486.

39. Бондаренко Г.В., Квеглис Л. И., Рентгеноспектральные и электронномикроскопические исследования магнитных пленок Со-Р // Поверхность 2002, № 11, С. 18-20.

40. Квеглис Л. И.. Жарков С.М., Попёл Е.П., Формирование тетраэдрически плотноупакованных структур в нанокристаллических пленках Fe Tb и Со Pd. // Физика Твердого Тела, 2002, Т. 44, № 6, С. 1070-1074.

41. Жарков С.М., Квеглис Л. К, Взрывная кристаллизация нанокристаллических плёнок железо углерод, инициированная электронным пучком // Доклады Академии Наук, .2002, № 5, С. 617.

42. Квеглис Л.И, Попел Е.П., Жарков С.М. Диссипативные структуры в нанокристаллических пленках Со Pd // Поверхность, 2003, № 10, С. 56 62.

43. Жарков С.М., Квеглис Л.К. Кристаллизация нанокристаллических плёнок железо-углерод, инициированная электронным пучком // Физика Твердого Тела, 2004, Т. 46, № 5, С. 938-944

44. Квеглис Л.И, Кузовников А.В., Тимофеев И.В., Вершинин И.В. "Ячейки Рэлея-Бенара и изгибные контуры, возникающие при взрывной кристаллизации нанокристаллических пленок на основе Зd-мeтaллoв // Поверхность, 2004, № 10, С. 58-62.

45. Kveglis LI. Zharkov S.M., Dissipative structures in nanocrystalline magnetic films // The XXI international conference on Relaxation phenomena in solids (RPS-21), 2004, Abstracts, P. 345

46. Kveslis L /., Zharkov S.M., The self-organisation of tetrahedrally close-packed structures in magnetic nanocrystalline Tb-Fe and Co-Pd films, // Euro-Asian symposium Trends in magnetism, Krasnoyarsk, Russia, 2004 Abstracts P. 47.

47. Kvezlis L.I., Kuzovnikov A.V., Dissipative structures in nanocrystalline films 8-я международная конференция ФИЗИКА ТВЕРДОГО ТЕЛА 23 - 26 августа 2004, Алматы, Казахстан Тезисы ISBN 9965-675-16-3 Институт ядерной физики НЯЦ РК, 2004, Р. 116-118

48. Алонцева Д.Л., Квеглис Л. И., Русакова А.В., Гребнева B.C., Бектасова Г.С., Софронов П.В. Влияние структурно-фазовых изменений на механические свойства стали Гадфильда. Тезисы докладов Международной школы-семинара, посвященной Году науки и культуры России в Казахстане. Г. Усть-Каменогорск 2004, с.9.

Подписано в печать 11.07.05 Формат 60x84/16 Гарнитура Times Усл. п.л. 3 Тираж 100 экз. Заказ № ¿9

Отпечатано в типографии Института физики СО РАН

>14204

РНБ Русский фонд

2006-4 9624

Содержание диссертации автор исследовательской работы: доктора физико-математических наук, Квеглис, Людмила Иосифовна

Введение.

Глава 1. Возможность появления диссипативных структур в аморфных и нанокристаллических пленках.

1.1 Некоторые сведения о проблемах самоорганизации

1.1.1 Введение.

1.1.2 Синергетика.

1.1.3. S - теорема Климонтовича.

1.1.4 Производство энтропии.

1.1.5 Принцип максимальности производства энтропии.

1.1.6 Устойчивость.

1.2 Аморфное и нанокристаллическое состояния, структура и свойства аморфных и нанокристаллических материалов

1.2.1 Введение.

1.2.2 Франк-Касперовские структуры.

1.2.3 Плавление и квазиплавление нанокристаллических частиц и пленок.

1.2.4 Проблемы очень вязких жидкостей .'.

1.2.5. Элементы теории сдвиговой трансформационной зоны (СТЗ).

1.2.6. Проблема Саффмана-Тейлора.

1.2.7. Модели агрегации, ограниченной диффузией (DLA).

1.2.8 Взрывная кристаллизация.

1.2.9. Создание новых материалов.

Основные задачи исследований.

Глава 2. Методы получения и исследования пленочных материалов

2.1 Методы получения пленочных материалов.

2.2 Исследование структуры пленок

2.2.1. Растровая электронная микроскопия.

2.2.2. Магнитный контраст.

2.2.3.Особенности электронно-дифрактометрического измерения интенсивности в электронограммах.

2.2.4. Метод Монте-Карло и его применение к моделированию структуры аморфных веществ.

2.2.5. Метод просвечивающей электронной микроскопии.

2.3. Моделирование структуры аморфных и нанокристаллических пленок

2.3.1. Различные типы спектров Фурье.

2.3.2. Теорема Винера — Хинчина.

2.3.3. Спектр мощности.

2.3.4. Элементы теории Рюэля-Такенса-Ньюхауса (РТН).

2.3.5. Субгармоническая неустойчивость и окна периодичности.

2.4. Исследование физических свойств пленок

2.4.1. Исследование магнитных свойств.

2.4.2. Оценка величины внутренних напряжений.

Глава 3. Исследования структуры и структурных превращений в аморфных и нанокристаллических пленках

3.1 Ближний порядок в нанокристаллических пленках сплавов переходных металлов

3.2 Франк-Касперовские структуры в пленках БегТЬ и CoPd.

3.3 Модульный дизайн трехмерных кластеров.

3.4 Атомное упорядочение в пленках сплава Co-Pd.

3.5 Наблюдение жидкой зоны в процессе ВК в пленках Co-Pd.

3.6 Эксперименты по взрывной кристаллизации в пленках Fe-C.

3.7 Эксперименты по взрывной кристаллизации в пленках Со-С.

Глава 4. Моделирование процессов взрывной кристаллизации и формирующихся атомных структур

4.1 Двумерные структуры.

4.2 Моделирование трехмерной квазикристаллической структуры.

4.3 Границы аморфного и кристаллического состояний.

4.4 Моделирование процессов автоволнового окисления и взрывной кристаллизации нанокристаллических пленок Fe-C. Модификация модели DLA. 4.5 Расчет энергии, запасенной в пленке с помощью модели активных столкновений Стромберга.

4.6 Взрывная кристаллизация в нанокристаллических пленках PrNis.

4.7 Возможные применения теории катастроф. Бифуркационная неустойчивость атомной решетки.

4.8 Различные формы изогнутых кристаллов.

Глава 5. Корреляция структуры нанокристаллических пленок с их физическими свойствами

5.1 Изменение намагниченности насыщения в пленках CoPd, СоС, FeC при взрывной кристаллизации.

5.2. Эффекты изгиба кристаллической решетки в пленочных образцах

5.2.1. Формирование субструктур с различной кривизной решетки.

5.2.2 Зависимости радиуса кривизны атомных плоскостей пленки CoPd от величины коэффициента теплопроводности подложки.

5.3 Перпендикулярная анизотропия в пленках Co-Pd, Dy-Co

5.3.1. Зависимость константы ПМА пленок CosoPdso от температуры отжига. Природа

ПМА в пленках Coi5Pd85.

5.3.2 Перпендикулярная анизотропия в пленках Dy-Co.

5.4 Особенности спектров ФМР и их корреляция со структурой в пленках Dy-Co Fe-SiO

5.4.1 Особенности ориентационных фазовых переходов в аморфных пленках Dy-Co.204 5.4.2. Обменное взаимодействие в ферромагнитных пленках с кластерной структурой

5.5 Неустойчивость электронной подсистемы в пленках Co-Pd ,Fe-Tb.

5.6 Применение полученных результатов к проблемам стали Гадфильда

5.6.1 Сталь Гадфильда.

5.6.2 Кристаллическая структура p-марганца.

5.6.3 Методы, результаты и их обсуждение.

Основные результаты работы.

Введение диссертация по физике, на тему "Структурообразование в аморфных и нанокристаллических пленках сплавов на основе переходных металлов"

Исследуются нанокристаллические пленки, Co-Pd, Co-Dy, Со-С, Fe-C, Fe-Tb и др., полученные в неравновесных условиях и обладающие уникальными физическими свойствами. Во -первых, это большая магнитная анизотропия в атомно-неупорядоченном

6 3 состоянии, достигающая 10 эрг/см в направлении, перпендикулярном плоскости пленки. Природа перпендикулярной анизотропии является предметом широких дискуссий.

Одним из направлений, использующих уникальные магнитные и магнитооптические свойства нанокристаллических материалов для практических применений, является создание материалов - носителей для магнитной, термомагнитной записи информации.

Малые размеры нанокристаллических частиц обеспечивают однородность структуры, следовательно большие значения отношения сигнал/шум при считывании информации.

Одним из основных параметров для материалов - носителей памяти является плотность информации. Магнитные материалы, обладающие магнитной анизотропией перпендикулярной плоскости - это материалы будущего. На материалах с перпендикулярной магнитной анизотропией (ПМА) возможно достижение плотности

12 2 записи информации до 10 бит/см , что в принципе невозможно обеспечить в случае использования материалов с анизотропией в плоскости пленки.

Релаксация неравновесного состояния к равновесному вызывает возникновение упорядоченных структур, называемых в нелинейной динамике "диссипативными структурами". Например: в жидкости при непрерывном подводе энергии возникает конвективная неустойчивость, и образуются ячейки Бенара., вихри Тейлора.

Вдали от равновесного состояния вещество характеризуется тем, что незначительные изменения параметров системы могут привести к кардинальному изменению физических свойств. В нанокристаллическом материале количество и структура дефектов качественно иные чем в моно- и даже поликристаллических материалах, поэтому нанокристаллическое состояние не может рассматриваться просто как монокристаллическое с большим количеством дефектов, атомная структура наночастиц далеко не всегда может быть описана в рамках классической кристаллографии. Поэтому, для описания атомной структуры нанокристаллического состояния требуются нетрадиционные подходы.

Так как формирование нанокристаллических пленок проходит в неравновесных условиях, то возникает множество дефектов (внедрения примесных атомов, дисклинации, диспирации). В результате в пленке формируются большие внутренние напряжения и создаются условия для магнитострикционных эффектов, приводящих к существенному изменению интегральной намагниченности насыщения и электросопротивления в таких образцах.

Известно, что сплавы редкая земля - переходной металл (РЗМ-ПМ) являются одними из наиболее магнитострикционных материалов в природе. Однако, о роли анизотропии магнитострикции в формировании ПМА в нанокристаллических пленках РЗМ-ПМ сведения явно недостаточные. Это связано с трудностью оценить величину магнитострикции, а также вклад магнитострикции в формировании ПМА на основе экспериментальных данных. Существует два основных механизма формирования напряжений в пленке: 1) наведённые подложкой или мультислойной структурой; 2) внутренние напряжения, обусловленные особенностями атомной структуры самой пленки. Известно, что материалы, описываемые Франк-Касперовскими многогранниками, имеют склонность к сжатию элементарной ячейки до 30 %. По-видимому, следует предполагать наличие больших внутренних напряжений в пленочных материалах с подобными структурами.

Цель диссертационной работы

Исследование процессов структурообразования в атомно-неупорядоченных пленочных материалах: Co-Pd, Co-Dy, Со-С, Fe-C, Fe-Tb, Fe-SiO и др., и установление корреляции с магнитами свойствами таких материалов.

Научная новизна

1. Прецизионными методами электронной дифракции определены параметры топологического и композиционного ближнего атомного порядка в нанокристаллических пленках Dy-Co с различными значениями константы перпендикулярной магнитной анизотропии. С помощью моделирования методом Монте-Карло на основе данных функции радиального распределения атомной плотности впервые установлена структура ближнего и среднего атомного порядка в нанокристаллических пленках Dy-Co. Она соответствует тетраэдрически плотноупакованной структуре типа CaCus. Установлена корреляция между ориентировкой кластеров относительно подложки и величиной перпендикулярной магнитной анизотропии.

2. Обнаружена тетраэдрически плотноупакованная франк-касперовская структура, характерная для равновесного состояния сплавов Fe-Tb, Pr-Ni и впервые наблюдавшаяся в пленках Co-Pd, Со- С, Fe-C в результате процесса взрывной кристаллизации.

3. Получены двумерные и трехмерные модели квазикристаллических структур для нанокристаллических пленок Fe-C на основе аналитических расчетов (для двумерного случая) и представлений о модульной самоорганизации и франк-касперовских структурах (для трехмерного случая).

Обнаружено большое разнообразие морфологии диссипативных микроструктур, возникающих в нанокристаллических пленках в результате прохождения взрывной кристаллизации на границе превращения беспорядок-порядок. Впервые наблюдалась жидкая зона на фронте взрывной кристаллизации в нанокристаллических пленках CoPd. Образовавшиеся атомно-упорядоченные области совпадают по фрактальной размерности и ротационным эффектам с конвективными и ячеистыми структурами, подобными гидродинамическим.

Установлена корреляция структуры и магнитных свойств нанокристаллических пленок Co-Pd, Dy-Co, Со-С, Fe-C, Fe-SiO в процессе структурной релаксации. Предложена модель перпендикулярной анизотропии в нанокристаллических пленках, основным источником которой является самоорганизация высокоанизотропных нанокластеров с тетраэдрической плотной упаковкой.

Защищаемые положения

Структура топологического и композиционного ближнего й среднего порядка в нанокристаллических пленках Dy-Co, изученная прецизионными методами электронографии и методом моделирования Монте-Карло.

Тетраэдрически плотноупакованная франк-касперовская структура ФК12+ФК16 (фаза Лавеса), формирующаяся в нанокристаллических пленках Co-Pd, Fe-C, Со-С в процессе их структурной релаксации. Двумерные и трехмерные модели среднего и дальнего порядка, построенные на основе идеи о самоорганизации кристаллических модулей.

Физическая природа ротационных эффектов и внутреннего изгиба (~70° и выше), обнаруженных в кристаллах с франк-касперовской структурой ФК12+ФК16 в процессе их ускоренного роста в нанокристаллических пленках Co-Pd, Fe-Tb, Со-С, Fe-C и Pr-Ni.

Механизмы и кинетика формирования многообразных диссипативных структур в исследованных пленках.

Корреляция структуры нанокристаллических пленок Co-Pd, Со-С, Fe-C, Dy-Co с их магнитными свойствами в процессе спонтанного перехода от беспорядочного расположения нанокристаллитов к их регулярному расположению.

Структурные модели перпендикулярной магнитной анизотропии в нанокристаллических пленках Co-Pd, Dy-Co.

Достоверность полученных результатов обеспечивается

- согласованностью модельных расчетов с экспериментальными данными;

- подтверждением основных выводов работы более поздними публикациями других авторов;

- хорошими экстраполяционными свойствами полученных моделей. Практическая значимость.

Полученные результаты по структурной релаксации аморфных и нанокристаллических пленок сплавов на основе Bd-металлов необходимы для разработки и получения таких пленок в электронной технике.

Впервые получен материал для носителя термомагнитной записи на пленках Co-Pd с перпендикулярной магнитной анизотропией.

Создана программа, которая рассчитывает интенсивность и фазу волновой функции рассеянного на структуре электрона. Возможно представление электронограммы в обратном пространстве (трехмерное Фурье-преобразование), в проекции на направление, определяемое индексами Миллера (срез трехмерной картины, двумерное Фурье-преобразование), а также построение рентгенограммы на сфере Эвальда. Программа разработана в математическом пакете MatLab, алгоритмы которого основаны на операциях с матрицами. Создана оригинальная процедура многомерного Фурье-преобразования. Программа может быть использована для расчета электронограмм двойникованных структур и квазикристаллов. Для расчета требуется файл с координатами рассеивающих узлов (атомов) структуры. Такой файл создан с помощью программы для модульного дизайна.

Существует договор с ОАО "ВОСТОКМАШЗАВОД". В рамках настоящего договора Институт физики им. JI.B. Киренского СО РАН (ИФ СО РАН) проводит структурные исследования и анализ структурных данных и физических свойств стали 110Г13Л-стали Гадфильда. Ответственный исполнитель договора - Квеглис Л.И. Известно, что в тонкопленочном (толщина - 10-100 нм) состоянии реализуются фазы, обладающие крайней степенью неравновесности, и, соответственно, особыми физическими свойствами. Методы электронной микроскопии и дифракции электронов, применяемые в ИФ СО РАН, позволяют проводить локальные исследования, что дает уникальную информацию об атомной структуре. Однако, в массивном состоянии зачастую невозможно реализовать такие неравновесные структуры в монофазном виде, поэтому расшифровка атомной структуры оказывается сильно затруднена. В ИФ СО РАН накоплен большой опыт по получению тонкопленочных материалов, и исследованию их структуры и физических свойств. Этот опыт облегчит расшифровку атомной структуры при исследовании материалов в массивном состоянии. На основе представлений о межграничной межзеренной мезофазе, имеющей Франк-Касперовскую структуру, предложен механизм высокой ударной вязкости в стали Гадфильда. Межзеренная межграничная мезофаза аппроксимируется по свойствам к нанокристаллическим пленочным материалам со структурой, не имеющей аналогов в равновесном состоянии. Структурообразование проходит по принципу максимума производства энтропии, то есть взрывом. Взрывная кристаллизация идет так, как бы это происходило в жидкой фазе. Морфологическое разнообразие возникающих структур чрезвычайно велико: они подобны конвективным ячейкам Рэлея-Бенара, вязким пальцам Хеле-Шау, дендритам, фракталам Витена-Сандера, спиральным и омбилическим формам. Кристаллы вырастают квазипериодические с мотивами Франк-Касперовских многогранников. Эти результаты нашли применение при повышении ударной вязкости стали Гадфильда. Исследуется связь ротационных эффектов, обнаруженных в пленках и деформированных сталях, с квазипериодичностью структуры.

Публикации и апробация работы

Результаты докладывались на 20 Международных конференциях, в том числе на конференциях по электронной микроскопии (Торонто 1978), по физике магнитных явлений (США 1985),(Париж, Торонто 1988), (Познань 2002), (Красноярск 2004), по физике переходных металлов (Киев 1988), на конгрессе по кристаллографии (Москва 1989, Прага 1990), конгресс по рентгеновской и электронной оптике (Краков 1989),симпозиум по магнитооптике (Харьков 1991), Нанотехнология 2 (Москва 1993), по редкоземельным металлам (Красноярск 1995), Симметрия в естествознании (Красноярск 1998), материалы микроэлектроники (Москва 2000), (Иркутск 2003),9-Семинар по нанокристаллическим материалам (Екатеринбург 2002), Гомеостаз и экстремальные состояния (Красноярск 2003), Релаксационные процессы в твердых телах( Воронеяс 2004) а также на 28 Всесоюзных, Всероссийских и региональных конференциях, в том числе по электронной микроскопии (Ташкент 1975, Звенигород 1982, 1984, Суздаль 1990, Черноголовка 2004), растровой электронной микроскопии (Черноголовка 1994, 2002), физике магнитных явлений (Красноярск 1971, Харьков 1979, 1985 Донецк, Калинин 1988)),физике магнитных пленок (1978,1984 Саранск,1981 Иркутск, 1990 Новгород), Новые магнитные материалы микроэлектроники (Ташкент 1988, Астрахань 1989, 1992, Москва 2002), аморфному магнетизму (Красноярск 1978, Москва 1980, Владивосток 1986), по функциональной магнитоэлектронике (Красноярск 1990), по упорядочению атомов (Томск 1972, Свердловск 1983), Моделирование неравновесных систем (Красноярск 1999), Физика конденсированного состояния (Усть-Каменогорск 2004), Физика твердого тела (2004 Алма-Аты). Материалы диссертации отраженны в 137 публикациях с участием автора, 89 из которых опубликованы в ведущих международных рецензируемых журналах.

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения и списка литературы. В ней содержится 282 страниц машинописного текста, 108 рисунков, 16 таблиц и 305 ссылки на литературные источники. Нумерация формул, таблиц и рисунков ведется по главам и пунктам.

Заключение диссертации по теме "Физика конденсированного состояния"

Основные результаты работы.

В результате проведенной работы осуществлены экспериментальные исследования ряда аспектов проблемы структурообразовния в аморфных и нанокристаллических пленочных материалах, востребованных современной практикой. Основные научные результаты, представленные в диссертации, сводятся к следующему:

1. С помощью моделирования методом Монте-Карло на основе прецизионных методов электронной дифракциии определена структура ближнего и среднего порядка в рентгеноаморфных пленках сплава Dy-Co с перпендикулярной магнитной анизотропией.

- Установлена текстурованность структуры, обусловленная расположением нанокристаллитов типа СаСиз вдоль преимущественных осей роста [100] и [011].

- Впервые сформулирована идея о модульной самоорганизации в неупорядоченных пленочных материалах, обладающих перпендикулярной магнитной анизотропией.

2. Исследована атомная структура неравновесных фаз, возникающих после взрывной кристаллизации в нанокристаллических пленках Dy-Co, Fe-Tb, Pr-Ni, Fe-C, Со-С, Co-Pd. Структура пленок всех перечисленных составов идентифицирована как франк-касперовская тетраэдрически плотноупакованная, типа FK16+FIC12 (фаза Лавеса).

4. Обнаружено разнообразие морфологии диссипативных структур, образованных в процессе взрывной кристаллизации нанокристаллических пленок Dy-Co, Fe-Tb, Pr-Ni, Fe-C, Co-C, Co-Pd. Предлагается единый подход на основе теории релаксации в металлических стеклах и теории бифуркации атомной решетки к объяснению причин роста изогнутых кристаллов в свободной от подложки нанокристаллической пленке.

5. Установлена корреляция структуры и намагниченности насыщения для нанокристаллических пленок Co-Pd, Fe-C, Со-С. Обнаруженная франк-касперовская структура на всех исследованных образцах допускает изменения межатомных расстояний до 8%. Уменьшение намагниченности насыщения при взрывной кристаллизации связано с внутренними напряжениями, обусловленными особенностями атомной структуры пленок.

Установлена природа перпендикулярной магнитной анизотропии (ПМА) для пленок Co-Pd с различными концентрациями кобальта, а) Показано, что в пленках с большим содержанием кобальта ПМА связана с текстурованностью кластеров кобальта, расположенных вдоль нормали к плоскости пленки, б) Природа ПМА для пленок Co-Pd эквиатомного состава, при температурах отжига 260 - 320° С связана с сильным внутренним изгибом кристаллической решетки. При температурах отжига 560 - 600 °С появление ПМА связано с ориентацией атомно-упорядоченных фазтипаЫОие'.

Обнаружены особенности полевой зависимости вращательного гистерезиса и параметров СВЧ резонансного поглощения в пленках Dy-Co. Эти особенности обусловлены протеканием спонтанных и индуцированных магнитным полем ориентационных фазовых переходов в нанокластерном двухподрешеточном ферримагнетике Dy-Co.

Полученные результаты исследования структурообразования в неравновесных пленочных материалах нашли применение для выяснения природы ударной вязкости выкомарганцовистой стали , содержащей 1,1 ат.%С и 13 ат.% Мп (110Г13Л).

Автор выражает глубокую благодарность сотрудникам Института физики им. Л.В.Киренского, кафедры КИПР государственного технического университета, г. Красноярск, Института кристаллографии им.А.В.Шубникова,г.Москва, Института проблем технологии материалов микроэлектроники и особочистых материалов, Черноголовка, кафедры теоретической и экспериментальной физики Восточно-Казахстанского Госуниверситета, Усть-Каменогорск, за неоценимую помощь в проделанной работе.

Особая благодарность научному консультатнту д.ф-м.н., профессору Овчинникову С.Г. за многолетний интерес к работе.

Благодарю фонды РФФИ №03-02-16052-а, №00-02-173 5 8-а и INTAS №00-100 за финансовую поддержку, позволившую завершить данное исследование.

Список источников диссертации и автореферата по физике, доктора физико-математических наук, Квеглис, Людмила Иосифовна, Красноярск

1. Полак Л.С., Михайлов А.С., Самоорганизация в неравновесных физико-химическихпроцессах, М.: Наука, 1987

2. Meakin P., Witten Т.А., Growing interface diffusion-limited aggregation., Phys. Rev.,1983, A.28, P. 2985-1989.

3. Pearson В., The Crystal chemistry and physics of metals and alloys (Willey, NewYork, 1972;1. Mir, Moscow 1977).418

4. Hafner C.J., Theory of formation of metallic glasses // Phys.Rev.B 1980,V.21,No2,P406-426.

5. Ino S. Stability of multiply-twinned particles // J. Phys. Soc. Japan, 1969, v. 27, N. 4, p.941.953.

6. Берже П, Помо И., Видаль К., Порядок в хаосе. О детерминистическом подходе ктурбулентности, «Мир» Москва 1991.

7. Bensimon D., Kadanoff L.P., Liang S., Shrainam В., Tang С., Viscous flows in twodimentions. // Rev. Mod. Phys. 1986, V. 58, P. 977-999.

8. Ковнеристый Ю.К., Осипов Э.К.,Трофимов E.A. «Физико-химические основы созданияаморфных металлических сплавов» М.» Наука», 1983г.

9. Берналл Дж.Д., Карлайл С.Х. Кристаллография 1968, 13, 927 (Sov. Phys.-Crystallogr.,1968, 13.(Engl. Transl).

10. Сандитов Д.С., Бартенев Г.М., Физические свойства неупорядоченных структур. Новосибирск: Наука, 1982., С. 259.

11. Липатов Ю.С., Состояние изо-свободного объема и стеклование свободных полимеров // Успехи химии, 1978, Т. 47, № 2, С. 332-356.

12. Носкова Н.И.,Физика деформации нанокристаллических металлов и сплавов // IX Международный семинар Дислокационная структура и механические свойства металлов и сплавов Екатеринбург,Россия, 2002, С. 91-92

13. Кобеко П.П., Аморфные вещества. M.-JL: Изд.АН СССР, 1952. С. 432.

14. Волькенштейн М.В., Птицын О.Б., Релаксационная теория стеклования. 1 решение основного уравнения и его исследование. // Журн. техн. Физики, 1956, Т. 26. № 10, С. 2204-2222.

15. Николис Г., Пригожин И., Познание сложного, Москва, Мир, 1990.

16. Пригожин И. Введение в термодинамику необратимых процессов // М.: "Иностранная литература", 1960, 128 С.

17. Де Гроот С., Мазур И. Неравновесная термодинамика // М.: "Мир", 1964, 456 С.

18. Печуркин Н. С. Энергия и жизнь // Новосибирск: "Наука", 1988, 190 С.

19. Осипов А.И. Самоорганизация и хаос // М: "Знание", 1986, 64 С.

20. Иванова B.C., Баланкин А.С., Бунин И.Ж., Оксогоев А.А. Синергетика и фракталы в материаловедении//М.: "Наука", 1994, 383 С.

21. Хакен Г., Синергетика // М., «Мир». 1980, 403 С.

22. Постон Т., Стюарт И., Теория катастроф и ее рпиложения // М., «Мир», 1980, 608 С.

23. Климонтович Ю.Л., Критерии относительной степени упорядоченности открытых систем//УФН 1996, Т. 166, №11, С. 1231-1243

24. Мартюшев Л.М., Селезнев В.Д., Кузнецова И.Е., Применение принципа максимальности производства энтропии анализу морфологической неустойчивости растущего кристалла // ЖЭТФ 2000, Т.118., № 1(7), С. 149-162.

25. Дерягин Б.В., Чураев Н.В., МуллерВ.М.Поверхностные силы. М.Наука,1987, 399с.

26. Лифшиц Н.М., Гредескул С.А, Пастур Л.А., Введение в теорию неупорядоченных систем // М.: Наука, 1982, 360 С.

27. Лихачев В.А., Шудегов В.Е. Принципы организации аморфных структур // Санкт-Петербург: изд. С.- Петербургского университета. 1999.- 228 с.

28. Саркисов Г.Н., Молекулярные функции распределения стабильных, метастабильных и аморфных классических моделей // УФЫ, 2002, Т. 172, % 6, С. 647-670.

29. Глезер A.M., Аморфные и нанокристаллические структуры: сходства, взаимные переходы // Рос. Хим. Ж., 2002, Т. XVLI, № 5, С 57-63.

30. Бульёнков Н.А., Тытик Д.Л. Модульный дизайн икосаэдрических металлических кластеров // Известия АН (сер хим.), 2001, № 1, С. 1.

31. Gleiter Н., Nanocrystalline materials: Basic concepts and microstructure // Acta Materialia, 2000, V. 48, N. 1 P. 1.

32. Birringer R., Gleiter H., Nanocrystalline Materials // in Encyclopedia of Material Science and Engineering, Suppl. V. 1 (Ed. CahnR.W.), Oxford: Pergamon Press, 1988, P. 339-349.

33. SiegelR.W. What do we really know about the atomic-scale structures of nanophase materials ? // J. Phys. Chem. Solids, 1994, V. 55, №. 10, P. 1097-1106.

34. Siegel R.W., Nanophase Materials: Synthesis, Structure and Properties // Materials Science: Physics of new materials, 1998, p. 66-103.

35. Жарков C.M., Структурные исследования нанокристаллических пленок Зd-мeтaллoв (Fe, Со, Ni), Диссертация кандидата физ-мат. наук, Красноярск: Институт физики им. Л.В. Киренского СО РАН, 1998, 107 С.

36. Френкель Я.И., Кинетическая теория жидкостей // М. -Л.: Изд. АН СССР, 1945, 424 с.

37. Френкель Я.И., Введение в теорию металлов // М. -Л.: ОГИЗ, 1948, 291 с.

38. Елецкий А.В., Смирнов Б.М. Свойства кластерных ионов // УФН, 1989, т. 159, в.1, с.45-81.

39. Echt О., Sattler К., Recknagel Е. Magic numbers for sphere packings: experimental verification in free xenon clusters // Phys. Rev. Lett. 1981, v.47, N.16, p.l 121-1124.

40. Knight W.D., Clemenger K. de Heer W.A. et al. Electronic shell structure and abundances of sodium clusters // Phys. Rev. Lett. 1984, v.52, N.24, p.2141-2143.

41. Harris I.A., Kidwell R.S., Northby J.A. Structure of charget argon clusters formed in a freejet expansion // Phys. Rev. Lett. 1984, v.53, N.25, p.2390-2393.

42. Смирнов Б.М. Процессы в плазме и газах с участием кластеров // УФН, 1997, т. 167, № 11, С. 1169.

43. Смирнов Б.М. Кластеры с плотной упаковкой // УФН, 1992, Т. 162, № 1, С. 119.

44. Berry R.S., Jellinek J., Natanson G. Melting of clusters and melting // Phys. Rev. A, 1984, V. 30, N.2, P. 919-931

45. Sugano S. Microcluster Physics // Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 1991,155 p.

46. Петров Ю.И., Кластеры и малые частицы // М.: Наука, 1986, 366 с.

47. Непийко С.А., Физические свойства малых кристаллических частиц. // Киев: Наук, думка, 1985,246 с.

48. Иванов В.К., Электронные свойства металлических кластеров // Соросовский образовательный журнал (Физика), 1999, № 8, 97-102.

49. Яковчук В.Ю., Получение и исследование магнитных свойств аморфных пленок DyCo и пленочных планарных структур (P3M-nM)/NiFe II Диссертация кандидата физ-мат. наук, Красноярск: Институт физики им. JI.B. Киренского СО РАН, 2003.

50. Levine D., Steinhardt P.J. Quasicrystals: a new class of ordered structures // Phys. Rev. Lett. 1984, v. 53, N. 26, p. 2477-2480.

51. Wang N., Chen H., Kuo K.H., Two-Dimensional Quasicrystal with Eightfold Rotational Simmetry // Phys. Rev. Lett. 1987, V. 59, P. 1010-1013.

52. Janot C.and de Boissien M. 1994, Quasicrystals a hierarchy of clusters, //Phys.Rev.Lett.,V.72,1674-1577.

53. An Pang Tsai. Metallurgy of Quasicrystals // Springer series in Solid State Sciences 126, Physical Properties of Quasicrystals, 1999, editor : Z.M.Stadnic, P.6-50

54. Аврорин Е.Н., Водолага Б.К., Симоненко В.А., Фортов В.Е. Мощные ударные волны и экстремальные состояния вещества // УФН, 1993, Т. 163, № 5, С. 1-34

55. Press M.R., Liu F., Khan па S.N., Jena P. Magnetism and local order. II. Self-consistent cluster calculations Phys. Rev. B, 1989, V. 40, N. 1, P. 399.

56. Dmitrienko V.E., Universal structure unit for AlLiCu, AlMgSi and AlFeCu quasicrystals // JETP letters 1992, V. 55, № 7, P. 388.

57. Shechtman D., Blech I., Gratias D., Cahn J.W. Metallic Phase with Long-Range Orientation Order the No Translational Simmetry// Phys. Rev. Lett. 1984, V. 53, P. 1951-1953.5-328

58. Теслюк М.Ю. Металлические соединения со структурами фаз Лавеса. 1969, М. Наука. 136 С.

59. Ajayan P.M., Marks L.D. Experimental evidence for quasimelting in small particles // Phys. Rev. Lett., 1989, v. 63, N. 3, p. 279-281.

60. Gladkich N.T., Niedermayer R., Spiegel K. Nachweis groBer Schmelzpunktserniedrigungen bei dunnen Metallschichten // Phys. Stat. Sol., 1966, v. 15, N. l,p. 181-192.

61. Buffat Ph., Borel J-P. Size effect on the melting temperature of gold particles // Phys. Rev. A, 1976, v. 13, N. 6, p. 2287-2298

62. Бойко Б.Т., Пугачев A.T., Брацыхин B.M. О плавлении конденсированных пленок индия докритической толщины // ФТТ, 1968, т. 10, в. 12, с. 3567-3570

63. Trayanov A., Tosatti Е. Lattice theory of crystal surface melting // Phys. Rev. Lett., 1987, v. 59, N. 19, p. 2207-2210.

64. Смирнов Б.М. Плавление кластеров с парным взаимодействием атомов // УФН, 1994, т. 164, № 11, с. 1165-1185

65. Кузнецов А.Р., Горностырев Ю.Н., Структурные превращения на границах зерен // Труды школы семинанра «Фазовые и структурные превращения в сталях», Магнитогорск 2003, с. 136-156.

66. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М., Теория упругости // М.: «Наука», 1965,202 с.

67. Бартенев Г.М., Структура и релаксационные свойства эластомеров. // М.: Химия, 1979, 288 с.

68. Назаров В.Е., Радостин А.В., Волновые процессы в микронеоднородных упругих средах // The XXI International Conference on Relaxation Phenomena in Solids Voronez Abstract 2004, p. 251.

69. Баинова А.Б., Особенности релаксационных процессов в макроскопически неоднородных и аморфных материалах. // Диссертация кандидата физ-мат. наук, Красноярск: Институт физики им. JI.B. Киренского СО РАН, 2004, 116.

70. Эткинс П., Физическая химия т. 2. // М.: Мир, 1980, 584 с.

71. Вест А., Химия твердого тела т. 2 // М.: Мир, 1988, 334 с.

72. Bostanjoglo О., Giese W., Stabilization of amorphous films by stress // Phys. Stat. Sol., A, 1975, V. 32, P. 79-88.

73. Bostanjoglo O., Liedtke R., Tracing Fast Phase Transition Electron Microscopy // Phys. Stat. Sol., A, 1980, V. 60, P. 451-455.

74. Kilcuchi M., Kurosu Т., Mineo A.,Callaman K.J. Shock -crystallization on the basis of a domino-type model Solid State Comm. 1974 V 14,p731 734

75. Agranat M.B., Ashitkov S.I., Fortov V.E., Kostanovsldi A.V., Anisimov S.I., ICondratenlco P.S., Use of optical anisotropy for study of ultrafast phase transformations at solids surfaces // Applied Physics A 69, 1999, p. 637-640.

76. Аврорин E.H., Водолага Б.К., Симоненко B.A., Фортов В.Е., Мощные ударные волны иэкстремальные состояния вещества // УФН, 1993, т. 163, № 5, с. 1-4.

77. Langer J.S., Instabilities and pattern formation in crystal growth // Rev. Mod. Phys. 1980 V. 52, № 1,P. 1-28

78. Fallc M.L., Langer J.S., Shear transformation zone theory elasto-plastic transition in amorphous solids // Phys. Rev. 1998, V. E57, P. 7192-7204.

79. Lemaitre A., Carlson J., Boundary lubrication with a glassy interface // Phys. Rev, E,2004, 69, P. 061611(1-18).

80. Maloney C., Lemaitre A., Universal Breakdown of Elastisity at the onset of Material Failure // Phys/ Rev. Lett. 2004, V. 93, № 19, P. 195501(1-4).

81. Lemaitre A., Origin of a Repose Angle: Kinetics of Rearrangement for Granular Materials //

82. Phys. Rev. Lett. 2002, V. 89, № 6, P. 064303(1-4).

83. Langer J.S., Lemaitre A., Dinamie Model of Super-Arrhenius Relaxation in Glassy Materials // 2004, arXiv:cond-mat/0411038vl

84. Luborsky F.E., "Crystallization kinetics of amorphous Co-Gd ribbons and films", J. Non.-Cryst. Solids, 1984, v. 52, p. 829.

85. Cummins H.Z., The liquid-glass transition: a mode-coupling perspective // J.Phys.: Condens.Matter. 1999, V 11 A95

86. Александров JI.H., О кинетических параметрах процесса взрывной (ударной) кристаллизации пленок // Письма в ЖЭТФ, 1982, Т. 8, № 6, С. 368-371.

87. Langer J.S. Dendrites, viscous fingers, and the theory of pattern formation // Science, 1989, V. 243, №. 4895, P. 1150-1155.

88. Хакен Г. Информация и самоорганизация, Мир,М. 1991,240 с.

89. Langer J.S., Dendrites, Viscous fingers and the theory of pattern formation // Sience, 1989, v. 243, p. 1150-1156.

90. Saffman P.G., Taylor G.I., Hydrodynamic analog of dendritic solidification // Proc. R. Soc., London, 1958, Ser. A., 245, 312.

91. Tang C., Diffusion-limited aggregation and the Saffman-Taylor problem// Phys. Rev. A., 1985, p. 1877.

92. Witten T.A., Sander L.M., Diffusion-limited aggregation // Phys. Rev. В., 1983, v. 27, p. 5686.

93. Шкловский B.A., B.M. Кузьменко, Взрывная кристаллизация аморфных веществ УФН157, 2,311-338(1989).

94. Gilmer G.H., Leamy Н., Laser and Electron-Beam Processing of Materials. N. Y. // Acad. Press, 1980, P. 227.

95. Иванцов Т.П., Температурное поле вокруг шарообразного, цилиндрического и иглообразного кристалла, растущего в переохлажденном расплаве // Доклады АН СССР Т. 58, № 4, 567-569 (1947).

96. Темкин Д.Е., О скорости роста кристаллической иглы в переохлажденном расплаве // Доклады АН СССР 1960,132, б, 1307-1310.

97. Сандитов Д.С., Козлов Г.В., Сандитов Б.Д., Дырочно-кластерная модель пластической деформации стеклообразных твердых тел // Физика и химия стекла, 1996, Т. 22, № 6, С. 683-693.

98. Washburn S.,Webb R.A.Aharonov-Bohm effect in normal metal quantum coherence and transport, Adv.Phys.l986,V.35,P.375

99. Киселев Н.И., // Диссертация кандидата физ-мат. наук, Красноярск: Институт физики им. Л.В. Киренского СО РАН, 1990.

100. Третьяков Д.Д., Процессы самоорганизации в химии материалов // Успехи химии 2003, т. 72, №8, с. 751-763.

101. Яблоков М.Ю., Завьялов С.А., Оболонкова Е.С. Самоорганизация наночастиц палладия при формировании мелалл-полимерных покрытий // ЖФХ, 1999, Т. 73, №. 2, С. 219-223.

102. Николис Г., Пригожин И. Самоорганизация в нерановесных системах. М.: Мир, 1979, 123 с.

103. Prigogine I. The end of certainty (Time, chaos and the new laws of nature) // New York : The Free Press, 1997.

104. Губанов А.И., Квантовоэлектронная теория аморфных жидких полупроводников // М.-Л.: Изд-во АН СССР, 1963, 384 с.

105. Игнатченко В.А., Исхаков З.С., Спиновые волны в случайно-неоднородной анизотропной среде //ЖЭТФ 1977, Т. 72, № з, с. 1005-1017.

106. Игнатченко В.А., Исхаков Р.С., Дисперсионное соотношение и спин-волновая спектроскопия аморфных ферромагнетиков // ЖЭТФ, 1978, Т. 74, № 4, С. 1386-1393.

107. Игнатченко В.А., Исхаков Р.С., Чеканова Л.А., Чистяков Н.С., Изучение дисперсного закона для спиновых волн в аморфных пленках методом СВЧ // ЖЭТФ, 1978, Т. 75, № 2, С. 653-657.

108. Bogomaz I.V., Ignatchenko V.A., Stochastic magnetic structure and magnetization curve of amorphous ferro- and ferrimagnets. // JMMM, 1991, V. 94, P.179-190.

109. Kazuaki Fukamichi. Mfgnetic Prjperties of Qusicrystals // Springer series in Solid State Sciences 126, Physical Properties of Quasicrystals, 1999, editor : Z.M.Stadnic, P.295-325.

110. Carcia P.F., Perpendicular magnetic anisotropy in Co-Pd and Pt-Co film layered structures // Appl. Phys. 1988, V. 63, № 10, p. 5066.

111. Антонов JI.И., Кошкин Л.И., Нестреляй Т.И., Перпендикулярная анизотропия пленок магний-марганцевого феррита. // Изв. АН СССР, сер. физ., 1970, т. 34, № 5, с. 10101015.

112. Harris V.G., Aylesworth K.D., Das B.N., Elam W.T., Koon N.C. Structural origins of magnetic anisotropy in sputtered amorphous Tb-Fe films // Phys. Rev. Lett., 1992, V. 69, N. 13, P. 1939.

113. Miyazaki Т., Hayashi K., Yamaguchi S. et al. Magnetization, Curie temperature and perpendicular magnetic anisotropy of evaporated Fe-rare earth amorphous alloy films // JMMM, 1988, V. 75, P. 243.

114. Tarahashi M., Yoshihara A., Shimamori T. Magnetization, Curie temperature and perpendicular magnetic anisotropy of evaporated Co-rare earth amorphous alloy films // JMMM, 1988, V. 75, P. 252.

115. Suzuki Т., Ichinose H., Aoyagi E. Microstructure and magnetic properties of sputter-deposited Ho-Co alloy thin films with perpendicular magnetic anisotropy// Jap. J. Appl. Phys., 1984, V. 23, N. 5, P. 585.

116. Kobayashi H., Ono Т., Tsushima A., Suzuki T. Large uniaxial magnetic anisotropy in amorphous Tb-Fe evaporated thin films//Appl. Phys. Lett., 1983, V. 43, N. 4, P. 389.

117. Suzuki Т., Honda N., Ouchi К New Fe-Pt media for perpendicular magnetic recording // Digests of INTERMAG-1999, AT-07.

118. Judy J.H. Past, present, and future of perpendicular magnenic recording // JMMM, 2001, v. 235, pp. 235-240.

119. Leamy H.J., Dirks A.G. Microstructure and magnetism in amorphous rare-earth-transition-metal thin films II. Magnetic anisotropy // J. Appl. Phys., 1979, V. 50, N. 4, P. 2871.

120. Nakamura Y. Recent progress and issues in perpendicular magnetic recording// Digests of INTERMAG-1999, GB-01.

121. Тейлор К. "Интерметаллические соединения редкоземельных металлов", М. "Мир", 1974, 224 с.

122. Ковалевич А.А. Анизотропия эффекта Томсона и плоского эффекта Холла в монокристаллических ферромагнитных пленках- Диссертация кандидата физико-математических наук, Красноярск, 1970

123. Бондаренко Г.В., Иванова Л.Б., Аппаратура и методы исследования ТМП // Препринт

124. ИФ СО РАН, Красноярск 1968

125. Кононов В.П., Жигалов В.С, Тигельный испаритель с отражателем для полученияоднородных тонких пленок // ПТЭ, 1975, № 1, С. 235-236

126. Квеглис-Вершинuna Л.И., Фролов Г.И. Жигалов B.C. Магнитные иполупроводниковые свойства пленок Fe-N // ФТТ, 1984, Т. 26, № 6, С 1887-1889.

127. Yosida Y., Shida S., Ohsuna J., // Appl. Phys., 1994, v. 76, p. 4533, Saito Y., Toshikava Т.,

128. Okyda M., Fujimoto N., Yamamuro S., Walcoh K., Simiyaama K., Suzuki K., Kasuya A., // J. Appl. Phys., 1994, v. 75, p. 134

129. Дж. Гоулдстейн, Д.Ньюбери, П.Эчлин и др. "Растровая электронная микроскопия ирентгеновский микроанализ", М.: "Мир", 1984, в 2-х книгах.130. "Практическая растровая электронная микроскопия", под ред. Дж.Гоулдстейна, Х.Яковица, М.: "Мир", 1978, 656 с.

130. Э.В.Суворов "Физические основы современных методов исследования реальнойструктуры кристаллов", Черноголовка, 1999, 232 с.

131. Dirks A.G., Microstructure and Magnetism in Amorphous Rare Earth-transition Metal Thin

132. Films // J. Appl. Phys., 1978, V. 44, № 3, part 2, P. 1735-1737.,

133. Хирш П., Хови А., Николсон P., Пешли Д., Уэлен М., Электронная микроскопиятонких кристаллов. // Пер. с англ. М.: Мир, 1968, 562 с.

134. Петров В.И., Спивак Г.В., Павлюченко О.П., Электронная микроскопия магнитнойструктуры ТМП. // УФН, 1972, т. 106, № 2, с. 229-278.,

135. Скрышевский А.Ф., Структурный анализ жидкостей и аморфных тел, Москва, Высшая школа, 1980, 328 с.

136. Авилов А.С., Григорьев А.В., Кобыяков В.А., Орехов С.В.,// Пргр. и тез. докл. XIII

137. Всесоюзной конференции по электронной микроскопии. М.: Изд. Ин-такристаллографии АН СССР, 1987, т. 1, с. 11

138. Орехов С.В., Авилов А.С., // Прогр. и тез. докл. XII Европ. кристаллографическойконф. М.: Изд. Ин-та кристаллографии АН СССР, 1989, т. 3, с. 136

139. Хейкер Д.М., Рентгеновская дифрактометрия монокристаллов // Л.: Машиностроение,1973, с. 238.

140. Авилов А.С., Имамов P.M., О влиянии кривизны сферы отражения на геоментиюрасположения рефлексов на электронограммах // Кристаллография, 1979, т. 24, № 5, с. 1037.

141. Вайнштейн Б.К. Структурная кристаллография, М., Изд-во АН СССР 1956, С. 314

142. Набитович И.Д., Стецив Я.И., Волощук Я.В., Определение когерентной интенсивности и интенсивности фона по экспериментальной кривой рассеяния электронов // Кристаллография, 1968, Т. 12, № б, С. 584.

143. Стецив Я.И., Определение средних квадратичных смещений атомов // ФТТ, 1975, Т.17, № 1,С. 118.

144. Андриевский А.И., Набитович И.Д., Стецив Я.И., Волощук Я.В., Определение параметров ближнего порядка в аморфных веществах по кривой радиального распределения с учетом эффекта обрыва // Украинский физический журнал, 1968, Т 13, № 10, С. 1596- 1603.

145. Попова И.А., Средний порядок в аморфных SiAs и SiP // Тезисы докладов всесоюзного симпозиума «электронная микроскопия и электронография в исследовании образования, структуры и свойств твердых тел». Звенигород, М.: Издательство АН СССР, 1983, С. 53.

146. Polk D.E., Boudreax D.S., Tetrahedrally Coordinated Random Network Structure // Phys.

147. Rev. Let., 1973, V. 31, № 2, P. 65-92.

148. Metropolis N., Rosenblunch A.W., Rosenblunch M.N., Teller A.H., Equation of State

149. Calculations by Fast Computing Mashines. // J. Chem. Phys., 1953, V. 21, № 6, P. 10871092.

150. Спенс Дж., "Экспериментальная электронная микроскопия высокого разрешения",1. М.: "Наука ",1986, 320 с.

151. Томас Г., Гориндж М.Дж. "Просвечивающая электронная микроскопия материалов",1. М.: "Наука", 1983,318 с.149. "Электронная микроскопия в минералогии", под ред. Г.-Р. Венка, М.: "Мир", 1979,544 с.

152. Witten Т.A., Sander L.M. Diffusion-limited aggregation, a kinetic critical phenomenon //

153. Phys.Rev.Lett., 1981, V.47, N.19, P.1400

154. Рюэль Д., Такенс Ф., О природе турбулентности. // Сб. «Странные 'аттракторы», М.,1. Мир», 1981, С. 117.

155. Libchaber A., Fauve S., Laroche С., Two-parameter study of the routes to chaos // Physica,1976, 7D, P. 73.

156. Середкин B.A., Особенности физических свойств пленочных материалов для магнитной и магнитооптической памяти // Диссертация кандидата физ-мат. наук, Красноярск: Институт физики им. JI.B. Киренского СО РАН, 2004.

157. Kolosov V.Yu. Tholen A.R. Transmission electron microscopy studies of the specificstructure of crystals formed by phase transition in iron oxide amorphous films // Acta Materialia, 2000, V.48, P. 1829).

158. Вайнштейн Б.К., // Кристаллография, 1957, т. 2, с. 29, Татаринова Л.И., // Электронография аморфных веществ. М.: Наука, 1972, с. 104.

159. Стецив Я.И.,Определение координационных чисел и средних квадратичных смещений по кривым радиального распределения // Кристаллография, 1973, т. 18, с. 484-486.

160. Васин О.И., Гладышева Г.И., Дагман Э.Е.,Нормировка интерференционной функциив методе радиального распределения // Кристаллография, 1983, т. 28, с. 446-451.

161. Buschow К., Thermal Stability of Amorphous Rare Earth-Iron Alloys // Less.-Com. Met.,1981, V. 79, P. 9-18.

162. Татаринова Л.И., // Электронография аморфных веществ. М.: Наука, 1972, с. 104.

163. Kveelis-Vershinina L.L, Frolov G.I., Zhigalov V.S., The structure of amorphous Dy-Cofilms with magnetic anisotropy // Phys. Stat. Sol. (a), 1990, V. 121, K. 145-148

164. Попова И.А., Козлов В.М., Бывших Д.М., // Кристаллохимия полупроводников ипроцессы на их поверхности, Воронеж: Изд-во ВГУ, 1983, с.92

165. Белов К.П., Режкоземельные магнетики и их применение // Москва, «Наука», 1980,240 с.

166. Авилов А.С., Квеглис Л.И. Орехов С.В., Попова И.А. // Известия АН СССР (сер. физ.), 1991, Т. 55, С. 1609- 1613

167. Wang R. Short-range structure for amorphous intertransition metal allows//Nature,l 979, V278,N5704,P.700-703

168. Металлические стекла. Вып.Шонная структура,электронный перенос и кристаллизация/Под ред.Г.Гюнтерродта, Г.Бека.,М. 1983,376 с.

169. Панова Н.Н., Негодаева Н.Ю.Анализ строения аморфных металлов с позиций многоранников Франка-Каспера // Теория жидких и аморфных металлов.УВсес.конфер. по строению и свойствам металлических и шлаковых расплавовЧ.1 Свердловск, 1983, с.248-252

170. Квеглис-Вершинина Л.И., Петров В.А., Попова Т.Г., Аморфизация в процессе фазовых превращений в пленках CoPd. // ФММ. 1984, Т. 58, № 5, С. 980-985.

171. Shuh С.A., Nieh T.G. A nanjindentation study of serrated flow in bulk metallic glasses //

172. Acta Mater. 2003, V. 51, P. 87.

173. И.Нараи-Сабо, Неорганическая кристаллохимия Будапешт 1969, 503 с.

174. Kofalt D.D., Nanao S., Egami Т. , Explanation of Peak Shapes Observed in Diffractionfrom Icosahedral Quasicrystals // Phys.Rev.Lett. 1986. V.57. No.l. P.l 15

175. Квеглис Л.И., Жарков C.M., Староверова И.В. Структурная самоорганизация и формирование ПМА в нанокристаллических плёнках Co5oPd5o // ФТТ. 2001. Т. 43. № 8. С. 1482-1486.

176. Квеглис Л.И., Жарков С.М., Староверова И.В., Басько A.J1., Формирование дендритной структуры при взрывной кристаллизации в нанокристаллических пленках Со, Co-Pd. // Поверхность, 2001, № 3, С. 25-27.

177. Квеглис Л.И., Попел Е.П., Жарков С.М. Диссипативные структуры в нанокристаллических пленках Co-Pd // Поверхность, 2003, № 10, С. 56-62.

178. Жарков С.М., Квеглис Л.И., Кристаллизация нанокристаллических плёнок железоуглерод, инициированная электронным пучком // Физика Твердого Тела, 2004, Т. 46, № 5, С. 938-944

179. Жарков С.М., Квеглис Л.И Взрывная кристаллизация нанокристаллических плёнокжелезо-углерод, инициированная электронным пучком // ДАН. 2002. Т. 383. № 5. С.617.

180. Физика металлов: 1 Электроны. // Под. ред. Дж. Займана, Изд. «Мир», Москва, 1972,464 с.

181. Osten Rapp // Physical Properties of Quasicrystals. Stadnic Z.M. (Ed.). Springer Verlag,1. Berlin. 1999. P. 127.

182. Emeric Т., Gas P., Clugnet G., Bergman C. // Microelectronic Engineering 2000. V. 50.1. P. 285-290.

183. Marco Jaric, Denis Gratias V. (Eds.) Extended Icosahedral Structures // Academic Press.1.c., 1989. P. 189.

184. Поут Дж., Ту К., Мейер Дж. (Под ред.)// Тонкие пленки. Взаимная диффузия и реакции. М.: Мир, 1989. С. 576.

185. Тюменцев А.Н., Литовченко И.Ю., Пинжина Ю.П., Коротаева А.Д., Сурикова Н.С.,

186. Лысенко О.В., Гирсовой С.Л. Новая мода мезоуровня деформации механизмами динамических фазовых превращений в полях напряжений. Физическая мезомеханика 2003,Т6, №2,с. 15-36

187. Медведев Н.Н. Метод Вороного-Делоне в исследовании структуры некристаллических систем.Изд-во СО РАН 2000,214 с

188. Matsuo Y. Ordered alloys in Co-Pd system // J.Phys.Soc.Jap, 1972, V.32, № 4, P. 972-976.

189. Артемьев Е.М., Квеглис-Веушинина Л.И., Матысина З.А., Фазовые превращения вкобальт-паладиевых сплавах. // Укр. физич. журнал, 1984, Т. 29, № 3, С. 447-453

190. Квеглис-Вершинина Л.И., Пынько В.Г., Осипова Р.Е., Применение многолучевойдинамической теории дифракционнного контраста к выяснению природы дефектов в эпитаксиальных пленках Co-Pd // Кристаллография, 1978, Т. 23, № 5, С. 1006-1011.

191. Электронномикроскопические изображения дислокаций и дефектов упаковки // Подредакцией Косевича В.М., Палатника JI.C., М., Наука 1976, 223 С.

192. Oblak J.M., Contrast of Stacking Faults are Observing in Superstructure Dark Field ImagesinL12. //Phil. Mag., 1971, V. 24, P. 1001-1020.

193. Ercolessi F., Andreoni W.,Tosatti E. Meltin of small gold particles: mechanism and andsize effects// Phys.Rev.Lett.,1991,V.66,n7,P.2207-2210

194. Литвинцев B.B., Харинский Б.Н., Мороз B.A. Исследование аморфных конденсатов

195. Fe, Ni, Со // ФММ, 1989 ,Т67, Вып.5, С. 891-895.

196. Артемьев Е.М Диссертация кандидата физ-мат. наук, Красноярск: Институт физикиим. Л.В. Киренского СО РАН

197. Жарков С.М.,Жигалов B.C. Фролов Г.И. ГПУ-фаза в пленках никеля// ФММ,1996,т.81, Вып.3,с.170-173

198. Квеглис Л.И., Пынько В.Г., Корчмарь B.C., Эпитаксильный рост пленок Ti, Mn, Cr, Vна подложках LiF и MgO // ФТТ, 1971, Т. 13, № 11, С. 3343.

199. Мушаилов Э.С., Квеглис Л.И,. Способ получения монокристаллических слоев // А.С.524564.

200. Квеглис Л.И., Зуев В.М., Долгарев А.П., Способ получения носителя для ТМЗ // А.С.576598.

201. Квеглис Л.И., Зуев В.М., Долгарев А.П., Способ получения магнитных пленок // А.С.660426

202. Квеглис Л.И, Мягков В.Г., Взрывная кристаллизация в аморфных пленках Fe // Поверхность, 1992, № 9, С. 131-135.

203. Мягков В.Г., Квеглис Л.И., Фролов Г.И., Жигалов В.С, Морфологические нестабильности при ВК аморфных пленок Fe // Поверхность, 1994, № 1, С. 105-109.

204. Квеглис Л.И., Фролов Г.И., Баюков О.А., Жигалов В.С, Мягков В.Г., Электронномикроскопические и мессбауровские исследования сверхрешеток в пленках железа //Письма в ЖЭТФ, 1995, Т. 61 № 1, С.61-64.

205. Мягков В.Г., Квеглис Л.И., Фролов Г.И., Жигалов В.С, Дендритная кристаллизациярентгеноаморфных пленок железа // Изв.РАН, сер.физ., 1995 Т. 59, № 2, С.152-157

206. Квеглис Л.И., Жарков С.М., Лисица Ю.В., Ренская К.В., Жигалов B.C., Фролов Г.И.,

207. Кластерная структура и сверхрешетки в пленках Fe и Со // Письма в ЖЭТФ, 1997, Т. 65, № 12, С. 872-875

208. Квеглис Л.И., Фролов Г.И., Жигалов B.C., Жарков С.М., Баюков О.А., Вершинин Ю.В., Басько А.Л., Структура и магнитные свойства нанокристаллических пленок железа// ФММ, 1999, Т. 88, № 2, С. 85-89.

209. Feynman R.P., Leughton R.B., Sands М., The Feynman Lectures on Physics., M., Изд-во1. Мир, 1965, С. 220.

210. Квеглис Л.И., Басько А.Л., Моделирование процессов автоволнового окисления ивзрывной кристаллизации аморфных пленок железа // Поверхность 1997, № 2, С. 3239.

211. Квеглис Л.И., Лисица Ю.В., Жарков С.М., Басько А.Л., Мытниченко С.В., Жигалов

212. B.C., Фролов Г.И., Масштабная инвариантность структуры при взрывной кристаллизации аморфных пленок Со // Поверхность, 1998, № 7, С. 112-117.

213. Фролов Г.И., Жигалов B.C., Квеглис Л.И., Нанокристаллические пленки кобальта,полученные в условиях сверхбыстрой конденсации // ФТТ, 1998, Т. 40, №. 11, С. 2074-2079.

214. Чижиков В.А., Квазикристалл как несоразмерная кристаллическая фаза // Тезисыдокладов РСНЭ 2003, С. 180.

215. Квеглис Л.И., Лисица Ю.В. Дендритная кристаллизация рентгеноаморфных пленоккобальта// Поверхность,!996, №8,с.5-11

216. Гуляев В. К., Кристаллографическая модель для точного задания координат атомов вквазикристаллах // ДАН 2002, Т. 381, №. 3, С. 32

217. Mai Z.H., Xu L., Wang N., Kuo К. H., Jin Z. C., Cheng G. Effects of phason strain on the transition of an octagonal qusicrystal to a (3-Mn-type structure // Physical review В 1989, V. 40, № 18, P.183-186.

218. Chen H., Li D.X., Li K.H., New Type of Two-Dimansional with Twelvefold Rotational

219. Simmetry // Phys. Rev. Lett. 1988, V. 60, № 16, P. 1645-1648

220. Квеглис Л.И., Гуляев B.K., Жарков C.M., Квазикристаллические структуры в плёнках

221. Fe // Поверхность, 2002, № 9, С. 105-108.

222. Квеглис Л.И., Гуляев В.К., Жарков С.М., Квазикристаллические структуры в плёнках

223. Fe // Поверхность, 2002, № 9, С. 105-108.

224. Квеглис Л.И., Кузовников А.В., Тимофеев И.В., Вершинин И.В. "Ячейки Рэлея-Бенара и изгибные контуры, возникающие при взрывной кристаллизации нанокристаллических пленок на основе 3d-MeTannoB // Поверхность, 2004, № 10, С. 58-62

225. Квеглис-Вершииипа Л.И., Захаров Н.Д, Склюев С.З., Фролов Г,И., Яковчук В.Ю.,

226. Процессы кристаллизации и магнитные превращения в аморфных пленках Dy-Co .// ФММ, 1988, Т.66, № 2, С 278-282

227. Артемьев Е.М., Комалов А.С., Квеглис-Вершинина Л.И., Структурные превращенияв пленках CoPd // ФММ, 1982, Т. 54, № 9, С 1028-1030

228. Мягков В.Г., Квеглис Л.И., Фролов Г.И., Фрактальная картина роста при взрывнойкристаллизации аморфных пленок Dy-Co, Pr-Ni. // Поверхность, 1992, № 9, С. 131133.

229. Федер Е., Фракталы, М. «Мир», 1991, 258 С.

230. Стромберг А.Г., Семченко Д.П. Физическая химия, М., Высшая школа, 1999, 342 С.

231. Трусов Л.И, В.А.Холмянский Островковые металлические пленки М.Металлургия, 1973, 256 с.

232. Шальников А.И., Сверхпроводящие свойства тонких металлических слоев // ЖЭТФ, 1940, тю 10, №3, с 63-69.

233. Багмут А.Г., Григоров С.Н., Колосов В.Ю., Косевич В.М., Николайчук Г.П., Структура и морфология кристаллов, растущих в аморфных лазерных конденсатах

234. Cr203 // Поверхность 2003, № 10, С. 60-66.

235. Физические величины: Справочник // Под ред. Григорьева И.С., Мейлихова Е.З., М.:

236. Энергоиздат», 1991, 1232 с.

237. Асланов JI.A., Структуры веществ // М. «Изд-во МГУ», 1989,161 с.

238. Олемской А.И., Флат А.Я., Использование концепции фрактала в физике конденсированной среды // УФН, 1993, т. 163, № 12, с. 1-50

239. Нагаев ЭЛ., Фазовые переходы в системах, обменивающихся частицами с окружающей средой // ФТТ, 1989, т. 31, № 4, с. 55-61

240. Мягков В.Г., Жигалов B.C., Жарков С.М., Фрактальное окисление аморфных пленокжелеза // Доклады АН, 1996, т. 65, № 12, с. 872-875

241. Горелик С.С., Расторгуев Л.Н., Скаков Ю.А., Рентгенографический и электроннооптический анализ // Изд. «Металлургия» М., 1970, 368 с.

242. Alekseev Р.А., Lazukov V. N., Orlov V.G., Sadicov I.P., Suck J.-B., Inelastic magmeticneutron scattering study of amorphous to crystal transition for PrNi5 // Physica В 180 & 181, 1992, P. 167-169.

243. Мягков В.Г., Квеглис Л.И., Фролов Г.И., Фрактальная картина роста при взрывнойкристаллизации аморфных пленок Dy-Co, Pr-Ni. // Поверхность, 1992, № 9, С. 131133

244. Колосов В.Ю., Дисклинационная модель образования кристалла в аморфной пленке.

245. Межвузовский сборник Физико-химические исследования металлургических процессов Свердловск,1987 с.48-52

246. Томпсон Д.М., Неустойчивости и катастрофы в науке и технике, М. Мир, 1985, 289

247. Bolotov I.E., Kolosov V.Yu., Electron microscope Investigation of Crystals // Izv. Akad.

248. Nauk USSR, Ser. fiz., 1980, v. 44, p. 1195

249. Коротаев А.Д.,Тюменцев А.Н.,Суховаров В.Ф. Дисперсионное упрочнение тугоплавких металлов.Новосибирск.»Наука»,1989, 210с.

250. L.I. Kveglis, A.V. Kuzovnikov, Dissipative structures in nanocrystalline films 8-я международная конференция ФИЗИКА ТВЕРДОГО ТЕЛА 23 26 августа 2004,

251. Алматы, Казахстан Тезисы ISBN 9965-675-16-3 Институт ядерной физики НЯЦ РК, 2004, Р.116-118

252. L.I. Kveslis, A.V. Kuzovnikov, Dissipative structures in nanocrystalline films 8-я международная конференция ФИЗИКА ТВЕРДОГО ТЕЛА 23 26 августа 2004, Алматы, Казахстан Тезисы ISBN 9965-675-16-3 Институт ядерной физики НЯЦ РК, 2004, Р.116-118

253. Гомонай Е.В., Феноменологические модели магнитных и упругих свойств сплавов,испытывающих фазовые превращения // Диссертации доктора физико-математических наук, Институт металлофизики им. Г.В. Курдюмова НАН, Киев, Украина, 2003.

254. Белов К.П. Упругие, тепловые и электрические явления в ферромагнетиках, М. 1957,287 с.

255. Вонсовский С.В.Магнетизм, М., 1971,1032 с.

256. WohlfarthE.P. Permanent Magnet Materials Magnetism, Edited by G.T.Rado and H.Suhl,

257. New York and London, 1963, V.3,P.351-394

258. Constant F.V. he magnetic properties of alloys of Pt-Co and Pd-CoPhys.Rev.l930,V.36,p. 1654-1659

259. Kveslis L.I., Zharkov S.M., Dissipative structures in nanocrystalline magnetic films // The

260. XXI international conference on Relaxation phenomena in solids (RPS-21), 2004, Abstracts, P. 345

261. Kveslis L.I., Zharkov S.M., The self-organisation of tetrahedrally close-packed structures inmagnetic nanocrystalline Tb-Fe and Co-Pd films, // Euro-Asian symposium Trends in magnetism, Krasnoyarsk, Russia, 2004 Abstracts P. 47.

262. Ландау Л.Д., Лифшиц E.M. // Гидродинамика, 1986,M." Наука",с 527.

263. Gotze W., in Liquids, Freezing and Glass Transition // Hansen J.-P., Levesque D., Zinn

264. Justin, Nord Holland, Amsterdam, 1991, p. 289

265. Adam G, Gibbs J.H. On the temperature dependence of cooperative relaxation properties inglass-forming liquids. J.Chem.Phys.l965.V.43,N l.P.139-146

266. Сарры М.Ф., Аналитические результаты по проблеме теоретического расчета уравнения состояния вещества // Успехи физических наук, Саров (1999), том 16910 c.l085-1110.

267. Ландау Л., Лифшиц Е Статистическая физика. М.-Л.1951, 565 с.

268. Ребиндер П.А., Иванова-Чумакова Л.В.// Успехи химии и технологии полимеров,1. Москва (1957).

269. Б.А. Беляев, А.В.Изотов, А.А. Лексиков. Заводская лаборатория.Диагностика материалов.Т.67,№9,2001,с.23-28.

270. Homonai Н., Lolctev V., Magnetostriction and magnetoelastic domains in antiferromagnets

271. J. of Phys. Cond. Mater., V. 14, 2002, p. 3959-3971.

272. Китель Ч. Физика ферромагнитных областей М.ИЛД951, 163с.

273. Квеглис Л.И., Староверова И.В., Жигалов B.C., Перпендикулярная магнитная анизотропия в пленках CoPd.// ФТТ, 1991, Т., № 5, С. 1409-1415

274. Квеглис-Вершинина Л.И., Пынько В.Г. Природа перпендикулярной анизотропии вкристаллических и аморфных пленках // ФММ, 1982, Т. 53, № 3, С. 476-480

275. Stoner E.S., Wolfarth Е.Р., Mechanism of magnetic histeresis in heterigenius alloys. // Phill.

276. Trans. Roy. Soc., 1948, 240, P. 599-604.

277. Кондорский Е.И., Микромагнетизм и перемагничивание квазиоднодоменных частиц.

278. Известия АН СССР, сер. физ., 1978, Т.49, С 1639-1645.

279. Середкин В.А., Квеглис Л.И. Пынько В.Г., Состав термомагнитного носителя записи1. А.С. № 2458327

280. Chaundhari P., Cuonu J. Gamdino R. Amorphous Metallic Films for Magnetooptic Applications.- Appl.Phys.Lett., 1973,V.27,P.337-339

281. Cochrane R.V., Marris R.,Plichke M. et al. Magnetic Properties of Random Close Packed1. Amorphous Alloys

282. Тейлор К., Дарби М., Физика редкоземельных соединений М., «Мир» 1974., 374. С.

283. Квеглис Л.И., Жигалов B.C., Журавлев А.В., Фролов Г.И. Перпендикулярная анизотропия в пленках DyCo // ФММ, 1991, № 4, С. 62-72.

284. Shtrikman S., Traves D., Micromagnetics. // Magnetism, Edited by Rado G.T. and Suhl H.,

285. New York and London, 1963, V. 3, P. 395-401.

286. Бондаренко Г.В., Квеглис Л.И., Рентгеноспектральные и электронномикроскопические исследования магнитных пленок Со-Р // Поверхность 2002, № 11, С. 18-20.

287. Квеглис Л.И., Фролов Г.И., Жигалов B.C., Мягков В.Г., "Автоволновое окисление ваморфных пленках Dy-Co//Поверхность, 1995, № 1, С.45-49.

288. Квеглис Л.И., Фролов Г.И., Жигалов B.C., Толщинная зависимость магнитных имагнитооптических свойств аморфных пленок Dy-Co // Поверхность, 1995, № 4, С. 74-78.

289. Йелон А., Физика тонких пленок. // М.: Мир, 1973, т. 6, 340 с.

290. Taunashina S., Imamura К., et. al. Magnetic Torque in Fe-Gd film with Layer Structure

291. Jap.Appl.Phys., 1977, v. 16, p. 1051-1052.

292. Синицын E.B., Рейнер В.А., Ориентационные переходы в простой системе с конкурирующей анизотропией // Изв. высш. учеб. зав., Физика, 1985, т. 4, с. 8489

293. Игнатченко В.А., Магнитная структура ТМП и ферромагнитный резонанс. // ЖЭТФ,1968, т. 54, №1, с. 303-311.

294. Фиш Г.И., Квеглис-Вершинина Л.И., Склюев С.З, Фролов Г.И, Хрусталев Б.П. Особенности ориентационных фазовых переходов аморфных пленках DyCo // ФТТ 1988, Т. 30, №. 4, С 1224-1226.

295. Mjagkov V. G., Kveglis L.I., Frolov G. I., Autovave oxidation of Dy-Co amorphous films

296. J. of Mater. Sci. Lett., 1994, V. 13, P. 1284-1286

297. Артемьев E.M., Квеглис-Вершинина Л.И., Мягков В.Г., Фролов Г.И., Склюев С.З.,

298. Яковчук В.Ю., Лоренцева электронная микроскопия аморфных пленок Dy-Co с перпендикулярной магнитной анизотропией // ФММ, 1990, № 2, С 77-84.

299. Хрусталев Б.П., Квеглис-Вершинина Л.И. Балаев АД., Поздняков В.Г. Обменноевзаимодействие в ферромагнитных пленках с кластерной структурой// ФТТ, 1985, Т. 27, № 2, С. 3222-3229.

300. Khrustalev В.Р., Balaev A.D., Pozdnyakov V.G., Kveslis-Vershinina L.I. The spin-vaverezonance spectrum and the structure of FeSiO alloys.// Solid State Comm. 1985, V. 55, № 8,P 657-662.

301. Игнатченко B.A., Исхаков P.C., // Препринт №-268Ф. Институт Физики СО АН СССР,1. Красноярск 1984, 22 С

302. Болотин Г.А., Носков М.М., Сасовская И.И., Межзонное оптическое поглощение вферромагнитном кобальте. Связь с плотностью состояний. // ФММ 1973, Т. 35, № 4, С. 699-705.

303. Канюка А.К., Рыжков В.Н.,Смирнов А.А. Теория упорядочения сплавов типа CuPtпод давлением. // ФММ.1975/Г.40, №5, С.950-957.

304. Nagel S.R., Tauc J., Nearly-Free-Electron Approach to the Theory of Metallic Glass Alloys

305. Phys. Rev. Lett., 1975, V. 35, № 6, P. 380-383.

306. Голубков B.M., Крицкая B.A., Курдюмов Г.В., // ФММ, 1957, т. 5, с.465, Курдюмов

307. Г.В., Перкас М.Д., Хандрос Л.Г., // ФММ, 1959, т. 7, с. 747, Лысак Л.И., Тихонов Л.В., // ФММ, 1959, т. 7, с. 757

308. Гуляев А.П. Металловедение: Учеб. Пособие для студентов втузов.-5-е изд., перераб.

309. М.: Металлургия, 1977.-647

310. Кальянов А.П., Демиденко B.C., Электронная структура двойных разупорядоченныхферромагнитных сплавов на основе железа и никеля // Изв. вузов MB и ССО СССР, сер. «Физика», 1982, 53 с.

311. Kajzar F., Pevette G. Local moment in dilute iron-based alloys with V, Cr and Mnimpurities, /J.M.M.M.,1979,V14, P.253-255

312. Давыдов Н.Г. Высокомарганцовистая сталь.-М.: Металлургия, 1976.-176 с.

313. Салли А. Марганец / Пер. с англ.-М.: Государственное научно-техническое издательство литературы по черной и цветной металлургии, 1959.-296 с.

314. Шуберт К., Кристаллические струтуры двухкомпонентных фаз // перевод В.Б., Баранова Изд. «Металлургия», 1971, 532 с.

315. Karaman I., Sehitoglu Н., Chumlyakov Y.I., Maier H.J., Kireeva., Extrinsic Stacking Faultsand Twinning in Hadfield Manganese Steel Single Crystals // Scripta mater. 2001, v. 44, p. 337- 343

316. Sidhom H., Portier R., An icosaedral phase in annealed austenitic stainless steel? // Philosophical Magazine Letters, 1989, V. 59, №. 3, P. 131-139.

317. Karaman I., Shehitoglu H., Beaudoin A.J., Chumlyakov Y.I., Maier H.J., Tome C.N.,

318. Modeling the deformation behavior of Hadfield steel and polycrystals due to twinning and slip // Acta mater., 2000, v. 48, p. 2031-2047

319. Sehitoglu H., Karaman I., Zhang X.Y., Chumlyakov Y., Maier H.J., Deformation of shape memory single crystals // Scripta mater. 2001, v. 44, p. 779-784

320. Goldberg A., Oyama Т., Ruano O.A., Sherby O.D., Ultrafme microstructures developedduring torsional testing of Hadfield manganese steels //

321. Tavares S.S.M., Lafuente A., Miragla S., Fruchard D., X-ray diffractional and magneticanalysis of deformation induced martensites in a Fe-17 Mn-1,9 Al-0,1 С steel // Journal of Materials science, 2002, v. 37, p. 1645-1648

322. Medin D.L., FoilesS.M., CohenD.A., A dislocation based description of grain boundarydissociation application to 90° <110>tilt boundary // Acta Mater.2001,V. 49. P.3689-3697.

323. Носкова Н.И., Волкова Е.Г. Исследование деформации методом in situ нанокристаллической меди ФММ 2001, Т.91,№6,с 100-107

324. Назаров Ю.К. Улучшение конструкционных материалов путем радиационно-термического воздействия 1998, Восточно-Казахстанский Университет, Усть-Каменогорск

325. Алонцева Д.Л., Квеглис Л.И., Русакова А.В., Гребнева B.C., Бектасова Г.С., Софронов

326. П.В. Влияние структурно-фазовых изменений на механические свойства стали Гадфильда. Тезисы докладов Международной школы-семинара, посвященной Году науки и культуры России в Казахстане. Г. Усть-Каменогорск 2004, с.9

327. Петров В.А., Суховаров В.Ф., Квеглис-Вершинина Л.И.,. Магнитные свойства сплава

328. ХНЮ-ВИ.// ФММ, 1983, Т. 56, № 1, С. 47-52

329. Пайтген Х.-О., Рихтер П.Х. Красота фракталов. Образы комплексных динамическихсистем // Москва,"МИР", 1993

330. Ландау Л.Д., Собрание трудов, Изд. «Наука», 1969, Т. 1, 512 с.