Термоэлектрические свойства гранулированных нанокомпозитов металл-диэлектрик тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.07 ВАК РФ
|
Белоусов, Владислав Александрович
АВТОР
|
||||
|
кандидата физико-математических наук
УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ
|
||||
|
Воронеж
МЕСТО ЗАЩИТЫ
|
||||
|
2007
ГОД ЗАЩИТЫ
|
|
01.04.07
КОД ВАК РФ
|
||
|
|
||||
На правах рукописи
БЕЛОУСОВ Владислав Александрович
ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ГРАНУЛИРОВАННЫХ НАНОКОМПОЗИТОВ МЕТАЛЛ-ДИЭЛЕКТРИК
Специальность 01 04 07 - Физика конденсированного состояния
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук
Воронеж - 2007
ООЗОбВБВО
003066580
Работа выполнена в Воронежском государственном техническом университете
Научный руководитель доктор физико-математических
наук, профессор Калинин Юрий Егорович
Официальные оппоненты доктор физико-математических
наук, профессор Балашов Юрий Степанович, Воронежский государственный технический университет,
доктор физико-математических наук, профессор Постников Валерий Валентинович,
Воронежская государственная лесотехническая академия
Ведущая организация Воронежский государственный
университет
Защита состоится « 16 » октября 2007 г в 14 часов в конференц-зале на заседании диссертационного совета Д 212 037 06 Воронежского государственного технического университета по адресу 394026, г Воронеж, Московский просп, 14
С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Воронежского государственного технического университета
Автореферат разослан «/_£» сентября 2007 ]
Ученый секретарь диссертационного совета
Горлов М И
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы
Одним из перспективных направлений в развитии физики конденсированного состояния является исследование физических свойств композиционных наноматериалов типа «ферромагнитный металл — диэлектрик» Это связано с широкими возможностями применения таких систем в микроэлектронике и спинтронике и актуально как с научной точки зрения, так и с практической Научный интерес к нанокомпозитам обусловлен тем, что наличие в их структуре частиц нанометрового размера приводит к появлению уникальных и чрезвычайно важных для практического применения электрических, гальваномагнитных, оптических и магнитооптических свойств Среди этих свойств следует отметить в качестве примеров туннельное магнитосопротивление, достигающее 12-13 % при комнатной температуре, гигантский эффект Холла, на 4 порядка превышающий данный эффект в чистых металлах, магниторефрактив-ный эффект, на два порядка превышающий традиционные магнитооптические эффекты, магнитотермоэдс
Однако, несмотря на огромный интерес, проявляемый к этим материалам, многие вопросы относительно механизмов электронного переноса в этих сложных наноструктурах остаются невыясненными, а многие экспериментальные данные противоречивы Так, до настоящего времени не существует общепринятой точки зрения на природу магнитотермоэдс, а для описания температурной зависимости сопротивления привлекаются различные механизмы слабая локализация, кулоновская блокада, прыжковый перенос, неупругое резонансное туннелирование, квантовая перколяция В связи с этим не вызывает сомнений актуальность исследований, направленных на установление более глубокого понимания физических механизмов переноса носителей заряда в нанокомпозитах металл-диэлектрик, реализация которых несет ответственность за возникновение термоэлектрических свойств
Тема данной диссертации соответствует «Перечню приоритетных направлений фундаментальных исследований», утвержденных Президиумом РАН (раздел 1 2 — «Физика конденсированного состояния вещества», подраздел 1 2 5 - «Физика твердотельных наноструктур, мезоскопика») Диссертационная работа является частью комплексных исследований, проводимых на кафедре физики твердого тела Воронежского государственного технического университета по плану госбюджетной темы НИР № ГБ 1 4 06 «Природа электронного транспорта в твердотельных гетероструктурах с различной размерностью», а также по гранту РФФИ № 06-02-81035-Бел а «Нелинейные явления в композитных и мультислойных магнитных наноструктурах при воздействии внешних полей»
Цель работы. Целью данной работы являлось выяснение природы термоэдс в гранулированных нанокомпозитах металл-диэлектрик и изучение ее
зависимости от концентрации металлического компонента, температуры и напряженности магнитного поля
Для достижения указанной цели были сформулированы следующие задачи
• спроектировать и изготовить три измерительных комплекса для исследования концентрационных, температурных и полевых зависимостей термоэдс тонкопленочных гранулированных нанокомпозитов металл-диэлектрик,
• исследовать концентрационные, температурные и полевые зависимости термоэдс композитов металл-диэлектрик с кристаллическими одноком-понентными и аморфными многокомпонентными гранулами,
• провести анализ полученных экспериментальных данных с целью изучения влияния химического состава, условий получения, механизма проводимости на термоэдс нанокомпозитов металл-диэлектрик
Научная новизна. В работе впервые
• Экспериментально установлено, что для композитов кобальта в диэлектрической матрице А1203, СаБ, ЦТНСВ1 термоэдс композитов до порога протекания меньше термоэдс композитов за порогом протекания, а для композитов с многокомпонентными аморфными гранулами в простой диэлектрической матрице термоэдс композитов до порога протекания выше термоэдс композитов за порогом протекания Показано, что до порога протекания термоэдс определяется туннельной, а за порогом протекания - диффузионной проводимостью,
• Установлено, что термическая обработка исследованных композитов, не приводящая к кристаллизации аморфной структуры матрицы, способствует повышению абсолютных значений термоэдс В области туннельной проводимости рост термоэдс при термообработке связывается с релаксацией аморфной структуры диэлектрической матрицы, а в области диффузионной проводимости - с релаксацией проводящих каналов металлической фазы,
• Исследованы температурные зависимости термоэдс нанокомпозитов (СоХ(А12Оп)1-х и (Со45ре45Хт1о)х(А120п)1.х в диапазоне температуры от 77 К до 300 К, которые показывают линейный характер изменения для композитов за порогом протекания Для композитов до порога протекания при температуре ~ 180-205 К наблюдается изменение угла наклона кривых термоэдс, что объясняется сменой механизма проводимости от закона Мотта (1п(ст) ос (1/Т)1/4), соответствующего прыжковой проводимости с переменной длиной прыжка по локализованным состояниям вблизи уровня Ферми, к степенной зависимости, соответствующей модели неупругого резонансного туннелирования через цепочку локализованных состояний диэлектрической матрицы Из данных эксперимента в области проводимости с переменной длиной прыжка для проводимости и термоэдс определены эффективная плотность электронных состояний и ее производная по энергии для композитов Сох(А12Оп)ьх
• Исследованы зависимости термоэдс доперколяционных композитов с наночастицами Со и Со45Рс^Тххй в дюлектрической матрице А12Оп от напряженности магнитного поля Показано, что в композитах, полученных в атмосфере аргона, наблюдается отрицательная магнитотермоэдс, те уменьшение термоэдс в сильных магнитных полях В композитах, полученных в атмосфере аргона и кислорода, наблюдается положительная магнитотермоэдс, имеющая четный характер
Практическая значимость работы
1 Изготовлены оригинальные измерительные комплексы, частично с компьютерным управлением, предназначенные для исследования термоэлектрических свойств тонкопленочных гранулированных нанокомпозигов металл-диэлектрик
2 Дополнен пакет прикладных программ для автоматизированного измерительного комплекса, разработанного канд физ -мат наук М Н Копыти-ным, что позволяет осуществлять измерение и сбор экспериментальных данных по температурным зависимостям термоэдс в автоматическом режиме
3 Высокая степень изменения термоэдс нанокомпозигов металл-диэлектрик при наложении магнитного шля позволяет использовать такие материалы в качестве датчиков магнитного поля
Основные положения и результаты, выносимые на защиту
1 Концентрационные зависимости термоэдс нанокомпозигов с различным химическим составом и структурой металлических гранул до порога протекания термоэдс определяется туннельной, а за порогом протекания — диффузионной проводимостью
2 Для композитов, расположенных до порога протекания, в области низких температур наблюдается изменение угла наклона кривых термоэдс, связанное со сменой механизма переноса заряда от прыжкового с переменной длиной прыжка к модели неупругого резонансного туннелирования через цепочку локализованных состояний диэлектрической матрицы
3 Наличие положительной магнитотермоэдс в композитах, полученных в атмосфере аргона, и отрицательной - в композитах, полученных в атмосфере аргона и кислорода
4 Проявление сильной несимметрии магнитотермоэдс относительно направления магнитного поля в нанокомпозитах СоРе2гх(А12Оп) юо-х, полученных в атмосфере аргона и смешанной атмосфере аргон + азот
Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на конференциях профессорско-преподавательского состава, сотрудников, аспирантов и студентов (Воронеж, 2005,2006,2007), II и Ш Всероссийских научных конференциях молодых ученых и студентов (Анапа - Краснодар, 2005, 2006), П научно-практической конференции «Нанотехнологии - производству 2005» (Фрязино, 2005), II Международной научно-практической конференции «Структурная релаксация в твердых телах» (Винница - Украина, 2006), XX Международной юбилейной школе-
семинаре «Новые магнитные материалы микроэлектроники» (Москва, 2006), 5th International Seminar on FERROELASTICS PHYSICS (2006, Voronezh, Russia), III Всероссийской конференции «Химия поверхности и нанотехноло-гия» (Санкт-Петербург - Хилово, 2006), VIII Всероссийской молодежной конференции по физике полупроводников и полупроводниковой опго- и наноэлек-тронике (Санкт-Петербург, 2006), П Всероссийской конференции по физике наноматериалов «Нано 2007» (Новосибирск, 2007)
Публикации. По теме диссертации опубликовано 18 научных работ, в том числе 3 - в изданиях, рекомендованных ВАК РФ В работах, опубликованных в соавторстве и приведенных в конце автореферата, лично соискателю принадлежит [1-18] - подготовка к эксперименту, [1-18] - получение и анализ экспериментальных данных, [1-18] - обсуждение полученных результатов и подготовка работ к печати
Структура и объем работы
Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов и списка литературы из 117 наименований Основная часть работы изложена на 154 страницах, содержит 62 рисунка и 5 таблиц
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Во введении обоснована актуальность работы, сформулированы цели и задачи исследования, показаны научная новизна и практическая ценность работы, сформулированы основные результаты и положения, выносимые на защиту, приведены сведения об апробации результатов работы, публикациях, личном вкладе автора, структуре и объеме диссертации
В первой главе представлен литературный обзор по теме диссертации Рассмотрены структурные особенности гранулированных нанокомпозитов, а также упомянуты факторы, оказывающие влияющие на формирование в них наногранулированной структуры и ее морфологию Обсуждены электрические свойства и основные модели электропереноса в гранулированных нанокомпо-зитах Также рассмотрены магнитные и магниторезистивные свойства гранулированных нанокомпозитов На примере композита Cosg(AJ203)42 п оказано, что если в нанонокомпозитах существует локальная анизотропность, то помимо обычного, ставшего уже классическим, отрицательного магнитосопротив-ления может наблюдаться и положительное магнитосопротивление, причем значительно большее, чем это может наблюдаться в гомогенных материалах
Приведены особенности основных методов измерения термоэдс интегрального и дифференциального Рассмотрены основные выводы теоретических моделей Мотта, Коренблита, Герцера, Грановского, Парфенова и Шкля-рука, описывающие природу термоэдс в некристаллических веществах Обсуждено влияние химического состава на термоэдс нанокомпозитов Показано, что нанокомпозиты, в которых наночастицы сформированы из ферромагнитных металлов, обладают более высокими значениями термоэдс, чем наноком-
позиты с наночастицами из цветных металлов Рассмотрены особенности поведения термоэдс нанокомпозитов в зависимости от температуры в интервале 0-300 К Показано, что для большинства композитов характерна приблизительно линейная зависимость термоэдс от температуры, при этом для структур, содержащих в своем составе цветные металлы (Си, Ag), при температурах ниже 100 К наблюдается отклонение зависимостей от линейного вида Также отмечается, что с понижением концентрации компонентов, из которых состоят наногранулы, зависимость термоэдс от температуры становится менее выраженной Рассмотрено влияние напряженности магнитного шля на термоэдс различных нанокомпозитов Показано, что полевая зависимость термоэдс, возникающая в магнитных наногранулированных сплавах металл-диэлектрик, может быть описана соотношением, приведенным в работах Сато и Ши
Ш = А + ВЩ.
т р{н)
Соотношение данного вида было найдено для металлических мультис-лоев и гранулированных сплавов с гигантским магнигосопротивлением и связано с тем, что как р(Н), так и 8(Н) определяются в этих металлических системах спин-зависящим рассеянием как в объеме гранул, так и на интерфейсах Обсуждены теоретические модели мнимых локализованных состояний (Инуе) и спин-расщепленных состояний Показано, что обе предлагаемые модели могут по разному объяснить знак константы В для систем, содержащих Со и Ре, другими словами, обе модели не могут самостоятельно объяснить рассеяние, ответственное за гигантскую магнитотермоэдс Также рассмотрена модель, предложенная Грановским и др, в соответствии с которой туннельная термоэдс пропорциональна квадрату намагниченности, что может служить подтверждением единой природы магниосопротивления и магнитотермоэдс Однако при этом необходимым условием данной теории является равенство В = -А в выражении Сато и Ши, что не согласуется с экспериментами Сато для композитов Со-АЮ
Во второй главе приведены краткое описание методики получения гранулированных нанокомгоитов металл-диэлектрик и принцип работы оригинальной установки ионно-лучевого распыления Представлены результаты электронно-микроскопических исследований тонкопленочных образцов нанокомпозитов (Со41рез9В2о)х(810п)1оо-х Приведено описание специально разработанных измерительных комплексов, предназначенных для исследования термоэлектрических свойств гранулированных нанокомпозитов Кратко рассмотрены особенности экспериментальных методик исследования концентрационных, температурных и магнитнополевых зависимостей термоэдс гранулированных нанокомпозитов
В третьей главе приводятся результаты изучения концентрационных зависимостей термоэдс гранулированных нанокомпозитов металл-диэлектрик с однокомпонентными кристаллическими и многокомпонентными аморфными
гранулами в аморфных диэлектрических матрицах Для сравнения также представлены концентрационные зависимости удельного электрического сопротивления для изученных структур Для исследованных композитов с металлическими гранулами из Со и диэлектрическими матрицами А1203, СаР, ЦТНСВ1 характерен одинаковый вид концентрационных зависимостей термоэдс, при котором термоэдс композитов до порога протекания меньше термоэдс композитов за порогом протекания (например, см рис 1) Вид данных зависимостей сходен с видом концентрационных зависимостей электросопротивления, при этом имеется корреляция между поведением данных транспортных характеристик Добавление в атмосферу получения композитов активного газа кислорода приводит к увеличению их удельного электросопротивления и понижению термоэдс во всем концентрационном диапазоне С увеличением давления кислорода удельное электрическое сопротивление повышается и, соответственно, это приводит к понижению абсолютных значений термоэдс Такое поведение
Рис 1 Термоэдс (а) и удельное электросопротивление (Ь) в зависимости от концентрации Со для нанокомпозито в Сох(А]2Оп)._х, полученных при различных условиях в атмосфере аргона (1), при введении в атмосферу аргона 02 давлением 3,2x10"5 Topp (2) и 3,5х10"5 Topp (3), ПП- порог протекания
Рис 2 Зависимости термоэдс (а) и электрического сопротивления (Ь) от концентрации металлической фазы для нанокомпозитов (CoFcZr)x(AÍ2On),.Xj полученных в атмосфере аргона (1) и в смешанных атмосферах аргон с добавлением азота с парциальным давлением азота 0,86x1o"4 Topp (2), 1,6 х 10"4 Topp (3) или аргон с добавлением кислорода с парциальным давлением кислорода 3*10~5 Topp (4), ПП — порог протекания
данных транспортных характеристик связывается с изменениями, которые происходят в структуре проводящих каналов при наличии кислорода
Из анализа зависимостей, полученных для композитов, напыленных с металлическими гранулами из СоРегг, СоТа№>, СоРеВ, следует, что поведение термоэдс исследованных структур также зависит от состава диэлектрической матрицы и условий напыления Для исследованных композитов с диэлектрическими матрицами А1203, 8Ю2 характерен одинаковый вид концентрационных зависимостей термоэдс, при котором термоэдс композитов до порога протекания больше термоэдс композитов за порогом протекания (например, см рис 2, кривые 1,4)
Однако проведенные исследования концентрационных зависимостей термоэдс для композитов Сох(Ь1№>03)1_х> (СоРе&)х(ЦТНСВ1)1.х, (СоРег^хфОпХ-х, а также для композитов (СоРегг^А^О^.х, полученных в атмосфере аргона+азота, показывают, что в представленных выше закономерностях имеются исключения Таким образом, показано, что термоэдс композитов с ростом электросопротивления может как понижаться, так и повышаться в зависимости от химического состава гранул и матрицы
Для уточнения влияния структурных изменений, а следовательно, и электросопротивления на термоэдс композитов металл-диэлектрик проводились дополнительные исследования, заключавшиеся в измерении термоэдс образцов нанокомпозшов в исходном состоянии и после отжигов при температурах, не приводящих к кристаллизации. Анализ приведенных зависимостей (например, см рис 3) показывает, что отжиг аморфных композитов при температурах, не приводящих к кристаллизации структуры, способствует увеличению термоэдс во всем диапазоне концентраций металлической фазы по мере повышения температуры обработки
Рис 3 Зависимости термоэдс (а) и электрического сопротивления (Ь) от концентрации металлической фазы для нанокомпозитов (Со45ре45Хг) 0)х(АЬОп), _х 1 - в исходном состоянии, 2 - после отжига при Т= 300 °С в течение 30 мин при наложении магнитного поля, 3 — после отжига при Т= 300 °С в течение 30 мин без наложения магнитного поля,
ПП - порог протекания
Анализ результатов исследований концентрационных зависимостей термоэдс композитов металл-диэлектрик показывает, что изучаемые характеристики проявляют различные закономерности при изменении структуры компонентов, химического состава и условий получения образцов Для композитов, расположенных за порогом протекания, значительное уменьшение термоэдс может быть связано не столько с увеличением туннельных зазоров, сколько с изменением теплопроводности и процесса теплопередачи По теории Бергмана и Леви термоэдс двухкомпонентного композита будет определяться электро- и теплопроводностью его компонентов при условии изотропности их структуры Подчеркнем, что данное объяснение носит исключительно качественный характер, так как в данной теории считается, что значения всех параметров компонент соответствуют значениям объемных материалов, и что при образовании композита не возникает новых механизмов переноса, как, например, туннелирования Тем не менее, для большинства исследованных композитов наблюдается рост термоэдс от порога протекания в сторону увеличения концентрации металлической фазы Наблюдаемые незначительные отклонения от данной закономерности связаны с условиями получения композитов в основном они характерны для композитов, полученных в смешанной атмосфере с добавлением кислорода, когда с ростом концентрации металлической фазы наблюдается некоторое снижение термоэдс (например, для композитов (СоРе2г)х(А12Оп) 1_х или (СоРе2г)х(ЦТНСВ 1) 1-х) Такое отклонение поведения термоэдс связано с увеличением концентрации окислов металлов, образующихся при реактивном распылении в атмосфере кислорода Для композитов, расположенных за порогом протекания, также наблюдается зависимость величины термоэдс от состава металлических гранул для композитов одной диэлектрической матрицы наблюдается рост термоэдс при изменении элементного состава гранул от Со№>Та к СоРеВ и далее к СоРе2г и Со Такая закономерность связана с различной плотностью электронных состояний на уровне Ферми Термоэдс за порогом протекания выше для композитов, имеющих большее значение величины g(EF)
Термообработка композитов, расположенных в концентрационной области за порогом протекания, приводит к повышению термоэдс Такой рост термоэдс после отжига вполне закономерен, так как в этом случае имеет место диффузионная термоэдс, реализующаяся за счет протекания электронного потока по каналам из соприкасающихся металлических гранул Термическая обработка приводит к понижению электросопротивления композитов за порогом протекания, а следовательно, к повышению термоэдс за счет протекания релаксационных процессов и улучшения структуры проводящих каналов
Теория эффективной среды не может дать удовлетворительного объяснения поведению термоэдс в композитах до порога протекания Например, для композитов с аморфными наногранулами наблюдаются обратные зависимости термоэдс от концентрации металлического компонента с ростом концентрации металлической фазы термоэдс уменьшается по абсолютной величине Повы-
шение термоэдс после отжига композитов до порога протекания при увеличении электросопротивления также свидетельствует о несостоятельности теории эффективной среды для объяснения термоэдс данных структур, в соответствии с которой термоэдс пропорциональна проводимости В этом диапазоне концентраций перенос заряда осуществляется за счет туннелирования электронов от гранулы к грануле и путем прыжковой проводимости по локализованным состояниям вблизи уровня Ферми В соответствии с выводами теории Мотта, получившими развитие в теориях Грановского, Парфенова и др, термоэдс в неупорядоченных средах при прыжковой проводимости напрямую зависит от производной плотности электронных состояний на уровне Ферми Эта величина единственная, которая может зависеть от химического состава и условий получения композитов Термообработка, не приводящая к кристаллизации аморфной структуры композитов, расположенных до порога протекания, способствует ускорению процессов структурной релаксации В результате релаксации аморфной структуры диэлектрической матрицы, с одной стороны, уменьшается плотность локализованных состояний на уровне Ферми, по которым осуществляется электроперенос, а с другой стороны, уменьшается ширина распределения плотности состояний Эти две тенденции могут привести к увеличению или уменьшению значения производной плотности состояний по энергии даже для композитов одного и того же элементного состава, но разной концентрации Таким образом, термоэдс в нанокомпозигах металл-диэлектрик зависит от элементного состава гранул и матрицы, условий их получения, концентрации компонентов и в существенной степени определяется механизмом переноса заряда
В четвертой главе рассмотрено влияние температуры на термоэдс гранулированных нанокомпгоитов металл-диэлектрик Для исследования температурных зависимостей термоэдс были отобраны по 2-3 образца композитов СохСА^О,,)^ с составами до и за порогом протекания Хс, из двух серий, напыленных в атмосфере аргона и в смешанной атмосфере аргона+кисдорода. Показано, что в области металлической проводимости для всех серий (например, см рис 4 Ь)
S, мкВЖ
5, мкВ/К
100 150 200 250
100 150 200 250
т,к
Рис 4 Зависимости термоэдс от температуры для композитов Сох(А12Оп)10о-х, полученных при реактивном распылении в атмосфере аргона + килорода (Рог "=3 .2 10"5 Topp) а -при X = 57,2 ат % (1) и 63,9 ат % (2), b - при X = 67,9 ат % (1) и 73,8 аг % (2)
при х > Хс S ~ Т, что и следовало ожидать для диффузионного переноса и упругого характера рассеяния Другой вид зависимости S(T) демонстрируют составы с х < Хс (например, см рис 4 а) Для них можно выделить две области — область средних температур (от 77 до 205 К), где изменение термоэдс незначительно, и высокотемпературную (Т > 205 К), в которой абсолютное значение S возрастает с увеличением температуры Можно предположить, что при данной температуре (~ 205 К) происходит смена механизма проводимости Введение в процессе напыления кислорода приводит к понижению абсолютных значений термоэдс, при этом вид температурных зависимостей не изменяется
Для композитов (Co45Fe45Zrio)x(Al2On)i.x, полученных в атмосфере аргона, также можно выделить две области — область сред них температур (от 77 до 180 К) и высокотемпературную (Т>180К), в которых изменение термоэдс имеет различный вид Здесь по аналогии с композитами Сох(А12Оп)100-х можно предположить, что при температуре -180 К происходит смена механизмов проводимости Для композитов (Co45Fe45Zr1())x(A]2On)i_x, полученных в смешанной атмосфере аргона+кислорода, температурной зависимости термоэдс свойственно аналогичное поведение. Зависимости термоэдс от температуры для композитов CoFeZrxiAkO^oo-x, полученных при реактивном распылении в атмосфере аргона + азота, показывают S ~ Т
В результате анализа экспериментальных зависимостей было заключено, что в области средних температур для указанных составов реализуется прыжковая проводимость с переменной длиной прыжка по локализованным состояниям вблизи уровня Ферми, а при более высоких температурах доминирует неупругое резонансное туннелирование через цепочку локализованных состояний в диэлектрической матрице Для подтверждения данной гипотезы для композитов Сох(А12Оп)100-х были исследованы температурные зависимости проводимости При температурах Т > 205 К наблюдается отклонение от закона Мотга, где температурная зависимость проводимости, построенная в координатах 1п(сто/ст) - f[ln(T(/T)] (где ст0- величина электрической проводимости при комнатной температуре и Т0 = 300 К), удовлетворяет степенному закону, характерному для неупругого резонансного туннелирования по отдельным каналам через цепочку локализованных состояний в диэлектрической матрице Поэтому заметное изменение на температурной зависимости термоэдс при температуре ~ 205 К связано со сменой механизма проводимости от прыжкового к неупругому резонансному туннелированию электронов от гранулы к грануле через локализованные состояния диэлектрической матрицы В результате сопоставления данных по электропроводности и термоэдс с теорией Мотта были оценены плотности электронных состояний на уровне Ферми и их производные для композитов до порога протекания (Таблица)
Для композитов (Co4SFe45Zrio)x(Al20I1)1_x предположение о чувствительности температурных зависимостей термоэдс к смене механизмов проводимости также подтверждается исследованиями электрических свойств, проведенных в предыдущих работах
Плотность состояний и ее производная по энергии для нанокомпозитов _СохСА12Оп)1оо -х исследованных составов
в"4, Плотность Производная
Состав Композит состояний плотности состояний
атмосферы K!/4 (а = 3 нм), хЮ21 эВ"1 см"3 по энергии, эВ"2 см"3
СО46,4(А1,0„)5З6 11,53 0,4 0,09
Аг СО5О.9(А12Оп)49., 7,69 2,0 -
СО54.2(А12Оп)45.8 5,83 5,9 0,03
С054,9(А12ОП)411 11,13 0,45 -
АГ+02 Со57.2(А12Оп)42.8 7,87 1,8 0,03
СОбо.з(А12Оп)за7 6,79 3,2 -
СО639(А12Оп)361 4,58 16,0 0,07
Полученные результаты можно также интерпретировать в рамках теории Парфенова и Шклярука, в соответствии с которой термоэдс неупорядоченных проводников при прыжковой проводимости с переменной длиной прыжка описывается формулой типа A-Jf + ВТ, которая является усовершенствованной формой формулы Мотга С помощью данной теории также можно объяснить линейный вид зависимостей термоэдс от температуры для композитов (Co45Fe45Zrio)x(Al20n)I_x, полученных в смешанной атмосфере аргон+азот, что связано с преобладанием линейного члена ВТ
В пятой главе рассмотрены зависимости термоэдс от напряженности магнитного поля В результате исследования композитов с содержанием металлической компоненты выше порога перколяции и характеризующихся металлическим характером электрической проводимости не обнаружена зависимость термоэдс от магнитного поля Для композитов Сох(А120п)юо-х> Д° порога протекания, полученных в атмосфере аргона (рис 5 a), S < 0 и магнитотермо-эдс (МТДС) имеет симметричное поведение при изменении ориентации поля Вне области слабых полей абсолютные значения термоэдс уменьшаются при увеличении поля, то есть AS (II) > 0 и AS (II) / S < 0 При получении нанокомпозитов в атмосфере аргона и кислорода ситуация кардинально меняется Наложение внешнего магнитного поля приводит не к снижению, а к увеличению абсолютного значения термоэдс (рис 5 Ь), то есть AS(H)<0 и AS (II) / S > 0 Экспериментальные результаты для композитов СоFeZrx(А 12Оп),оо-х, полученных в атмосфере аргона (рис 6 а), качественно согласуются с результатами, полученными на композитах Сох(А120„)юо-х с увеличением магнитного поля термоэдс уменьшается по абсолютной величине Однако в этом случае для композитов CoFeZrx(Al2O„)i00_x наблюдается сильная асимметрия зависимости термоэдс по отношению к направлению поля При получении композитов CoFeZrx(Al2On)ioo-x в атмосфере аргона и кислорода МТДС вновь меняет знак на противоположный и становится четной (рис 6 Ь) Таким образом, как показано на рисунках 5 Ь, 6 b положительные значения AS
Рис 5 Зависимости термоэдс от напряженности магнитного поля для композитов Сох(А120„),оо Х> полученных при реактивном распылении в атмосферах аргона (а) и
аргона + кислорода(Ь)
Рис 6 Зависимости термоэдс от напряженности магнитного поля для композитов СоРе2гх(А12Оп)юо_х, лолученных при реактивном распылении в атмосферах аргона (а) и
аргона + кислорода(Ь)
Рис 7 Зависимости термоэдс от напряженности магнитного поля для композитов СоРе2гх(А12Оп)100_х полученных при реактивном распылении в атмосфере аргона + азота а-(Рм = 8,6 10"5 Торр) Ь - (Рм = I 6 10"4 Торр)
в сильных полях в образцах, полученных в атмосфере аргона и кислорода, являются типичными для исследованных систем
Наибольшее отличие в поведении МТДС наблюдается для композитов, полученных в атмосфере аргона и азота (например, см рис 7) С увеличением парциального давления азота термоэдс по абсолютной величине уменьшается, а МТДС имеет ярко выраженную нечетную зависимость
Наблюдаемые особенности поведения МТДС рассмотрены в рамках трех возможных механизмов спин-зависящее туннелирование без изменения энергии, неупругое спин-зависящее туннелирование с участием магнонов, изменение теплопроводности при намагничивании Показано, что механизмы неупругого спин-зависящего туннелирования с участием магнонов и изменения теплопроводности при намагничивании малоэффективны для интерпретации экспериментальных данных В рамках механизма упругого туннелирования смена знака МТДС легко объясняется, так как знак МТДС согласно выражению
где Р - спиновая поляризация, определяется знаком фактора , кото-
рый зависит от производной плотности состояний вблизи уровня Ферми для электронных состояний, соответствующих поверхности гранул Эта величина сильно зависит от условий напыления и перемешивания атомов на поверхности гранул Более того, нельзя исключить и то, что туннелирование происходит через локализованные состояния в матрице и тогда упомянутый фактор, характеризующий эти локализованные состояния, а следовательно, и МТДС, будут сильно зависеть от условий напыления Однако и эта теория требует дальнейших доработок, поскольку не может объяснить всех закономерностей Во-первых, выражение для не зависит от концентрации металлической фазы, то есть описывает только полевую зависимость Во-вторых, в рамках этого подхода температурная зависимость сопротивления подчиняется закону «1/2», тогда как в эксперименте температурная зависимость сопротивления при низких температурах описывается законом «1/4», а выше ~ 205 К степенным законом, характерным для туннелирования по цепочке локализованных состояний между гранулами Именно по этим причинам в эксперименте не выполняется соотношение В = -А, являющееся необходимым условием теории упругого туннелирования
Наиболее парадоксальным результатом эксперимента является обнаружение несимметричного поведения МТДС в ряде нанокомпозитов, то есть для них МТДС не является четной функцией магнитного поля Были выполнены измерения МТДС при различных ориентациях магнитного поля относительно плоскости пленки и направления тока, которые показали, что несимметричное поведение МТДС не является следствием выбранной в данной работе геометрии измерений Таким образом, несимметричное поведение МТДС является прямым указанием на наличие анизотропии в пленках Но остается неясным,
почему эта анизотропия проявляется только при измерениях МТДС, а не обнаружена при измерениях магнитосопротивления Ответ на этот вопрос, по-видимому, связан с тем, что МТДС является более сложным явлением, за которое ответственно не только распределение путей протекания тока, но и распределение тепловых потоков Так, например, мертвые концы перколяционного кластера не дают вклад в ток, но могут создавать термоэдс
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
1 Экспериментально исследованы концентрационные зависимости термоэдс нанокомпозитов с однокомпонентными кристаллическими и многокомпонентными аморфными гранулами в различных аморфных диэлектрических матрицах Полученные значения термоэдс отрицательны для всех исследованных композитов, что свидетельствует об электронной природе переноса заряда Установлено, что доя композитов кобальта в диэлектрической матрице А1203, CaF, ЦТНСВ1 термоэдс композитов до порога протекания меньше термоэдс композитов за порогом протекания Для композитов с многокомпонентными аморфными гранулами в простой диэлектрической матрице термоэдс композитов с туннельной проводимостью выше термоэдс композитов за порогом протекания Термическая обработка исследованных композитов, не приводящая к кристаллизации аморфной структуры, способствует повышению абсолютных значений термоэдс во всем диапазоне концентраций металлической фазы
2 Установлено, что введение в вакуумную камеру при ионно-лучевом напылении кислорода или азота приводит к существенному понижению термоэдс нанокомпозитов и сдвигу зависимостей в сторону повышенных концентраций металлического компонента Термическая обработка композитов, полученных в атмосфере аргона и кислорода, не приводящая к кристаллизации аморфной структуры, способствует повышению абсолютных значений термоэдс во всем диапазоне концентраций металлической фазы При этом термоэдс композитов до порога протекания может превышать термоэдс композитов за порогом протекания
3 Экспериментально исследованы температурные зависимости термоэдс нанокомпозитов Со^АЩ^ьх и (CoFeZr)x(Al20n)1oo-x в диапазоне температуры от 77 К до 300 К, которые показывают линейный характер изменения для композитов за порогом протекания, что свидетельствует о диффузионной природе термоэдс Для композитов до порога протекания при температуре ~ 205 К (для нанокомпозитов (Co)x(Al2On)i.x) и -180 К (для нанокомпозитов (CoFeZr)x(Al20],)ioo-x) наблюдается изменение угла наклона кривых термоэдс, что объясняется сменой механизма проводимости от закона Мотга 1п(а) ос (1 /Т)1/4 к степенной зависимости, соответствующей модели неупругого резонансного туннелирования через цепочку локализованных состояний диэлектрической матрицы Введение в процессе напыления кислорода приводит к понижению абсолютных значений термоэдс, при этом вид температурных зависимостей не изменяется По температурным зависимостям проводимости и
термоэдс для нанокомпозитов (Co)x(Al20„)i-x, гае выполняется закон Мотга, определены плотность состояний электронов на уровне Ферми и ее производная по энергии
4 Экспериментально исследованы зависимости термоэдс от напряженности магнитного поля для композитов с наночастицами Со и Co45Fe45Zr10 в диэлектрической матрице А120„ с составами до порога протекания В композитах, полученных в атмосфере аргона, обнаружена отрицательная магнитотермоэдс, т е уменьшение термоэдс в сильных магнитных полях. При этом в композитах Cox(Al20n)ioo-x магнитотермоэдс - четная, а в композитах CoFeZrx(Al2On)!оо-х проявляется сильная несимметрия относительно направления поля В композитах, полученных в атмосфере аргона и кислорода, наблюдается положительная магнитотермоэдс, имеющая четный характер В композитах CoFeZrx(Al2On)ioo-х, полученных в атмосфере аргона и азота, также наблюдается магнитотермоэдс, однако несимметрия относительно направления поля еще более возрастает относительно композитов, полученных в атмосфере аргона На качественном уровне теория магнитотермоэдс при упругом туннелировании позволяет объяснить различие в поведении магнитотермоэдс за счет влияния условий напыления на локальную плотность электронных состояний на уровне Ферми Обнаруженное несимметричное поведение магнитотермоэдс в наноком-позитах CoFeZrx(Al2On)joo-x, полученных в атмосфере аргона или аргона и азота, указывает на наличие анизотропии диэлектрической матрицы этих образцов
Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:
Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК РФ
1 Белоусов В А, Калинин Ю Е, Ситников А В Термоэдс композитов аморфных металлических наночастиц Co45Fe45Zr|0 в диэлектрической матрице А1203 и SiO? // Вестник Воронеж гос техн ун-та Сер. Материаловедение 2005 Вып 117 С 64-67
2 Белоусов В А, Калинин Ю Е, Ситников А В Термоэдс композитов металлических наночастиц Со в аморфной диэлектрической матрице А1203 // Вестник Воронежского государственного технического университета 2006 Т 2 №11 С 34-38
3 Электрические и магнитные свойства мультислойных структур нано-композит - гидрогенизированный аморфный кремний / В А Белоусов, Ю Е Калинин, К Г Королев, А В Ситников, К А Ситников // Вестник Воронежского государственного технического университета 2006 Т 2 № 11 С 24-29
Статьи и материалы конференций
4 Белоусов В А , Калинин Ю Е, Ситников А В Термоэдс композитов металлических наночастиц Со и CoFeZr в диэлектрической матрице Pbo8iSroo4(Nao5Bio5)oi5(Zro575Tio,425)03 // Новые магнитные материалы микро-
электроники (НМММ-20) сб тр ХХ-ймеждунар школы-семинара - М, 2006 -С 557-559
5 Белоусов В А, Калинин Ю Е, Ситников А В Термическая релаксация термоэдс композитов металлических наночастиц CoFeZr в диэлектрической матрице А1203 + 02 // Новые магнитные материалы микроэлектроники (НМММ-20) сб тр ХХ-ймеждунар школы-семинара -М,2006 -С 554-556
6 Кинетические явления в аморфных нанокомпозитах металл-диэлектрик / В А Белоусов, Ю Е Калинин, А В Ситников, О В Стогней // Новые магнитные материалы микроэлектроники (НМММ-20) сб тр. ХХ-й меж-дунар школы-семинара - М, 2006 - С 520-522
7 Белоусов В А, Калинин Ю Е, Ситников А В Термоэдс композитов металлических наночастиц CoTaNb в диэлектрических матрицах Si02 и А1203 // Современное состояние и приоритеты развития фундаментальных наук в регионах труды Ш-й всерос науч. конф. молодых ученых и студентов - Анапа., 2006 -С 83-84
8 Белоусов В.А, Калинин Ю Е, Ситников А В Термическая релаксация термоэдс композитов металлических наночастиц CoFeZr в диэлектрических матрицах А1203 и Si02 // Structural relaxation in solids Materials of international scientific-plastical conference - Vinnitsa (Ukraine) 2006 — P 169-171
9 Белоусов В A, Ситников А В Термоэдс композитов металлических наночастиц Со в диэлектрической матрице CaF // 46-я науч -техн конф профессорско-преподавательского состава, сотрудников, аспирантов и студентов тез докл - Воронеж, 2006 - С 15
10 Белоусов В А, Калинин Ю Е, Ситников А В Термоэдс композитов металлических наночастиц Со в диэлектрической матрице А1203 // Нанотехно-логии- производству 2005 тез докл конф -Фрязино,2005 —С 14-15
11 Белоусов В А , Калинин Ю Е, Ситников А В Термоэдс композитов металлических наночастиц Со в диэлектрической матрице LiNb03 // The Fifth International Seminar on Ferroelastics Abstract Book - Voronezh (Russia) - 2006 -P 119
12 Белоусов В А, Калинин ЮЕ, Ситников А В Влияние N2 и 02 на термоэдс композитов металлических наночастиц CoFeZr в диэлектрической матрице А1203 // Химия поверхности и нанотехнология тез докл IH-й всерос конф (с международным участием) - Санкт-Петербург (Хилово). 2006 - С 228-229
13 Транспортные свойства мультислоев нанокомпозит — гидрогенизиро-ванный аморфный кремний / В А Белоусов, Ю Е Калинин, К Г Королев, А В Ситников // Химия поверхности и нанотехнология тез докл Ш-й всерос конф (с международным участием) - Санкт-Петербург (Хилово), 2006 - С 257-258
14 Белоусов В А , Калинин Ю Е, Ситников А В Влияние термической обработки на термоэдс композитов из наночастиц CoFeB в диэлектрических матрицах А1203 И Si02 // Химия поверхности и нанотехнология тез докл Ш-й
всерос конф (с международным участием) — Санкт-Петербург (Хилово), 2006 -С 230-231
15. Белоусов В А, Калинин ЮЕ, Ситников А В Термоэдс и электрическая проводимость нанокомпозитов Со-А1203 + 02 // VIII-я всерос молодежная конф по физике полупроводников и полупроводниковой опто- и наноэлектронике тез докл - Санкт-Петербург, 2006 - С 55
16 Магнитотермоэдс нанокомпозитов Со-А12Оп + 02 / В А Белоусов, ЮЕ Калинин, А В Ситников, А К Федотов // Вторая всерос конф по наноматериалам «Нано2007» сб тез докл.—Новосибирск,2007 - С 287
17 Белоусов В А, Калинин ЮЕ, Ситников А В Магнитотермоэдс нанокомпозитов CoFeZT^Ayi^ioo-x + 02 // 47-я науч -техн конф профессорско-преподавательского состава, сотрудников, аспирантов и студентов тез докл -Воронеж» 2007 -С 2
18 Магнитотермоэдс нанокомпозитов CoFeZrx(Al2O3)100_x + N2 / В А Белоусов, Ю Е Калинин, А В Ситников, Е О Тихонов // 47-я науч -техн конф профессорско-преподавательского состава, сотрудников, аспирантов и студентов тез докл -Воронеж, 2007 -С 25
Подписано в печать 10 09 2007, Формат 60x84/16 Бумага для множительных аппаратов Уел печ л 1,0 Тираж 90 экз Заказ № ГОУВПО «Воронежский государственный технический университет» 394026 Воронеж, Московский просп, 14
Введение.
1. Литературный обзор.
1.1. Нанокомпозиты металл-диэлектрик.
1.1.1. Структура нанокомпозитов.
1.1.2. Электрические свойства нанокомпозитов.
1.1.2.1. Электронный транспорт в гранулированных пленках металл-диэлектрик.
1.1.2.2. Проводимость в «металлическом» режиме.
1.1.2.3. Проводимость в «диэлектрическом» режиме.
1.1.3. Магнитные свойства нанокомпозитов металл-диэлектрик.
1.1.4. Магниторезистивные свойства нанокомпозитов металл-диэлектрик
1.2. Термоэдс в аморфных и наноструктурных материалах.
1.2.1. Методы исследования термоэдс.
1.2.2. Интегральный метод.
1.2.3. Дифференциальный метод.
1.2.4. Термоэдс в некристаллических веществах.
1.2.5. Влияние химического состава на термоэдс нанокомпозитов.
1.2.6. Влияние температуры на термоэдс нанокомпозитов.
1.2.7. Влияние магнитного поля на термоэдс нанокомпозитов.
1.3. Выводы, цели и задачи диссертации.
2. Методика эксперимента.
2.1. Методика получения нанокомпозитов.
2.2. Исследование структуры нанокомпозитов (Co4iFe39B2o)x(SiOn)ioo-x.
2.3. Методика измерения концентрационных зависимостей термоэдс.
2.4. Методика измерения температурных зависимостей термоэдс.
2.5. Методика измерения зависимостей термоэдс от напряженности магнитного поля.
3. Влияние концентрации металлического компонента на термоэдс нанокомпозитов металл-диэлектрик.
3.1. Концентрационные зависимости термоэдс нанокомпозитов с ферромагнитными наночастицами Со в диэлектрических матрицах AI2O3, CaF, ЦТНСВ1, LiNb03.
3.2. Концентрационные зависимости термоэдс нанокомпозитов с ферромагнитными наночастицами CoFeZr в диэлектрических матрицах А1203 иЦТНСВ1.
3.3. Концентрационные зависимости термоэдс нанокомпозитов с ферромагнитными наночастицами CoTaNb в диэлектрических матрицах А1203 и Si02.
3.4. Влияние термической обработки при различных условиях на концентрационные зависимости термоэдс нанокомпозитов металл-диэлектрик.
3.4.1. Влияние термической обработки на концентрационные зависимости термоэдс композитов с наночастицами CoFeZr в диэлектрических матрицах А120з и Si02.
3.4.2. Влияние термической обработки на концентрационные зависимости термоэдс нанокомпозитов с ферромагнитными наночастицами CoFeB в диэлектрических матрицах А1203, Si02.
3.5. Обсуждение результатов исследования концентрационных зависимостей термоэдс композитов металл-диэлектрик.
4. Влияние температуры на термоэдс нанокомпозитов металл-диэлектрик.
4.1. Температурные зависимости термоэдс нанокомпозитов с ферромагнитными наночастицами Со в диэлектрической матрице А
4.2. Температурные зависимости термоэдс нанокомпозитов с ферромагнитными наночастицами CoFeZr в диэлектрической матрице А1203.
4.3. Обсуждение результатов исследования температурных зависимостей термоэдс нанокомпозитов металл-диэлектрик.
5. Влияние напряженности магнитного поля на термоэдс нанокомпозитов металл-диэлектрик.
5.1. Зависимости термоэдс от напряженности магнитного поля для нанокомпозитов с ферромагнитными наночастицами Со в диэлектрической матрице А120з.
5.2. Зависимости термоэдс от напряженности магнитного поля для нанокомпозитов с ферромагнитными наночастицами CoFeZr в диэлектрической матрице А120з.
5.3. Обсуждение результатов исследований термоэдс композитов металл-диэлектрик в зависимости от напряженности магнитного поля.
Актуальность темы
Одним из перспективных направлений в развитии физики конденсированного состояния является исследование физических свойств композиционных наноматериалов типа «ферромагнитный металл -диэлектрик». Это связано с широкими возможностями применения таких систем в микроэлектронике и спинтронике и актуально как с научной точки зрения, так и с практической. Научный интерес к нанокомпозитам обусловлен тем, что наличие в их структуре частиц нанометрового размера приводит к появлению уникальных и чрезвычайно важных для практического применения электрических, гальваномагнитных, оптических и магнитооптических свойств. Среди этих свойств следует отметить в качестве примеров туннельное магнитосопротивление, достигающее 12-13 % при комнатной температуре, гигантский эффект Холла, на 4 порядка превышающий данный эффект в чистых металлах, магниторефрактивный эффект, на два порядка превышающий традиционные магнитооптические эффекты, магнитотермоэдс.
Однако, несмотря на огромный интерес, проявляемый к этим материалам, многие вопросы относительно механизмов электронного переноса в этих сложных наноструктурах остаются невыясненными, а многие экспериментальные данные противоречивы. Так, до настоящего времени не существует общепринятой точки зрения на природу магнитотермоэдс, а для описания температурной зависимости сопротивления привлекаются различные механизмы: слабая локализация, кулоновская блокада, прыжковый перенос, неупругое резонансное туннелирование, квантовая перколяция. В связи с этим не вызывает сомнений актуальность исследований, направленных на установление более глубокого понимания физических механизмов переноса носителей заряда в нанокомпозитах металл-диэлектрик, реализация которых несет ответственность за возникновение термоэлектрических свойств.
Тема данной диссертации соответствует «Перечню приоритетных направлений фундаментальных исследований», утвержденных Президиумом РАН (раздел 1.2 - «Физика конденсированного состояния вещества», подраздел 1.2.5 - «Физика твердотельных наноструктур, мезоскопика»). Диссертационная работа является частью комплексных исследований, проводимых на кафедре физики твердого тела Воронежского государственного технического университета по плану госбюджетной темы НИР № ГБ 1.4.06 «Природа электронного транспорта в твердотельных гетероструктурах с различной размерностью», а также по гранту РФФИ № 06-02-81035-Бела «Нелинейные явления в композитных и мульти-слойных магнитных наноструктурах при воздействии внешних полей».
Цель и задачи работы
Целью данной работы являлось выяснение природы термоэдс в гранулированных нанокомпозитах металл-диэлектрик и изучение ее зависимости от концентрации металлического компонента, температуры и напряженности магнитного поля.
Для достижения указанной цели были сформулированы следующие задачи: спроектировать и изготовить три измерительных комплекса для исследования концентрационных, температурных и полевых зависимостей термоэдс тонкопленочных гранулированных нанокомпозитов металл-диэлектрик; исследовать концентрационные, температурные и полевые зависимости термоэдс композитов металл-диэлектрик с кристаллическими однокомпонентными и аморфными многокомпонентными гранулами; провести анализ полученных экспериментальных данных с целью изучения влияния химического состава, условий получения, механизма проводимости на термоэдс композитов металл-диэлектрик.
Научная новизна
В работе впервые: экспериментально установлено, что для композитов кобальта в диэлектрической матрице AI2O3, CaF, ЦТНСВ1 термоэдс композитов до порога протекания меньше термоэдс композитов за порогом протекания, а для композитов с многокомпонентными аморфными гранулами в простой диэлектрической матрице термоэдс композитов до порога протекания выше термоэдс композитов за порогом протекания. Показано, что до порога протекания термоэдс определяется туннельной, а за порогом протекания -диффузионной проводимостью.
Установлено, что термическая обработка исследованных композитов, не приводящая к кристаллизации аморфной структуры матрицы, способствует повышению абсолютных значений термоэдс. В области туннельной проводимости рост термоэдс при термообработке связывается с релаксацией аморфной структуры диэлектрической матрицы, а в области диффузионной проводимости - с релаксацией проводящих каналов металлической фазы.
Исследованы температурные зависимости термоэдс нанокомпозитов (Co)x(Al2On)i.x и (Co45Fe45Zrio)x(Al20n)i.x в диапазоне температуры от 77 К до 300 К, которые показывают линейный характер изменения для композитов за порогом протекания. Для композитов до порога протекания при температуре ~ 180-205 К наблюдается изменение угла наклона кривых термоэдс, что объясняется сменой механизма проводимости от закона Мотта (1п(а) ос (1/Т)1/4), соответствующего прыжковой проводимости с переменной длиной прыжка по локализованным состояниям вблизи уровня Ферми, к степенной зависимости, соответствующей модели неупругого резонансного туннелирования через цепочку локализованных состояний диэлектрической матрицы. Из данных эксперимента в области проводимости с переменной длиной прыжка для проводимости и термоэдс определены эффективная плотность электронных состояний на уровне Ферми и ее производная по энергии для композитов Cox(Al20n)i-x
Исследованы зависимости термоэдс доперколяционных композитов с наночастицами Со и Co45Fe45Zri0 в диэлектрической матрице АЬОп от напряженности магнитного поля. Показано, что, в композитах, полученных в атмосфере аргона, наблюдается отрицательная магнитотермоэдс, т.е. уменьшение термоэдс в сильных магнитных полях. В композитах, полученных в атмосфере аргона и кислорода, наблюдается положительная магнитотермоэдс, имеющая четный характер.
Практическая значимость работы
1. Изготовлены оригинальные измерительные комплексы, частично с компьютерным управлением, предназначенные для исследования термоэлектрических свойств тонкопленочных гранулированных нанокомпозитов металл-диэлектрик.
2. Дополнен пакет прикладных программ для автоматизированного измерительного комплекса, разработанного к.ф.-м.н Копытиным М.Н., что позволяет осуществлять измерение и сбор экспериментальных данных по температурным зависимостям термоэдс в автоматическом режиме.
3. Высокая степень изменения термоэдс нанокомпозитов металл-диэлектрик при наложении магнитного поля позволяет использовать такие материалы в качестве датчиков магнитного поля.
Основные положения и результаты, выносимые на защиту:
1. Концентрационные зависимости термоэдс нанокомпозитов с различным химическим составом и структурой металлических гранул: до порога протекания термоэдс определяется туннельной, а за порогом протекания - диффузионной проводимостью.
2. Для композитов, расположенных до порога протекания, в области низких температур наблюдается изменение угла наклона кривых термоэдс, связанное со сменой механизма переноса заряда от прыжкового с переменной длиной прыжка к модели неупругого резонансного туннелирования через цепочку локализованных состояний диэлектрической матрицы.
3. Наличие отрицательной магнитотермоэдс в композитах, полученных в атмосфере аргона, и положительной - в композитах, полученных в атмосфере аргона и кислорода.
4. Проявление сильной несимметрии магнитотермоэдс относительно направления магнитного поля в нанокомпозитах CoFeZrx(Al2On) 100х, полученных в атмосфере аргона и смешанной атмосфере аргон + азот.
Апробация работы
Основные положения и научные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава, сотрудников, аспирантов и студентов (Воронеж, 2005, 2006, 2007 г.г.), на II и III Всероссийских научных конференциях молодых ученых и студентов (Анапа - Краснодар, октябрь 2005, 2006), на И-й Научно-практической конференции «Нанотехнологии -производству 2005» (Фрязино, 30 ноября - 1 декабря 2005), на Н-й Международной научно-практической конференции «Структурная релаксация в твердых телах» (Винница - Украина, май 2006), на XX Международной юбилейной школе-семинаре «Новые магнитные материалы микроэлектроники» (Москва, Июнь 2006), 5th International Seminar on FERROELASTICS PHYSICS (September 10-13, 2006, Voronezh, Russia), на III-й Всероссийской конференции «Химия поверхности и нанотехнология» (Санкт-Петербург - Хилово, Россия, 24 сентября - 1 октября 2006), на VIII-й Всероссийской молодежной конференции по физике полупроводников и полупроводниковой опто- и наноэлектронике (Санкт-Петербург, 4-8 декабря 2006), на И-й Всероссийской конференции по физике наноматериалов «Нано 2007» (Новосибирск, 13-16 марта 2007).
Публикации
По теме диссертации опубликовано 18 научных работ, в том числе в изданиях, рекомендованных ВАК РФ, 3 работы.
Личный вклад автора
В работах, опубликованных в соавторстве, лично соискателю принадлежит - непосредственное участие в проектировании и изготовлении измерительных комплексов для исследования термоэлектрических свойств тонкопленочных гранулированных нанокомпозитов металл-диэлектрик, выполнение исследований и получение концентрационных, температурных и полевых зависимостей термоэдс, проведение обработки экспериментальных результатов средствами вычислительной техники, участие в обсуждении результатов эксперимента и проведение подготовки научных публикаций для печати.
Структура и объем работы
Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов и списка литературы из 117 наименований. Основная часть работы изложена на 154 страницах машинописного текста, содержит 62 рисунка и 5 таблиц.
Основные результаты и выводы
1. Экспериментально исследованы концентрационные зависимости термоэдс нанокомпозитов с однокомпонентными кристаллическими и многокомпонентными аморфными гранулами в различных аморфных диэлектрических матрицах. Полученные значения термоэдс отрицательны для всех исследованных композитов, что свидетельствует об электронной природе переноса заряда. Установлено, что для композитов кобальта в диэлектрической матрице А1203, CaF, ЦТНСВ1 термоэдс композитов до порога протекания меньше термоэдс композитов за порогом протекания. Для композитов с многокомпонентными аморфными гранулами в простой диэлектрической матрице термоэдс композитов с туннельной проводимостью выше термоэдс композитов за порогом протекания. Термическая обработка исследованных композитов, не приводящая к кристаллизации аморфной структуры, способствует повышению абсолютных значений термоэдс во всем диапазоне концентраций металлической фазы.
2. Установлено, что введение в вакуумную камеру при ионно-лучевом напылении кислорода или азота приводит к существенному понижению термоэдс нанокомпозитов и сдвигу зависимостей в сторону повышенных концентраций металлического компонента. Термическая обработка композитов, полученных в атмосфере аргона и кислорода, не приводящая к кристаллизации аморфной структуры, способствует повышению абсолютных значений термоэдс во всем диапазоне концентраций металлической фазы. При этом термоэдс композитов до порога протекания может превышать термоэдс композитов за порогом протекания.
3. Экспериментально исследованы температурные зависимости термоэдс нанокомпозитов Cox(Al20n)i-x и (CoFeZr)x(Al20n)ioo-x в диапазоне температуры от 77 К до 300 К, которые показывают линейный характер изменения для композитов за порогом протекания, что свидетельствует о диффузионной природе термоэдс. Для композитов до порога протекания при температуре -205 К (для нанокомпозитов (Co)x(Al20n)i.x) и -180 К (для нанокомпозитов (CoFeZr)x(Al2On)ioo-x) наблюдается изменение угла наклона кривых термоэдс, что объясняется сменой механизма проводимости от закона Мотта 1п(а) ос (1/Т)1/4 к степенной зависимости, соответствующей модели неупругого резонансного туннелирования через цепочку локализованных состояний диэлектрической матрицы. Введение в процессе напыления кислорода приводит к понижению абсолютных значений термоэдс, при этом вид температурных зависимостей не изменяется. По температурным зависимостям проводимости и термоэдс для нанокомпозитов (Co)x(Al20n)i-x, где выполняется закон Мотта, определены плотность состояний электронов на уровне Ферми и ее производная по энергии.
4. Экспериментально исследованы зависимости термоэдс от напряженности магнитного поля для композитов с наночастицами Со и Co45Fe45Zrio в диэлектрической матрице А12Оп с составами до порога протекания. В композитах, полученных в атмосфере аргона, обнаружена отрицательная магнитотермоэдс, т.е. уменьшение термоэдс в сильных магнитных полях. При этом в композитах Cox(Al2On)ioo-x магнитотермоэдс -четная, а в композитах CoFeZrx(Al2On)ioo-x проявляется сильная несимметрия относительно направления поля. В композитах, полученных в атмосфере аргона и кислорода, наблюдается положительная магнитотермоэдс, имеющая четный характер. В композитах CoFeZrx(Al2On)ioo-x5 полученных в атмосфере аргона и азота, также наблюдается магнитотермоэдс, однако несимметрия относительно направления поля еще более возрастает относительно композитов, полученных в атмосфере аргона. На качественном уровне теория магнитотермоэдс при упругом туннелировании позволяет объяснить различие в поведении магнитотермоэдс за счет влияния условий напыления на локальную плотность электронных состояний на уровне Ферми. Обнаруженное несимметричное поведение магнитотермоэдс в наноком-позитах CoFeZrx(Al2On) юо-х, полученных в атмосфере аргона или аргона и азота, указывает на наличие анизотропии диэлектрической матрицы этих образцов.
1. Chien C.L. Giant magneto-transport phenomena in granular magnetic systems / C.L. Chien //Mater.Sci. & Eng. 1995. - V.B31. -P.127-131.
2. Duvail J. L.Calculation of the temperature dependence of the giant MR and application to Co/Cu multilayers / J.L. Duvail, A. Fert, L.G. Pereira, D.K. Lottis // J.Appl.Phys. 1994. - V.75. - P.7070-7072.
3. Xiao John Q. Giant magnetoresistance in the granular Co-Ag system / John Q. Xiao, J. Samuel Jiang, C. L. Chien // Phys. Rev. B. 1992. - V.46. - P.9266-9269.
4. Berkowitz A. E. Giant magnetoresistance in heterogeneous Cu-Co alloys / A. E. Berkowitz, J. R. Mitchell, M. J. Carey, A. P. Young, S. Zhang, F. E. Spada, F. T. Parker, A. Hutten, and G. Thomas // Phys. Rev. Lett. 1992. - V.68. - P.3745-3748.
5. Holody P. Giant magnetoresistance in hybrid magnetic nanostructures including both layers and clusters / P. Holody, L. B. Steren, R. Morel, A. Fert, R. Lol3e, P. A. Schr3der // Phys. Rev. B. 1994. - V.50. - P. 12999-13002.
6. Camblong H. E.Theory of magnetotransport in inhomogeneous magnetic structures / H. E. Camblong, S. Zhang, P. M. Levy // J. Appl. Phys. 1994. -V.75. - P.6906-6908.
7. Zhang S. Conductivity and magnetoresistance in magnetic granular films (invited) / S. Zhang, P.M. Levy // J.Appl.Phys. 1993. - V.73. - P.5315-5319.
8. Zhang S.Theory of giant magnetoresistance in magnetic granular films / S. Zhang // Applied Physics Letters. 1992. - V.61. - P.l855-1857.
9. Valet T. Theory of the perpendicular magnetoresistance in magnetic multilayers /T. Valet, A. Fert // Phys. Rev. B. 1993. -V.48. - P.7099-7113.
10. Asano Y. Giant Magnetoresistance in Magnetic Granular Alloys / Y. Asano, A. Oguri, J. Inoue, S. Maekawa // Physical Review B. 1994. - V.49. - P.12831-12834.
11. Inoue J. Spin-Dependent Resistivity in Magnetic-Alloys and Multilayers / J. Inoue, S. Maekawa // J. Magn. Magn.Mater. 1993. - V.127. - P.L249-L253.
12. Ганыиина Е.А. Особенности магнитооптических спектров гибридных мультислоев Co/Si02 // Е.А.Ганьшина, А.Б.Грановский, Б.Диени, Р.Ю. Кумаритова, А.Н. Юрасов // ФТТ. 2000. - Т.42,№10. - С. 1860-1862.
13. З.Грановский А. Гигантский магниторефрактивный эффект в магнитных гранулированных сплавах CoFe-MgF / А. Грановский, В. Гущин, И. Быков, А. Козлов, N. Kobayashi, S. Ohnuma, Т. Masumoto, М. Inoue // ФТТ. 2003. -Т.45, №5. - С 867-869.
14. Быков И.В. Магниторефрактивный эффект в гранулированных сплавах с туннельным магнитосопротивлением / И.В. Быков, Е.А. Ганьшина, А.Б. Грановский, B.C. Гущин, А.А. Козлов, Т. Масумото, С.Онума // ФТТ. -2005. Т.47,№2. - С.268-273.
15. Грановский А.Б. Магниторефрактивный эффект в нанокомпозитах: зависимость от угла падения и поляризации света / А.Б. Грановский, М. Инуе, Ж.П. Клерк, А.Н. Юрасов // ФТТ. 2004. - Т.46, №3. - С. 484-487.
16. Быков И.В. Магниторефрактивный эффект в гранулированных пленках с туннельным магнитосопротивлением / И.В.Быков, Е.А.Ганьшина, А.Б.Грановский, В.С.Гущин // ФТТ. 2000. - Т.42, №3. - С.487-491.
17. Zutic I. Spintronics: Fundamentals and applications /1. Zutic, J. Fabian, S. Das Sarma // Rev.Modern.Phys. 2004. - N.76. - P.323-410.
18. Mi W.B. Sructure and magnetic properties of facing-target sputtered Co-C granular films / W.B.Mi, L.Guo, E.Y.Jiang, Z.Q.Li, P.Wu and H.L.Bai // J.Phys.D: Appl.Phys. 2003. - V.36. - P.2393-2399.
19. Choi W. Effect of size of Ge nanocrystals embedded in Si02 on raman spectra / W. Choi, Ho. W„ Ng V. // Mater.Phys.Mech. 2001. - N.4. - P. 46-50.
20. Фролов Г.И. Микроструктура и свойства наногранулированных пленок Co-Sm-О / Г.И. Фролов, B.C. Жигалов, С.М. Жарков, А.И. Польский, В.В. Киргизов // ФТТ. 2003. - Т. 45, №12. - С. 2198-2203.
21. Yakushiji К. Composition dependence of particle size distribution and giant magnetoresistance in Co-Al-0 granular films / K. Yakushiji, S. Mitani, K. Takanashi, J.-G. Ha, H. Fujimori // J. Magn. Magn. Mater. 2000. - V.212. -P.75-81.
22. Heremans J.P. Low-dimensional thermoelectricity / J.P. Heremans // Acta physica polonica A. 2005. - V. 108., N.4. - P. 609-634.
23. Стогней O.B. Резистивные и магниторезистивные свойства гранулированных аморфных композитов (Co4iFe39B2o)x(Si02)ioo-x / O.B. Стогней, Ю.Е. Калинин, А.В. Ситников // ФММ. 2001. - Т. 91, №1. - С. 24-31.
24. Калинин Ю.Е. Нанокомпозиты аморфных металлических сплавов в диэлектрической матрице / Ю.Е. Калинин, О.В. Стогней, А.В. Ситников, А.Т. Пономаренко // Инженерная физика. 2003. - №5. - С. 44-50.
25. Калинин Ю.Е. Наноструктурные композиты аморфных металлических сплавов в диэлектрической матрице / Ю.Е. Калинин, А.Т. Пономаренко, А.В. Ситников, О.В. Стогней // Перспективные материалы. 2004. - № 4. -С.5-11.
26. Мотт Н. Электронные процессы в некристаллических веществах / Н. Мотт, Э. Дэвис. М.: Мир, 1982. - 658 с.
27. Аронзон Б.А. Проводимость, магнитосопротивление и эффект Холла в гранулированных пленках Fe/Si02 / Б.А.Аронзон, А.Е.Варфоломеев, Д.Ю.Ковалев, А.А.Ликальтер, В.В.Рыльков, М.А.Седова // ФТТ. 1999. -Т.41 ,№.6. - С.944-950.
28. Шкловский Б.И. Прыжковая проводимость слабо легированных полупроводников / Б.И. Шкловский // Физика и техника полупроводников, 1972. - Т.6.,№7. - С. 1197-1225.
29. Zolotukhin I. Metal-dielectric nanocomposites with amorphous structure / I. Zolotukhin, Kalinin Yu., Sitnikov A., Stognei O., Ponomarenko A., Shevchenko V., Figovsky O. // J. Scientific Israel-Technological Advantages. 2005. -V.7,N.l. - P. 53-66.
30. Глазман Л.И. Неупругое туннелирование через тонкие аморфные пленки / Л.И. Глазман, К.А. Матвеев // ЖЭТФ. 1988. - Т.94,№.6. - С. 332-343.
31. Глазман Л.И. Неупругое резонансное туннелирование электронов через потенциальный барьер / Л.И. Глазман, Р.И. Шехтер // ЖЭТФ. 1988. -Т.94,№.1.-С. 292-306.
32. Луцев Л.В. Электронный транспорт в магнитном поле в гранулированных пленках аморфной двуокиси кремния с ферромагнитными наночастицами / Л.В. Луцев, Ю.Е. Калинин, А.В. Ситников, О.В. Стогней // ФТТ. 2002. -Т.44, № 10.-С.1802-1810.
33. Калинин Ю.Е. Структура и электрические свойства аморфных нанокомпозитов (Co45Fe45Zrio)x(Si02)ioo-x / Ю.Е. Калинин, A.H. Ремизов, А.В. Ситников, Н.П. Самцова // Перспективные материалы. 2003. - №3. -С. 62-66.
34. Калинин Ю.Е. Электрические свойства аморфных нанокомпозитов (Co45Fe45Zrio)x(Al203)ioo.x / Ю.Е. Калинин, А.Н. Ремизов, А.В. Ситников // Вестник ВГТУ.Сер. Материаловедение. 2003. - №1-13. - С. 43-46.
35. Калинин Ю.Е. Электрические свойства аморфных нанокомпозитов (Co45Fe45Zrio)x(Al203)i.x / Калинин Ю.Е., Ремизов А.Н., Ситников А.В. // ФТТ. 2004. - Т. 46.,№ 11. - С. 2076-2082.
36. Гриднев С.А. Перенос заряда и диэлектрические свойства гранулированных нанокомпозитов Сох(1Л№>Оз)юо-х / С.А. Гриднев, А.Г. Горшков, Ю.Е. Калинин, А.В. Ситников // ФТТ. 2006. - Т.48,№.6. - С. 1115-1117.
37. Калаев В.А. Магнитные свойства гранулированных нанокомпозитов (Со41рез9В2о)х(А120з)юо-х в СВЧ диапазоне / В.А. Калаев, Ю.Е. Калинин, А.В. Ситников // Альтернативная энергетика и экология. 2004. - №5. - С. 19-21.
38. Калаев В.А. Высокочастотные магнитные свойства гранулированных нанокомпозитов (Co4iFe39B2o)x(Si02)ioo-x / В.А. Калаев, Ю.Е. Калинин, А.В.
39. Ситников II Альтернативная энергетика и экология. 2004. - № 6. - С. 1315.
40. Ситников A.B. Положение порога перколяции нанокомпозитов аморфных сплавов Fe4iCo39B2o, СовбТа^Мэг и Fe45Co45Zr)0 в матрице из S1O2 и AI2O3: Дис. канд. физ.-мат. наук. 2002. - 120 с.
41. Калинин Ю.Е. Особенности отражения СВЧ-волн от гранулированных пленок (Co4iFe39B2o)x(Al203)юо-х / Ю.Е. Калинин, J1.H. Котов, С.Н. Петрунев, А.В. Ситников // Известия РАН, сер. Физическая. 2005. -Т.69,№8,-С. 1195-1199.
42. Babich M.N. Giant magnetoresistance of (001)Fe/(001)Cr magnetic superlattices / M.N. Babich, J.M. Broto, A. Fert, F. Nguen Van Dau, F. Petroff, P. Etienne, G. Creuzet, A. Friederich, J. Chazalas // Phys.Ref.Lett. 1988. -V.61. - P.2472-2475.
43. Fujimori H. Giant magnetoresistance in insulating granular films and planar tunneling junctions / H. Fujimori, S. Mitani and K. Takanashi // Mater. Sci. Eng. 1999. - V.A267. -P.184-192.
44. Fert A. Electrical resistivity of ferromagnetic nickel and iron based alloys / A. Fert, A. Campbell //J.Phys.F. 1976. - V.6. -P.849-871.
45. Levy P. Electrical conductivity of magnetic multilayered structures I P. Levy, S. Zhang, A. Fert / Phys. Rev. Lett. 1990. - V.65. - P. 1643-1646.
46. Edwards D. Oscillations in exchange coupling across a nonmagnetic metallic layer/D. Edwards, J. Mathon//J.Magn.Mater. 1991. - V.93.-P.85-88.
47. Буравцова B.E. Гигантское магнитосопротивление и магнитооптические свойства гранулированных нанокомпозитов металл-диэлектрик / В.Е. Буравцова, Е.А. Ганыпина, B.C. Гущин, Ю.Е. Калинин // Известия РАН, сер. Физическая. 2003. -т.67,№7. - С. 918-920.
48. Stognei O.V. Low temperature behaviour of the giant magnetoresistivity in CoFeB-SiOn granular composites / O.V.Stognei, Yu. E.Kalinin, I. V. Zolotukhin et al. // J. Phys.: Condens. Matter. 15 (2003).- 4267-4277.
49. Стогней O.B. Изотропное положительное магнитосопротивление наногранулированных композиционных материалов Со-А12Оп / О.В. Стогней, А.В. Ситников, Ю.Е. Калинин, С.Ф. Авдеев, М.Н. Копытин // ФТТ. 2007. - Т. 49,№1.-С. 158-164.
50. Блатт Ф. Термоэлектродвижущая сила металлов / Ф. Блатт, П.А. Шредер, K.JI. Фойлз, Д. Грейг. М.: Металлургия, 1980. - 248 с.
51. Блатт Ф. Физика электронной проводимости в твердых телах / Ф. Блатт -М.: Мир, 1971.-472 с.
52. Tsyplyatyev О. Thermally excited spin current and giant magnetothermopower in metals with embedded ferromagnetic nanoclusters / O. Tsyplyatyev, O. Kashuba, V. I. Fal'ko // Phys. Rev. B. 2006. - V.74. - P.132403-132406.
53. Harris R. Nonlinear temperature dependence of the thermopower of amorphous metals / R. Harris, B. Mulimani // Phys. Rev. B. 1996. - V.27., N.2. - P. 13821385.
54. Арсеньева А .Д. Термоэдс в а морфных фе рромагнитных сплава х / А.Д. Арсеньева, А.В. Ведяев, Р.П. Васильева А.Б. Грановский и др. // Вестн.Моск.Ун-та.сер.З,Физика.Астрономия. 1991. - Т.32,№3. - С. 71-75.
55. Ведяев А.В. Кинетические явления в неупорядоченных ферромагнитных сплавах / А.В. Ведяев, А.Б. Грановский, О.А. Котельникова. М.: Изд-во МГУ, 1992.-160 с.
56. Herzer G. Theory of the thermopower of amorphous ferromagnets / G. Herzer // J. of Magnetism and Magnetic Materials. 1984. - N.45. - P. 345-353.
57. Korenblit I. On the thermopower of disordered ferromagnetic metals / I. Korenblit // J.Phys.F.:Met.Phys. 1982. -N. 12. - P. 1259-1263.
58. Kettler W. Absolute thermoelectric power in ferromagnetic amorphous FexNigo-XB20 alloys / W. Kettler, S. Kaul, M. Rosenberg // // Phys. Rev. B. 1989. -V.39.,N.9.-P. 6140-6147.
59. Парфенов O.E. О температурной зависимости термоэдс неупорядоченных полупроводников / О.Е. Парфенов, Ф.А. Шклярук // ФТП. -2007. Т.41,№9. -С.1041-1045.
60. McCann Е. Giant magnetothermopower of magnon-assisted transport in ferromagnetic tunnel junctions / E. McCann, V. Fal'ko // Phys. Rev. B. 2002. -V.66., N. 134424. - P. 1-8.
61. Bergmann DJ. Thermoelectric properties of a composite medium / D.J. Bergmann, O. Levy //J.Appl.Phys. 1991. - V.70, N.l 1 - P. 6821-6833.
62. Levy O. Thermoelectric properties of two component composites / O. Levy, D.J. Bergmann // Mat.Res.Soc.Symp.Proc. 1990. - V. 195 - P. 205-210.
63. Анатычук Л.И. Термоэлементы и термоэлектрические устройства. Справочник / Л.И. Анатычук. Киев: Наукова Думка, 1979. - 766 с.
64. Sato H. Giant magnetoresistance related transport properties in multilayers and bulk materials (invited) / H. Sato, H. Hemni, Y. Kobayashi, Y. Aoki, H. Yamamoto, T. Shinjo, V. Sechovski // J.Appl.Phys. 1994. - 4.16, N.10 - P. 6919-6924.
65. Piraux L. Thermal and thermoelectric properties of granular Co-Ag solids / L. Piraux, M. Cassart, E. Grivey, M. Kinany-Alaoui, V. Bayot, J. Samuel Jiang, John Q. Xiao, C.L. Chien // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. -1994.-V.136.-P. 221-228.
66. Piraux L. Magnetothermal transport properties of granular Co-Ag solids / L. Piraux, M. Cassart, J. Samuel Jiang, John Q. Xiao, C. L. Chien // Phys. Rev. B. -1993. V.48. -P.638-641.
67. Sato H. Transport properties in Co-Cu granular alloy / H. Sato, K. Honda, Y. Aoki, N. Kataoka, I. Kim, K. Fukamichi // J. Magn. Mater. 1996. -Vol.l52.N.l-2. -P.109-115.
68. Jing X. Thermopower studies of percolating magnetic metallic nanostructures / X. Jing, X. Yan / J.Appl.Phys. 1998. - V.83. - P.6530-6532.
69. Грановский А. Туннельная термоэдс в магнитных гранулированных сплавах / А. Грановский, X. Сато, Ю. Айоки, А. Юрасов // ФТТ. 2002. - Т. 44, №11.-С. 2001-2003.
70. Xing, M.B. Salamon / Phys. Rev. B. 1993. - V.48. - P. 16119-16122. 93.Inoue J. Transport-Properties in Magnetic Superlattices / J. Inoue, H. Itoh, S. Maekawa / J.Phys.Soc.Japan. - 1992.- V.61.- P. 1149-1152.
71. Piraux A. Large magnetothermoelectric power in Co/Cu, Fe/Cu and Fe/Cr multilayers / A. Piraux, A. Fert, P. Shroeder, R. Loloee, P. Etienne // J.Magn.Mater. 1992. - V.l 10. - P.L247-L253.
72. Калинин Ю.Е. Фазовое расслоение и электрические свойства аморфных систем (Co40Fe4oB2o)x(Si02)i-x / Ю.Е.Калинин, С.Б.Кущев, П.В.Неретин, А.В.Ситников, О.В.Стогней // Журнал прикладной химии. 2000. - Т.73, Вып.3.-С.439-443.
73. Уманский Я.С. Кристаллография, рентгенография и электронная микроскопия / Я.С. Уманский, Ю.А. Скаков, А.И. Иванов, JI.H. Расторгуев. М.: Металлургия, 1982. - 632 с.
74. Горелик С.С. Рентгенографический и электроннооптический анализ / С.С. Горелик, JI.H. Расторгуев, Ю.А. Скаков. М.: Металлургия, 1970.
75. Стогней О.В. Электроперенос и магнитные свойства аморфных наногранулированных композитов металл-диэлектрик: Дис. доктора, физ.-мат. наук.-2004.-328 с.
76. В.А. Белоусов, Ю.Е. Калинин, А.В. Ситников Термоэдс композитов металлических наночастиц Со в диэлектрической матрице AI2O3 // Нанотехнологии производству 2005: Тезисы докладов конференции. -Фрязино. 2005.-С. 14-15.
77. Белоусов В.А. Термоэдс композитов металлических наночастиц Со в аморфной диэлектрической матрице А120з / В.А. Белоусов, Ю.Е. Калинин, А.В. Ситников // Вестник ВГТУ. Сер. «Материаловедение». 2006 -№2.11. -С. 34-38.
78. В.А. Белоусов, Ю.Е.Калинин, А.В. Ситников Термоэдс композитов металлических наночастиц Со в диэлектрической матрице LiNb03 // The Fifth International Seminar on Ferroelastics: Abstract Book. Voronezh (Russia).-2006.-P. 119.
79. В.А. Белоусов, Ю.Е. Калинин, А.В. Ситников Влияние N2 и 02 на термоэдс композитов металлических наночастиц CoFeZr в диэлектрической матрице А120з // Химия поверхности и нанотехнология: Тезисы докладов
80. I-й Всероссийской конференции (с международным участием). Санкт-Петербург (Хилово). 2006. - С. 228-229.
81. Белоусов В.А. Термоэдс композитов аморфных металлических наночастиц Co45Fe45Zrio в диэлектрической матрице А120з и Si02 / В.А. Белоусов, Ю.Е. Калинин, А.В. Ситников // Вестник ВГТУ. Сер. «Материаловедение».-2005,-№1.17. С. 64-67.
82. В.А. Белоусов, Ю.Е. Калинин, А.В. Ситников, А.К. Федотов Магнитотермоэдс нанокомпозитов Со-А12Оп + 02 // Вторая Всероссийская конференция по наноматериалам «Нано 2007»: Сборник тезисов докладов. Новосибирск. 2007. - С.287. '
83. Itoh Н. Electronic structure and transport properties in magnetic superlattices / H. Itoh, J. Inoue, S. Maekawa // Phys. Rev. B. 1993. - V.47. - P.5809-5818.
