Динамика электронных состояний в слоистых системах на основе эпитаксиальных феррит-гранатовых пленок тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.10, доктор физико-математических наук Кожухарь, Анатолий Юрьевич

• Кожухарь, Анатолий Юрьевич
• доктор физико-математических наук
• 2005

Оглавление диссертации доктор физико-математических наук Кожухарь, Анатолий Юрьевич

Введение. . . . $

Глава 1 . Исследование резонансных методов измерения динамических параметров магнитных слоев ЭФГС. Пути их разработки и применении. . . . . . . . ^

1.1. СВЧ методы локализации возбуждений в пленках ЭФГС в широком интервале температур . . . . . 2-1 1. 2. Многочастотные методы магнитного резонанса пленок ЭФГС и слоистых структур.

1.3. Приближение низших мод спин-волнового резонанса многослойных пленок ФГ

1. 4. Пространственная локализация резонанса протяженных пленок ЭФГС (диаметром 76 и 102 мм) . . . И

1.5. Радиочастотные методы исследования «мягкой моды» МР . . . 1. 6. Определение параметров доменных структур пленок ЭФГС

1.7. Тонкая структура магнитных спектров пленок ЭФГС . . . . (Я

1.8. Приповерхностные методы магнитного резонанса

1.9. Методы пространственной локализации магнитных возбуждений в слоистых системах.

1. 10. Анализ полученных результатов

Глава 2 . Основное состояние и динамические процессы магнитоактивных ионов (Fe3+ - Re3+ - Fe3+)

2. 1. Основное состояние магнитоактивных ионов Re в кристаллических полях ферритов-гранатов.

2. 2. Система (YLa)3 (Fex Ga5.x) Oi2 ( 4f° - 3d5). Спин-спиновые релаксационные процессы в ЭФГС и проблема минимизации потерь

2. 3. Температурная зависимость спин-спиновых релаксационных процессов в ЭФГ - слоях.

2. 4. Частотная зависимость параметров потерь в магнитных слоях . . 112. 2. 5. Система (У8ш)3 (Бе Оа)5 О12 (4^ - Зё5). Механизмы формирования ширины линий в системе Бт3*- Ре3+ в слоях ФГ . ^ 2.6. Система (УЕиТшСа)3 (РеОе)5 0)2. . . . Ш

2. 7. Вклад спин-орбитального взаимодействия в релаксационные процессы и параметры слоев ФГ: у, а, На. . . . . . 430 2.8. Анализ полученных результатов . . . . •

Глава 3 . Анизотропия спектров спин-волнового резонанса в ионно-имплантированных слоях и многослойных пленках.

3.1. 1. Спин-волновые возбуждения в слоистых системах . . . ^

3. 1.2. Основные типы слоистых структур и слоистых систем . м 3. 1.3. Механизмы взаимодействия слоев . . щ 3. 2. Структура границ раздела слоев ЭФГС . . . . . ¿49 3.3. Понижение симметрии спин-спинового взаимодействия в упруго-деформированных слоях ФГ . . ^ л I ^ |

3. 4. Влияние спин-орбитального взаимодействия Яе -Ре на спин-волновые возбуждения в слоях ЭФГС.

3.5. Анизотропия спин-волновых возбуждений в двухслойных пленках

ЭФГС.

3. 6. Спин-волновой резонанс ионно-имплантированных пленок ЭФГС. Слоистая структура переходного слоя.

3. 7. Построение моделей профилей параметров ИИ слоев . . Ш

3. 8. Возбуждение связанных магнитно упругих колебаний спиновых волн в многослойных пленках ЭФГС.

3. 9. Сравнительный анализ полученных результатов . . . 20£>

- з

Глава 4. Связанные колебания спиновых волн, доменных границ, доменов и неоднородностей доменных границ в слоях ЭФГС . ■. 4. 1. Уравнение движения матрицы плотности и связанные состояния в электронных системах слоистых систем.

4. 2. Анализ параметров поверхностного закрепления спинов . 4. 3. Взаимодействие обменных и дипольных колебаний в магнитном резонансе.

4. 4. Возбуждение связанных колебаний спиновых волн, доменов и доменных границ в слоях ЭФГС . . • . •

4. 5. Связанные колебания доменов, доменных границ и неоднородностей доменных границ в слоях ЭФГС. . '

4. 5. 1. Динамическая устойчивость параметров плотных решеток НМД . 4. 6. Магнитоакустический резонанс решетки НМД . 4. 7. Динамические свойства связанных колебаний ДГ и СВ в слоях ФГ . 4. 8. Сравнительный анализ полученных результатов

Глава 5 . Динамика электронных состояний в многослойных структурах и в слоистых системах феррит(Ф) - диэлектрик(Д) , Ф-Д-слой порошка магнитотвердого материала, Ф-Д- полупроводник, Ф-Д-высокотемпературный сверхпроводник. . . 5. 1. Формирование связанных состояний в многослойных доменосодержащих слоях ЭФГС.

5. 2. Процессы динамического перемагничивания многослойных ячеистых структур в пленках ЭФГС.

5.3. Размерные эффекты связанных состояний ACM МСВ в слоистой системе Ф-Д- слой порюшка МТМ.

5. 3. 1. Магнитно-дипольная модель МСС в системе Ф-Д-СМТМ . . 305 5. 4. Связанные состояния АСМ МСВ и плазменных колебаний в слоистых системах Ф-Д-ПП

5.5. Возбуждение АСВ в слоистых системах Ф-Д-слой порошка ВТСП . 3(

5.6. Динамика электронных состояний в слоистых системах Ф-Д-ВТСП . .3/7 5. 7. Анализ результатов по слоистым системам

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Динамика электронных состояний в слоистых системах на основе эпитаксиальных феррит-гранатовых пленок»

В области физики материалов магнитной микроэлектроники широкое распространение получили монокристаллические феррит-гранатовые пленки, получаемые методами жидкофазной эпитаксии - эпитаксиальные пленки ферритов-гранатов (ЭПФГ). Основным стимулом стали успехи в разработке запоминающих устройств на основе цилиндрических магнитных доменов (ЦМД), магнитооптических устройств (МУ) отображения и обработки информации и спин-волновой электроники в области сверхвысоких (СВЧ) и крайне высоких (КВЧ) частот. Дальнейшее развитие применения упомянутых устройств требует исследований предельных параметров ЭПФГ по операционным диаметрам ЦМД (0,3-3 мкм), быстродействию переключения ячеистых структур ( 10"6"9 с), их магнитооптической добротности и наконец высокому совершенству среды для распространения спиновых волн на относительные расстояния, порядка 10-100 мм. В последнем случае важными являются и минимизация параметров магнитных потерь (характеризующими минимум ширины линии поглощения магнитного резонанса АН = 10-100 А/м на рабочих частотах линий задержки 3- 300 ГГц) и требуемыми значениями параметров намагниченности слоев ЭПФГ - М = 0,02-0,2 Тл.

Было установлено, что многие динамические характеристики доменных структур и ячеистых структур с характерными размерами 3-30 мкм существенно улучшаются в многослойных пленках, полученных методом ионной имплантации первоначально однородных приповерхностных эпитаксиальных слоев ЭПФГ. Имеются в виду эффекты подавления «жестких» ЦМД за счет минимизации числа неоднородностей в доменных границах, также способствующие уменьшению времени переключения квадратных ячеистых структур. Эти факты, также как и многие другие (О которых будет идти речь ниже) свидетельствовали о необходимости систематического исследования многослойных пленок ФГ систем. Для этого необходимо было создавать и развивать методы получения многослойных пленок ФГ систем с заданными свойствами и создавать новые методы исследования их основных параметров и динамических характеристик. Среди различных методов исследования: магнитооптических, магниторезонансных и их многих комбинаций для многослойных пленок наиболее перспективными являются методы магнитного резонанса.

АНАЛИЗ ПРОБЛЕМЫ МАГНИТНОГО РЕЗОНАНСА МНОГОСЛОЙНЫХ ПЛЕНОК.

Основной вклад в понимание динамических свойств магнитоупорядоченных кристаллов (МК) внесла теория 1935 г. магнитной восприимчивости доменных структур МК Ландау Л. Д. и Лифшица Е. М./ 1 /.

Интенсивное развитие магнитного резонанса конденсированных сред началось с открытия в 1944 г. Завойским Е. К. / 2 / явления электронного парамагнитного резонанса (ЭПР). Изучены магнитноупорядоченные материалы, парамагнитные, при температурах выше температуры магнитного упорядочения Т с, полупроводниковые материалы с локализованными неспаренными электронами . ЭПР привел к установлению природы динамики взаимодействия неспаренных электронов переходных элементов 3 с1" и 4 £" и др. с лигандным окружением в кристалле.

Располагая множеством степеней свободы магнитные моменты в МК при наличии постоянного Но и переменного высокочастотных полей Ь] участвуют в связанных колебаниях, изученных в работе Горелика Г. С. 1959 г. / 3 /, где введено понятие о парциальных колебаниях части, входящей в сложную динамическую систему.

Радиоспектроскопия / 4, 5 / объединяет большой круг процессов взаимодействия между электромагнитным полем и веществом, как в виде отдельных изолированных атомов и молекул, так и существующих в форме конденсированных фаз - жидкостей и кристаллов. Избирательное (резонансное) поглощение высокочастотной мощности магнитоупорядоченных твердых тел связано с системой поляризуемых внешним намагничивающим полем коллективизируемых энергетических уровней электронов и ядер.

Вопросам радиоспектроскопии магнитоупорядоченных тел / 4 / посвящены ряд сборников зарубежных и отечественных авторов, например под редакцией Вонсовского C.B. 1951 г. / 5 /. Однако проблемам связанных состояний спиновых систем не уделено должного внимания и эти вопросы являются малоисследованными. Впервые вопрос о СВЧ колебаниях намагниченности в сложной системе рассмотрен Лаксом Б. и Баттоном К. / 6 / в 1962 г. и Гуревичем А. Г. / 7 / в 1973 г., где авторами был получен ряд фундаментальных результатов, в том числе по влиянию доменной структуры на ферромагнитный резонанс.

Практическое применение совершенных металлических пленок / 4, 5 / и особенно магнитодиэлектрических монокристаллических пленок ферритов гранатов (ФГ) с цилиндрическими доменами (ЦМД), описанных в работе 1975 г. Бобека А. Н. и соав. / 8 / стимулировали интерес исследователей к динамическим свойствам доменных структур. Теоретическим основам динамики ЦМД и доменных структур посвящена работа Барьяхтара В. Г. и Горобца Ю. И. / 9 / в 1988 г. В книге Лисовского Ф. В. 1979 г. / 10 / обобщены научные и технические результаты развития представлений о динамических свойствах доменных структур и неоднородностей доменных границ ЦМД. В книге Балбашева А. М. и Червоненкиса А. Я. / 11/ 1979 г. изложены принципы выбора магнитных материалов для магнитооптических устройств микроэлектроники. Перечисленные работы, наряду с книгой Малоземова А. и Слонзуски Дж. 1979 г. /12 /, существенно расширили представления о динамике магнитных возбуждений в доменных границах МУ пленок, в том числе и в области СВЧ 1-4 ГГц.

Представление о многослойных пленках и слоистых структурах сформировалось с появлением технологии ионной имплантации ЭПФГ. В обзоре Герарда П. 1984 г. /13 / обобщены результаты исследований в этой области.

Спин-волновая электродинамика, введенная для объемных магнетиков в известной работе Ахиезера А. И., Барьяхтара В. Г. и Пелетминского С. В. 1967 г. / 14 /, в дальнейшем развита применительно к слоистым системам на основе ЭПФГ с малыми магнитными потерями в книге Зависляка И. В. и соав. /15/1981г. ив работе Калиникоса Б. А. / 16 / 1986 г.

Вопросам нелинейной квазирелятивистской динамики доменных границ и спиновых волн в тонких пластинах слабых ферромагнетиков посвящен обзор Барьяхтара В. Г. и соавт. / 17 / 1985 г., в котором исследования возбуждения доменных границ в области скоростей, равных и близких к фазовой скорости ^ спиновых волн. В работе Акулина В. М. и Карлова В. В. 1987 г. / 18 / рассмотрены резонансные взаимодействия сложных электронных систем, обладающие связанными состояниями /19 /.

В перечисленных работах / 1-20 / даны в целом теоретические основы динамики магнитоупорядоченных электронных систем. Это стимулировало экспериментальные исследования автора, изложенные ниже.

ВЫБОР ОБЪЕКТОВ МАГНИТОУПОРЯДОЧЕННЫХ СЛОИСТЫХ СРЕД

Диапазон температур магнитного упорядочения электронной спиновой системы магнитных диэлектриков весьма широк : от 0,05 - 0,20 К для органических радикалов / 20 /, фторосиликата меди /21 / х, до 550 - 860 К для ферритов-гранатов и шпинелей / 22 /.

Важная научная и прикладная задача установления температурно-зависимых механизмов формирования СВЧ потерь в магнитных диэлектриках . Известен механизм обменного сужения ширины линий АН магнитного резонанса / 5 / : АН -А"1, где А - обменная постоянная. Известна конкуренция механизмов спин-спинового и спин-орбитального взаимодействий, соответственно суживающих и уширяющих линии поглощения МР в различных температурных диапазонах. Для ферритов-гранатов ширины линий имеют рекордно минимальные значения 20 - 30 А/м ( на частоте 10 ГГц), а для шпинелей А Н = 1-2 кА/м, что существенно выше, чем ожидается из оценок, даваемых значениями основных параметров кристаллов А и намагниченности М. Кроме этого, в диапазоне температур 200 - 400 К , важном для практических применений, необходимо иметь стабильные параметры ширины линий, намагниченности насыщения М, магнитной анизотропи Наидр.

Исходя из работ / 23 - 26 / симметрия и размерность связанных состояний спиновых систем обусловлена / 26 / симметрией кристалла, имеет широкий диапазон параметров, включающий число спиновых моментов, их пространственную ориентацию , магнитную размерность , важные для получения сверхтонких слоистых структур с толщиной слоев 10-50 нм.

Влияние орбитального упорядочения / 26 / магнитоактивных ионов в магнитных диэлектриках / 23, 25 / исследовано в широком диапазоне температур 1,6- 550 К для различных монокристаллов, содержащих магнитные ионы с вырожденными орбитальными моментами Fe , Тш , Ей 3+, Yb 3+, Sm3+ и др. Установлен примесный механизм спин-орбитального вклада в спиновое движение магнитных моментов и это приводит к пропорциональному отклонения гиромагнитного отношения от чисто спинового значения количеству примеси указанных выше элементов группы редких земель.

Представляет интерес исследование слоистых систем феррит-полупроводник / 27 / для усиления спиновых волн носителями заряда полупроводника. Системы феррит-парамагнетик интересны для приборов когерентного излучения на спиновых волнах / 28, 29 /. Исследования слоистых систем востребованы. Об этом свидетельствуют грандиозные успехи применения полупроводниковых гетероструктур в электронике и информационных технологиях. Для слоистых систем феррит-полупроводник важными являются вопросы влияния типов носителей зарядов: электронов, ♦ или «дырок» в полупроводниках на параметры резонансной передачи энергии от полупроводника к спиновым волнам в слоях ФГ и каналирования спиновых волн внутри слоев и между слоями в слоистых системах.

Следует отметить относительно высокую сложность экспериментального оборудования для исследования слоистых сред. При этом очень часто возникает необходимость создания новых датчиков магнитного резонанса, новых магнитных систем с однородным распределением магнитной индукции в протяженной ( диаметром до 10-100 мм ) слоистой среде и новых малогабаритных когерентных генераторов сверхвысоких и крайне высоких частот (КВЧ) диапазонов 3-30 ГГц и 30-300 ГГц, соответственно. Причем такие датчики, магнитные системы и генераторы, как правило, представляют самостоятельный интерес, являются новыми техническими решениями, требуют патентной защиты, так как являются востребованными объектами интеллектуальной собственности. Однако, наиболее интересное их применение возможно в области когерентной магнитолазерной диагностики, биостимуляции и клинической терапии, измерительных системах различного назначения: материалов электронной техники, биодиагностики , для медицины и экологии.

В области медицины известны системы биологически активных точек (БАТ), расположенных в области кожного покрова ушных раковин, пальцев рук и ног системы биологически активных областей ( БАО ), например областей Захарьина-Геда, выхода кровеносных сосудов и нервных рецепторов от всех внутренних органов на поверхность в районе кожного покрова грудной клетки и в область позвоночника. Так вот, для эффективной терапии посредством активации кровотока БАТ и БАО необходимы не только методы иглотерапии, но и бесконтактные воздействия расходящегося лазерного луча, или расходящегося КВЧ луча во внешнем однородным, в слоистой системе кожного покрова БАТ и БАО постоянном, или импульсном магнитном поле, соизмеримые с импульсами ритмов кровотока структурированных эритроцитов ( Чижевский А. Л., 1951г.) , играющих важнейшую роль в физиологии организма человека. Так как организм целостная система, то и воздействия активации БАТ и БАО во многом должны быть избыточными для введения в действие многих механизмов регуляции обмена веществ, благоприятно воздействующих на патологический процесс в сторону выздоровления организма в целом. Такие процессы получили наименование сочетанных и этой области приоритет за учеными России : Захарьина И. А, Чижевского А. Л., Полонского А. К.,

Козлова В. И., Буйлина В. А. и др.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Традиционные исследования динамических свойств и резонансных возбуждений в магнитных диэлектриках типа эпитаксиальных феррит-гранатовых пленок (ЭФГП), включая методы магнитного резонанса (МР) и спин-волнового резонанса (СВР), предполагают выделение изолированных процессов возбуждений магнитных состояний в магнитно упорядоченном слое и построение однозначных физических моделей. Однако, все процессы, в которых участвуют магнитные моменты в слоистых структурах, взаимосвязаны и зависят от многих параметров электронных состояний. Для получения более общих закономерностей возбуждения, распространения и затухания спиновых волн необходимо полное исследование динамических свойств электронных процессов в слоистых системах.

Электронные состояния в монокристаллических магнитно упорядоченных слоях определяют ряд уникальных магнитных свойств: малозатухающие спиновые волны, магнитно-оптические и магнитно-акустические возбуждения, подвижные периодические доменные структуры (ДС) и др. Эти свойства обусловлены высоким совершенством * кристаллической структуры эпитаксиальных феррит-гранатовых пленок

ЭФГП), содержащих минимальное количество точечных дефектов (0,1-1 на см ) и возможностью замещений в кристаллических подрешетках феррита— граната (У-Яе^^е-Са^О^ одновременно: иттрия — ионами редких земель и ионов железа — ионами ва, или Са—ве в обеих подрешетках гранатовой кристаллической структуры.

Актуальность проблемы

Практическая потребность в приборах для информационных технологий в частности магнитоэлектроники (линий задержки, магнитно-электрических преобразователей и Запоминающих устройств на основе цилиндрических магнитных доменов (ЦМД)) стимулировала многочисленные исследования магнитно упорядоченных тонких слоев с высокими динамическими параметрами и минимальными электромагнитными потерями, обусловленные минимизацией примесей и точечных дефектов с некомпенсированными зарядами.

Магнитный резонанс (МР), как явление избирательного поглощения информационно-несущих периодических колебаний в диапазоне высоких частот (ВЧ) 3—300 МГц, сверх - высоких частот (СВЧ) 0,3—30 ГГц и крайне высоких частот (КВЧ) 30-40 ГГц в однородных магнитных полях 0—1.4 • 106 А/м на период постановки цели работы, изучен не достаточно для ЭФГП, и прежде всего для слоев малой толщины (10—400 нм). Слоистые системы типа феррит - диэлектрик - полупроводник за счет расширения параметров интеграции и существования в тонких слоях квантовых размерных эффектов представляют интерес для создания качественно новой элементной базы магнитной и полупроводниковой наноэлектроники. ЦЕЛЬ РАБОТЫ:

Основная цель работы заключалась в установлении особенностей динамики электронных состояний в слоистых системах на основе эпитаксиальных пленок ферритов-гранатов, развитию применения методов и явлений магнитного резонанса в материаловедении и физическом приборостроении. Определен поиск путей физического моделирования динамических свойств структурированных доменов и эритроцитов в электромагнитных полях.

Постановка настоящего исследования связана с необходимостью предсказуемой разработки и внедрением новых технологий газовой и жидкофазной эпитаксии, плазменного распыления порошков и современных методов исследования магнитных пленок, полупроводниковых, слоистых наноразмерных гетероструктур с носителями зарядов различной природы, включая биологические. Такие разработки были предусмотрены и выполнялись в соответствии с планами по важнейшим программам физики магнитных полупроводников, материаловедению информационных технологий и биомедицине.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА :

1. Впервые обнаружены эффекты «мягкой моды» магнитного резонанса касательно намагниченных магнито -одноосных пленок ЭФГС, при снижении параметров электромагнитных потерь (ширины линии АН) при понижении частоты от 10000 до 10 МГц. Обнаружена динамическая доменная структура, возбуждаемая внешним электромагнитным полем в диапазоне частот 9-38 ГГц при касательном намагничивании многослойной пленки и проявляющаяся в половинных магнитных полях в условиях действия запрещенных переходов для уровней магнитного резонанса.

2. Исследования методами многочастотного магнитного резонанса 9— 38 ГГц многослойных пленок и слоистых ионно-имплантированных структур позволили впервые спектроскопически точно установить значительное отклонение гиромагнитного отношения от спиновых значений 224 км/сА до 152—170 км/сА в эпитаксиальных слоях ферритов-гранатов, содержащих ионы Еи3+, УЬ3+, Тш3+.

3. Предложен и впервые физически обоснован метод приближения низших мод СВР для определения параметров многослойных феррит-гранатовых пленок , повысивший разрешающую способность метода и открывающий возможности исследования природы и разделения вкладов от различных механизмов электромагнитных потерь в пленках , предназначенных для спин- волновой электроники. Метод позволил впервые выделить спектры спин- волнового резонанса, от магнитостатических колебаний и от магнитного резонанса доменной структуры в многослойных пленках и определить параметры субмикронных слоев в ионно-имплантированных структурах.

4. На основе многочастотной (8—38 ГГц) спектроскопии ФМР и СВР в широком диапазоне температур (100—400 К) впервые определена и исследована анизотропия спектров объемных спиновых волн, свидетельствующая о понижение симметрии спин-спиновых взаимодействий в монокристаллических слоях ферримагнитного диэлектрика, обусловленная упругой деформацией в слоистой структуре пленка- подложка.

5. Теоретически и экспериментально исследованы границы раздела слоев ферритов-гранатов и ионно-имплантированных структур, исходя из решения магнитостатического уравнения А. Тилля (1970 г.) методом последовательных приближений: для границы раздела слой ФГ-подложка оценки составили 150 нм. Для ионно-имплантированных слоев границы раздела имеют ступенчатую структуру с параметрами границы раздела порядка 10 нм, что установлено методом стравливания с разрешением порядка 3 нм.

6. Впервые обнаружены и исследованы во внешних постоянном и переменных магнитных полях в диапазоне частот 2-38000 МГц возбуждения устойчивых связанных состояний спиновых волн, колебаний доменных границ, доменов, упругих колебаний в ЭФГП. Общее число обнаруженных связанных состояний составляет десять, предсказаны еще одиннадцать. Обнаружена и определена «тонкая структура» магнитных спектров доменной структуры в многослойных пленках ЭФГС.

7. Впервые обнаружен и исследован новый класс магнитных связанных состояний Uy с параметрами по восприимчивости, энергии и времени релаксации, пропорциональными подвижности доменных границ, спин-волновых и электронных возбуждений, типа Uwn, Udn, Usw и Uki- Четыре типа связанных состояний, наблюдаемых в магнитных полях, имеют явно выраженную динамическую природу.

8. Впервые установлена динамическая структуризация магнитного резонанса ионно-имплактированных слоев толщиной 30 - 70 нм ферритов-гранатов, имеющих пониженную на 40 - 80 К температуру Неля слоев за счет их неоднородной деформации легирующими ионами Н2+, Ие2+ . При этом обнаруживается существенная анизотропия спектров объемных спиновых волн , достигающая для параметров расщеплений в магнитных полях 2-2,5 раза, в то время как снижение температуры Кюри- Нееля составляет только 8-14%.

9. Исследовано множество с Ь = 25—225 магнитостатических аксиально-симметричных волн (АСВ) СВР правильных тонких дисков (мез) в диапазоне частот 6—35 ГГц и на их основе впервые разработан метод исследования слоистых систем различного типа, базовым в которых стал слой феррита с малыми потерями, при локализации резонансных магнитных полей в слоистой системе диаметром 0,5—4 мм. На примере дисперсии совместного возбуждения АСВ и объемных спиновых волн в двух и четырехслойных пленках, толщиной 0,6- 2,3 мкм, впервые установлена приповерхностная локализация магнитостатических колебаний : вблизи границы раздела слоев, внешних от подложки достигающая по толщине 16%, по локализации энергии около 70 % .

10. Впервые определена дисперсия расщеплений Дць+2 спин-волновых возбуждений аксиально - симметричного типа в слоистых системах (на примере восьми типов полупроводниковых пленок) типа феррит (Ф)— диэлектрик (Д)—р-полупроводник (ПП) через резонансные связанные состояния магнонов и плазмонов п - и р-типов, причем вклады в расщепление Дц ь+2 от носителей разного знака - противоположны.

11. Впервые установлен характер дисперсии спин-волновых возбуждений в слоистых системах Ф—диэлектрик — высокотемпературный сверхпроводник (ВТСГТ) посредством образования новой ветви связанных состояний динамического характера ипт — магнон-ротонного типа. В высокотемпературном сверхпроводнике установлено, что носители тока характеризуются проводимостью «дырочного» типа.

12. Впервые предложена и обоснована физическая модель динамики структурированных эритроцитов в кровотоке капилляров, с использованием идентичных динамических свойств структурированных решеток цилиндрических доменов в многослойных пленках, установленных в широком диапазоне температур 78 - 450 К для различных составов ферритов-гранатов.

НАУЧНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ, ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ:

4, Расширение информационно емкого диапазона частот (от 2 до 38000 МГц) магнитного резонанса многослойных пленок при сопоставимом анализе резонансных возбуждений в них, позволило установить новые явления в физике полупроводников и магнитных диэлектриков:

- дисперсии расщеплений Ацк(Т) в спектрах магнитного резонанса ионно-легированных слоев Н2+ в ионно- имплантированных структурах и в многослойных эпитаксиальных пленках ферритов-гранатов;

- «мягкой моды» магнитного резонанса в области ориентационных переходов ^ доменной структуры в пленках ЭФГС;

- тонкой структуры магнитного резонанса доменной структуры в многослойных пленках;

- динамической доменной структуры в многослойных пленках ЭФГС.

2. Введение и физическое обоснование метода приближения низших мод магнитного резонанса позволило выявить, установить и разрешить множественные возбуждения объемных спиновых волн, приповерхностных магнитостатических волн, активационных колебаний доменных структур, которые возможны в условиях разрешенных или запрещенных переходов в магнитном резонансе. Определены механизмы спин-спиновых взаимодействий и структурирования тонких слоев 10-50 нм в ионно-имплантированных эпитаксиальных феррит- гранатовых пленках. Выявлены динамические характеристики спектров магнитного резонанса связанных состояний различного типа в многослойных пленках при изменении параметров возбуждений: амплитуды постоянных и переменных магнитных полей, частоты переменных полей, внешней температуры.

3. Систематизация динамических характеристик магнитоактивных ионов Ре3+ - Ле3+ - Ре3+ в подрешетках а, с, д - типов феррита-граната позволила определить их влияние на подвижность спин- волновых и доменных возбуждений, на подвижность доменных границ в эпитаксиальных феррит- гранатовых пленках в широком диапазоне температур 78-550 К. Определен релаксационный спин-орбитальный механизм ограничения подвижности спин- волновых возбуждений и доменных границ примесной редкоземельной подсистемой в слоях феррит- гранатовых систем в исследуемом диапазоне температур . Установлены вклады электромагнитных потерь в КВЧ - диапазоне частот ( миллиметровые волны) для слоев железо-иттриевого граната, содержащих примеси и точечные дефекты с нескоменсированными зарядами, в том числе в границах раздела и в подложечном материале.

4. Систематизация связанных колебаний спиновых моментов в однородных слоях и многослойных пленках феррит- гранатовых систем в условиях однородного намагничивания и когерентного возбуждения в однородных магнитных полях ( спин- волновых, магнитостатических, доменных, доменно-граничных, неоднородностей доменных границ, оптических и акустических колебаний ( всего семи типов), позволила установить динамическую природу энергетических параметров расщеплений магнитных связанных состояний во внешних электромагнитных полях, в условиях магнитного резонанса, так, как они непосредственно зависят от подвижности спин- волновых возбуждений в слоях ферритов-гранатов и открыла возможности поиска связанных колебаний новых типов в слоистых структурах и слоистых системах.

5. Введение слоистых систем: феррит- диэлектрик - полупроводник, феррит - диэлектрик - слой порошка магнитотвердого материала, феррит-диэлектрик - слой высокотемпературного сверхпроводника и физическое обоснование динамики электронных состояний в них позволили определить количественные характеристики:

- для электромагнитного Н Эм > спин-орбитального Hso> магнитно-дипольного HAL взаимодействий в слоях в широком диапазоне температур 78—550 К;

- дисперсии параметров спектров АСМ мод спин- волновых возбуждений Al,l+2(g>), AHl(co), Al>l+2(1) в слоистых системах;

- дисперсии ширины линий АНт параметра затухания в зависимости от частоты АНт(о)), от температуры и от расстояния h\2 между слоями в слоистых системах: Ф—Д—МСП, Ф—Д—ПП, Ф—Д—ВТСП ;

- динамики новых типов связанных колебаний : магнон- плазмонных и магнон - ротонных.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ РАБОТЫ

1. Впервые в 1984 г. реализованы в опытном производстве эпитаксиальных феррит- гранатовых структур ( НПО «ЭЛМА» г. Зеленоград, завод «Аметист» г. Калуга) измерительно-вычислительные комплексы магнитного резонанса «Гранат-2А» на основе расширенной динамическими характеристиками системой параметров многослойных пленок.

2. Проведено физическое моделирование систем обработки информации с высокими динамическими характеристиками, применительно к биологическим системам структурированных эритроцитов в однородных магнитных полях. На этой основе разработаны магнитные системы и магнитные насадки типа КМ-2, ЗМ-50, ММ-50 , используемые в сочетанных методах магнитно- лазерной терапии ( НПЛЦ «Техника» г. Москва ) для медико-биологических применений.

3. Разработаны физические основы технологии опытных образцов миниатюрных импульсных когерентных излучателей миллиметрового диапазона длин волн на частотах 42 ГТц и 53 ГТц, используемые в Ш сочетании с импульсными магнитными полями, инфракрасными лазерами, высокочастотными микротоками. Аппараты «Альт-КВЧ» и «Креолка-КВЧ» используются в опытной клинической практике ( ЦЛМ «Волшебный луч», НИИ им Н. В. Склифосовского, г. Москва и в др. ).

ОБЪЕМ. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и приложений А - Г. Список литературы включает 229 наименований, основной текст изложен на 342 страницах, содержит 89 рисунков и 35 таблиц.

Заключение диссертации по теме «Физика полупроводников», Кожухарь, Анатолий Юрьевич

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ.

В диссертационной работе предложен и реализован новый подход к изучению динамики электронных состояний в слоистых структурах и слоистых системах на основе эпитаксиальных феррит- гранатовых пленок, состоящий в сочетании расширения информационно-емкого диапазона частот магнитного резонанса от2 до 38 ООО МГц, при сопоставимом анализе резонансных возбуждений в них на основе приближения низших мод спин-волнового резонанса. Создан комплекс методов экспериментального исследования магнитного резонанса слоистых систем феррит-диэлектрик-полупроводник в области температур 77-550 К. В единых условиях эксперимента, в широком диапазоне изменения резонансных условий получен объем новых данных о динамике электронных состояний в слоистых системах различных типов.

Использование нового подхода позволило расширить возможности экспериментальных методов и получить следующие основные результаты по динамике электронных состояний в магнитно упорядоченных слоях, многослойных структурах и слоистых системах:

1. Разработаны физические основы магнитного резонанса (МР) слоистых структур в широком информационно емком диапазоне частот (2.38 х 10 МГц), позволившие расширить число измеряемых динамических параметров магнитной среды и доменных структур эпитаксиальных пленок. Обоснованы новые методы исследования электронных структур полупроводниковых пленок различных типов, электронной структуры сверхпроводящих слоев, параметров порошковых материалов различных типов. Часть методов реализована в практическом автоматизированном технологическом контроле, часть в новых методах измерений и приборах.

Проведено физическое моделирования малогабаритных магнитных систем с однородными параметрами и когерентных импульсных излучателей

КВЧ для использования в автономных активных элементах магнитно-лазерной терапии и для КВЧ- биостимуляции.

2. Установлены физические основы применения приближения низших мод СВР для многослойных пленок и независимого и объективного анализа возбуждений МСВ АСМ и ОСВ СВР в каждом из слоев, причем ПНМ СВР экспериментально опробовано в широком диапазоне частот 7—12, 22—25, 35—38 ГГц, диапазоне температур 78—550 К. ПНМ СВР позволило, наряду с определением основных магнитных параметров слоев двух-четырехслойных пленок, идентифицировать приповерхностные МСВ АСМ Ь-множества с числами Ь = 1—15, и также определить численные характеристики приповерхностных слоев, состоявшие в том, что в толщине порядка 16 % от основного слоя возбуждается около 70 % энергии МСВ волны, для четырехслойной пленки с однородными слоями толщиной порядка 0,6—2 мкм.

3. Реализация многочастотного магнитного резонанса многослойных структур с различными составами редкоземельной подсистемы ЭФГС в широком диапазоне частот 2—38 1 03 МГц, при сопоставимом анализе магнитных возбуждений в них, выявили новые явления в динамике электронных состояний в магнитных диэлектриках:

- «мягкой моды» магнитного резонанса в магнитно- одноосных ЭФПГ, сопровождающейся сужением ширины линий при снижении частоты от 10 ГГц - 200 МГц до 40 МГц;

- изменение гиромагнитного отношения у = 152—224 км/сА в слоях с различными составами редкоземельной подсистемы;

- уменьшение релаксационной постоянной а в сильных магнитных полях 3 • 105—106 А/м для многослойных пленок и ионно-имплантированных слоев;

- тонкой структуры резонансных возбуждений связанных колебаний спиновых волн и доменных границ, как внутри слоев, так и между различными слоями.

4. Экспериментально установлено, что магнитная релаксация замещенных в ЭФГП Еи3+ и Тш3+ ионов Y3+ осуществляется через МСС кластеров Fe3+—Re3+—Fe3+ с повышенной спин-орбитальной связью с решеткой кристалла и приводит к однородному уширению линий спин-волнового резонанса, формированию динамических параметров спин -волновых возбуждений, доменных границ и доменов в слоях ЭФГС. Установлено разделение релаксационных вкладов в ширины линий от спин-спинового (снижение а с ростом резонансных полей) и спин-орбитального (увеличение АН при понижении температуры) взаимодействий в широком диапазоне температур 77—550 К. На частотах 35-38 ГГц установлено влияние некомпенсированных зарядов , локализующихся в области точечных микродефектов кристаллической структуры и границ раздела слоев ЭФГС на параметры ширины линий АН и релаксационной постоянной а железо-иттриевого граната.

5. Обнаружены и определены эффекты понижения симметрии спин-спиновых взаимодействий в упруго-деформированной слоистой системе (Fe3+—О2-—Y3+—О2-—Fe3+) ЭФГП за счет воздействия изменения межионных расстояний и углов для косвенного обменного взаимодействия и перераспределения электронной плотности в модели Ф. Андерсена. Для I ^ I ^ I

ЭФГС с различными редкоземельными подсистемами (Fe —Re —Fe ) также установлено понижение симметрии спин-спинового взаимодействия, с участием дополнительного, к указанному выше, механизму влияния динамики электронных состояний редкоземельных ионов Eu3+, Tu3+, Yb3+ на энергетические параметры спин-спинового взаимодействия ионов Fe —[О —Re3+—О2"]—Fe3+. Установлено снижение температуры Кюри- Нееля ионно-имплантированных слоев на 40- 80 К (на относительную величину 814 %), при этом обнаружена существенная анизотропия спин-спиновых взаимодействий, достигающая 2 - 2, 5 раза. Понижение симметрии в слое ЭФГС до аксиальной приводит к дополнительному механизму уширения линий СВР от магнитно- дипольного механизма спин-спиновых взаимодействий.

6. Обнаружен ряд новых магнитных связанных состояний спиновых систем Uy параметрического типа, для которых параметры восприимчивости, расщеплений в магнитном поле или по частоте пропорциональны подвижности спин-волновых возбуждений и подвижности доменных границ. Установлено, что магнитные связанные колебания устойчивы в широком диапазоне частот возбуждений 10—38 • 103 МГц, в температурном интервале 178—450 К и при широкой вариации амплитуды возмущений.

7. Исследовано множество L = 25—225 компонентов спин-волновых возбуждений аксиально-симметричного типа в однородных магнитных полях и магнитных потенциальных «ямах» и «барьерах» различного профиля и масштаба 0,5.4 мм. Установлено различие зависимостей интенсивностей и дискретных спин-волновых компонентов аксиально-симметричных образцов ЭФГП от чисел к и 1 для спин-волновых возбуждений mk, mL. Сформулированы критерии возбуждений аксиально-симметричных мод (АСМ) для тонких дисков 1ь=з / Il=i >10 и определены критические значения возбуждений АСМ параметра затухания в форме Гильберта для ЭФГП а^ < 7,3 ЮЛ При больших значениях а - АСВ не возбуждаются.

Установлен динамический характер связанных состояний магнон -плазмонных возбуждений в слоистых системах феррит - диэлектрик -полупроводник с электронной и дырочной проводимостью. Вклад носителей тока разного знака в расщепление A L, l+2 АСМ противоположен: электроны увеличивают расщепление, а дырки - уменьшают.

8. Установлен эффект дисперсии динамических параметров ДНо и а: состоящий в сохранении динамического параметра {da / dco = const} для # многослойных пленок ЭФГС. В диапазоне СВЧ и в граничном диапазоне 24

-38 ГГц крайне высоких частот, определена анизотропия форма линии магнитного резонанса, свидетельствующая о проявлении эффектов нескомпенсированных зарядов и от заряженных точечных дефектов различной природы, локализованных на границах раздела, в том числе и от близко расположенных слоев к границе раздела парамагнитной подложки, содержащей ионы Gd3+ . В последнем случае эффект проявляется в сильных магнитных полях с ростом парамагнитного вклада от подложки. ^ Установлены диапазоны температурной устойчивости динамических параметров неоднородностей цилиндрических доменов 250-320 К, в требуемом диапазоне, но меньшие, чем требуются для элементной базы 200400 К.

9. Определены и физически обоснованы перспективные слоистые структуры для некоторых типов применений эпитаксиальных феррит-гранатовых систем:

- слой железо-иттриевого граната с двух сторон заключенный в диамагнитные слои (один из них подложка) - обеспечивают минимальную величину электромагнитных потерь а = 10"5, существенное снижение потерь достигается на уровне 10'6- 10"7 для такой же структуры, содержащей дополнительный слой высокотемпературного сверхпроводника;

- слой с субмикронными доменами диаметром 300 нм, нарощенный на слой железо-иттриевого граната - материал для специальных запоминающих устройств большой емкости 109- Ю10 бит на кристалл с высокоподвижными доменами для устройств с тактовыми частотами 10-30 ГТц;

- слои железо-иттриевого граната от 4 до 16 - диамагнитный слой - «р» -полупроводник с высокоподвижными «дырками» - материал для лазерного магнитно-оптического дефлектора с с эффектом избирательного усиления спиновых волн на тактовых частотах 10-100 ГГц.

10. Предложена динамическая модель возбуждения структурированных эритроцитов в кровотоке капилляров. Установлены критерии идентичности динамических характеристик структурированных решеток цилиндрических доменов и структурированных однородно заряженных эритроцитов в капиллярах по признакам информационной емкости оболочек, геометрической прогрессии дискретности резонансных частот, по расширению энерш- информационного обмена в однородных магнитных полях, динамическом расталкивании мод, дальнодействующим характером возбуждений.

11. Обнаружены и исследованы эффекты передачи СВЧ энергии СВ возбуждений между слоями, в том числе через сквозные доменные границы, расширившие степень интеграции колебаний путем образования динамически устойчивых связанных состояний в РЦД повышенной плотности и увеличения тактовой частоты до частоты естественного ферримагнитного резонанса для слоев ЭФГС в малых магнитных полях и при выполнении критерия возбуждения Ь-компонент. В касательных магнитных полях для двухслойных пленок ЭФГС в широком диапазоне частот 7—24 ГГц, обнаружена ветвь связанных колебаний спиновых волн и динамической доменной структуры, активированных вблизи запрещенных переходов уровней энергии в магнитных полях. Теоретически динамическая доменная структура предсказана в работе Ю. В. Гуляева и соав. в 1997 г. В наших экспериментах динамическая доменная структура существует в половинных магнитных полях: Нр/2 .

12. Выявлено влияние размерных факторов: толщины слоев Ь; = (2-8) 1 (1 — характеристическая длина материала), расстояния между поверхностями слоев hi2 < h (толщина слоя), длины волн « h и A,l » h на динамические параметры электромагнитного взаимодействия слоев во внешних постоянном и переменном магнитных полях. Установлена динамическая природа дисперсии доменных и спиновых волн с X,KL = 70—900 нм для избирательного их усиления в многослойных пленках ЭФГП и расширения степени интеграции в многослойных композициях феррит - диэлектрик -полупроводник для оптоэлектронных применений в области крайне высоких частот, в том числе для элементной базы наноэлектроники, в области толщин 20.200 нм, для магнитных, оптических и полупроводниковых дискретных сред.

13. Проведен систематический анализ сопоставления экспериментальных результатов СВР многослойных пленок и теоретических данных, считающихся общепризнанными. Установлено согласие:

- по ограничению подвижности доменных границ, вытекающих из уравнения Ландау-Лифшица (1935);

- относительному сужению линий СВР в сильных магнитных полях;

- тонкой структуры связанных колебаний;

- обменно-дипольного механизма возбуждения АСМ СВР. Результаты полученные по исследованию:

- природы анизотропии спин-спинового взаимодействия в упруго-деформированных слоях ЭФГС;

- численных оценок влияния нескомпенсированных зарядов на параметры спектров СВР;

- численных оценок приповерхностной локализации мод СВР;

- механизмов образования динамически-связанных колебаний, - требуют дальнейших теоретических обоснований.

14. Экспериментально установлены зависимости между параметрами резонансных возбуждений в слоистых системах на основе ЭФГП:

- для спин- спиновых НА, спин-орбитальных Н8о и магнито-дипольных Нмо взаимодействий слоев от расстояний Гу и Ьтп;

- дисперсии спектров аксиально-симметричных спин-волновых возбуждений Дць+2 (©, 1), 1ь (©, 1), ДНЬ (со, Ьтп), в зависимости от электронной структуры исследуемых слоев и знака носителей зарядов;

- для динамических параметров связанных колебаний и^со) доменных структур 6, а и спиновых волн в многослойных пленках, с различной намагниченностью М5т и напряженностью поля анизотропии Наш;

- для ширин линий ДН(А) и обменно-дипольного Дат взаимодействия, в зависимости от частоты со и от расстояния Ьтп между слоями в структурах Ф—Д—МСП, Ф—Д—ПП Ф— Д—ВТСП.

Заключение

В заключение автор выражает искреннюю благодарность научному консультанту лауреату Государственной премии, заслуженному деятелю науки и техники РФ, доктору технических наук, профессору Летюку Леониду Михайловичу за помощь, консультации и содействие в ходе выполнения работы. Автор благодарен всем сотрудникам кафедры Технологии материалов электроники МИСиС и всем сотрудникам НПП «Экология-инструменты», оказавших поддержку и содействие в выполнении настоящей работы на ее заключительном этапе.

Автор искренне благодарен Костишину Владимиру Григорьевичу, Гончару Александру Владимировичу, Зотову Николаю Игоревичу, Серой Ельвире Владимировне, Соколовой Галине Петровне, Иевенко Людмиле Алексеевне, Кудряшкину Игорю Геннадьевичу, Фурсе Евгению Яковлевичу за помощь в проведении исследований и обсуждение полученных результатов.

Автор выражает благодарность Заиончковскому Вячеславу Станиславовичу, Николаеву Евгению Ивановичу, Наму Борису Пименовичу, Кирменскому Анатолию Петровичу, Хе Алику Санхаковичу, Костюку Петру Степановичу, Титову Михаилу Николаевичу - за предоставленные образцы эпитаксиальных пленок для исследований, обсуждение полученных результатов и совместное формирование актуальных технологических задач.

Список литературы диссертационного исследования доктор физико-математических наук Кожухарь, Анатолий Юрьевич, 2005 год

1. Ландау Л. Д., Лифшнц Е. М. К теории дисперсии магнитной проницаемости ферромагнитных тел. 1935, В кн. Л. Д. Ландау. Собрание трудов. — М.: Наука, 1969, С. 128—143.

2. Завойский Е. К. Электронный парамагнитный резонанс. Автореферат докт. дисс.—М., ФИАН СССР, 1944. — 20 с.

3. Горелик Г. С. Колебания и волны. — М.: Радио и связь 2 изд., 1959. — 144 с.

4. Ферромагнитный резонанс и поведение ферромагнетиков в переменных магнитных полях. Сб. статей пер. с англ. / Под ред. С. В. Вонсовского. — М.: ИЛ, 1952. —351 С.

5. Ферромагнитный резонанс. Сб. статей под ред. С. В. Вонсовского. —М.: Физматгиз, 1961. — 343 с.

6. Lax В., Button К. Microwave Ferrites and Ferri-magnetics. — Mc Craw-Hill Book, M.Y., 1962. — 350 p.

7. Гуревич А. Г. Магнитный резонанс в ферритах и антиферромагнетиках. —М.: «Наука», 1973. —591 с.

8. Bobek А. Н., Delia Torre Е. Magnetic Bubbles. N.H.P.C., А. 1975. —190 р.

9. Барьяхтар В. Г., Горобец Ю. И. Цилиндрические магнитные домены и их решетки. — К.: Наук, думка, 1988. —168 с.

10. Лисовский Ф. В. Физика цилиндрических магнитных доменов. —М.: Сов. радио, 1979. — 192 с.

11. Балбашев А. М., Червоненкис А. Я. Магнитные материалы для микроэлектроники. — М.: Энергия, 1979. —216 с.

12. Malozemoff А. P. Slonczewski J. С. Magnetic domain walls in duddle materials. Acad. Press. — N. Y. L.T.S. S.F. 1979. — 382 p.

13. Gerard P. Implantation of bubble Garnets thin Solid Films. — 1984. Vol. 114. —290 p.

14. Ахиезер А. И., Барьяхтар В. Г., Пелетминский С. В. Спиновые волны. — М.: Наука, 1967. — 261 с.

15. Зависляк И. В., Данилов В. В., Балинский М. Г. Введение в спин-волновую электродинамику. К.: КГУ. 1981. — 175 с.

16. Калиникос Б. А. Дипольно-обменные спиновые волны в ферромагнитных пленках. Автореферат докт. дисс. Ленинград, ЛЭТИ, 1986. —32 с.

17. Барьяхтар В. Г., Иванов Б. А., Четкин М. В. Динамика доменных границ в слабых ферромагнетиках // УФН, 1985. Т. 146. Вып. 3. С. 417—458.

18. Акулин В. М., Карлов Н. В. Интенсивные взаимодействия в квантовой электронике. — М.: Наука. Гл.ред. физ.-мат.лит., 1987. — 312 с.

19. Файнберг В. Я. Связанные состояния. Физический энциклопедический словарь. Под ред. А. М. Прохорова. М.: Сов. Энциклопедия. 1984. С. 671.

20. Федоров В. Б. Эксперименты по ЭПР при температурах 0,1-4,2 К. — Труды ФИАН СССР. — 1969. Т. 49. — С. 104—168.21.* Кожухарь А. Ю., Лукин С. Н., Цинцадзе Г. А. Обменныеiпары ионов Си —Си во фторосиликате цинка // ФНТ. — 1975. — Т.1. —С. 1535—1539.

21. Кугель К. И., Хомский Д. И. Эффект Яна—Теллера и магнетизм соединения переходных металлов // УФН, 1982. Т. 136. С. 621—664.

22. Балинский М. Г., Данилов В. В., Нечипорук Ю. Ю., Таталиевский В. М., Чевнюк Л. В. Магнитные возбуждения в структуре феррит—параматнетик. — В сб. тезисов докладов ВК по ФМЯ, 1985, Донецк, С. В109—В110.

23. Вашковский А. В., Лебедь Б. М., Зубков В. И., Беспятых Ю. И. — М.: ЦНИИ «Электроника», 1979. Обзоры по электронной технике. Сер. 1, Вып. 6. — 34 с.

24. Саланский H. М., Ерухимов М. Ш. Физические свойства и применение магнитных пленок. Новосибирск: Наука. 19756. — 142 с.

25. Kittel С. Theory of ferromagnetic resonance in rare—earth garnets. 111. Giant anisotropy anomalies // Phys. Rev., 1960. Vol. 117. N 3. P. 681—687.

26. Soohoo R. F. Microwave magnetic microscope // J. Apple. Phys. — 1962. V. 33. N. 3. P. 1276—1277.

27. Бучельников В. Д., Даныпин Н. К., Линник А. И., Цымбал Л. Т., Шавров В. Г. Статические и динамические свойства феррит-гранатовой пленки в окрестности ориентационных фазовых переходов. //ЖЭТФ. 2002. Т. 122. Вып. 1(7). С. 122—130.

28. Soohoo R. Е. Magnetic thin films // N.Y., E.L. Harper Row., 1965. —309 p.

29. Seavey M. H., Tannenwald P. E. Direct observation of spin wave resonance // J. Appl. Phys. 1959. Vol. 30. P. 2279—2288.

30. Калиникос Б. А., Славин А. Н. К модуляции неустойчивости дипольно-обменных спиновых волн в касательно намагниченной пленке // ФТТ. 1984. Т. 26. С. 3456—3458.

31. Бучельников В. Д., Дальшин Н. Н. Цымбал Л. Т., Шавров В. Г. Соотношение вкладов прецессионных и продольных колебаний в динамике магнетиков. // УФН. 1999. Т. 169. № 10. С. 1049—1084.

32. Maartense A. As susceptibility technique for characterizing magnetic bubble films (invited) // J. Appl. Phys. 1982. Vol. 53(3). P. 2466-2470.

33. Горобец Ю. И., Ильчишин О. В., Макмак И. М. Измерение скоростей волн различного типа в решетках цилиндрических магнитных доменов индуктивно-частотным способом // Донецк. 1982.

34. C. 5—10. — Деп. в ВИНИТИ 7, 9, 82, № 3522—1982 Деп.

35. Ф радиоспектроскопические методы и аппаратура контроля параметровмагнитных пленок «Электрон, пром.», 1984. Вып. 5(133). С. 67—70.

36. Гуляев Ю. В., Дикштейн И. Е., Шавров В. Г. Поверхностные магнитно-акустические волны в магнитных кристаллах в области ориентационных фазовых переходов // УФН. 1997. Т. 167. № 7. С. 735—750.

37. Тябликов С. В. Методы квантовой теории магнетизма. М.: Изв. 2-е «Наука», 1975. — 527 с.0 75. Macomber J. D. The Dynamics of spectroscopic transitions. —

38. Wiley Pubb. — N. Y., L.S., T., 1976. — 411 p. Пер. с англ. Динамика спектроскопических переходов. — М.: «Мир». — 1979. — 411 с.

39. Ахиезер А. И. К теории релаксационных процессов в ферродиэлектриках//J. Phys. USSR. 1946. Т. 10. С. 217—229.

40. Туров Е. А. Физические свойства магнитоупорядоченных кристаллов. — М.: Наука. 1963. —221 с.

41. Ахиезер А. И., Барьяхтар В. Г., Пелетминский С. В. Связанные магнитоупругие волны в ферромагнетиках и ферроакустический резонанса // ЖЭТФ. 1958. Т. 35. С. 228—236.

42. Кривоглаз М. А. Флуктуонные состояния электронов // УФН. 1973. Т. 111. С. 617—636.

43. Гуляев Ю. В., Зильберман П. Е. Взаимодействие СВЧ-спиновых волн в слоистых структурах полупроводник-феррит // Радиотехника и электроника. 1978. Т. 23. С. 897—917.

44. Ярив А. Метод связанных мод в применении к взаимодействию направляемых волн. — В сб. Введение в интегральную оптику. Под ред. Барноски Р. Пер. с англ. М.: «Мир». 1977. С. 176—193.

45. Прохоров А. М., Смоленский Г. А. Агеев А. Н. / Оптические явления в тонкопленочных магнитных волноводах и их техническое использование // УФН. 1984. Т. 143. Вып. 1. С. 33—72.

46. Fisher A. D., Lee J. N., Gaynor E. S., Tveten A. B. Optical quided-wave interactions with magnetostatic waves of microwave frequencies // J. Appl. Phys. Lett. 1982. Vol. 41. P. 779.

47. Hoekstra В., Robertson J. M., van Stapele R. P. Spin-wave resonance specter of inhomogeneous bubble garnet films // J. Appl. Phys. 1977. Vol. 48. P. 382—395.

48. Берегов А. С. Магнитостатические волны в структуре с произвольно намагниченной пленки кубической ферромагнетика // Известия вузов. Радиоэлектроника. 1984. Т. 27. С. 9—15.

49. Филиппов Б. Н. К теории поверхностных спиновых волн // ФТТ. 1967. Т. 9. № 5. С. 1339—1344.

50. Дмитриев В. Ф., Калиникос Б. А. Возбуждение дипольно-обменных спиновых волн в слоистых структурах. — В сб. тезисов докладов «Спин-волновая электроника СВЧ». Ашхабад. 1985. С. 39— 40.

51. Луговской А. В., Зильберман П. Е. Обменные осцилляции спектра и затухание прямых объемных магнитостатических волн в тонкой ферромагнитной пластине // ФТТ. 1982. Т. 24. № 2. С. 458— 462.

52. Коганов М. И., Чубунов А. В. Взаимодействующие магноны. / УФН. 1987. Т. 153. Вып. 4. С. 537—578.

53. Звездин А. К., Котов В. А. Распространение света вдоль доменного границы // ФТТ. 1976. Т. 18. № 4. С. 967—970.

54. Звездин А. К., Мукимов А. К., Попов А. И., Туркменов X. И. Влияние доменной границы на распространение электромагнитных волн СВЧ диапазона // Известия вузов СССР. Физика. 1985. № 6. С. 22—26.

55. Ким П. Д., Дрокина Г. В., Старостин Ю. В. ФТТ. 1980. Т. 22. С. 908—910.

56. Dotsch Н. Dyhamics of magnetic domains in microwave fields // J. Magn. and Magn. Mat. 1977. N 4. P. 180—185.

57. Kaczer J., Gemperle R., Zeleny M., Paces J., Suda P. On domain structure and magnetization process // j. Phys. Soc. Japan. 1962.

58. Vol. 178. N. l.P. 530—534.

59. Mier М. G., Hilmer Е. S., Swenson Н. W., Wigen Р. М. Microwave measurement of magnetic bubble collapse and strip out fielp // AIP Conf. Proc. 1976. Vol. 34. P. 176—180.

60. Барьяхтар В. Г., Ганн В. В., Горобец Ю. И., Смоленский Г.

61. Звездин А. К., Попков А. Ф. Распространение спиновых волн в движущейся доменной границе // Письма в ЖЭТФ. 1984. Т. 39. №8. С. 348—351.

62. Звездин А. К., Кулагин Н. Е., Редько В. Г. Нелинейные колебания доменных границ в магнитных пленках и пластинах // ФММ. 1978. Т. 45. С. 497—506.

63. B. С., Зотов Н. И., Фурса Е. Я. Магнитная анизотропия имплантированных слоев феррит-гранатовых пленок // Электронная техника. Сер. 6. Материалы. 1982. Вып. 3. С. 25—27.

64. Калиникос Б. А., Ковшиков Н. Г., Славин А. Н. Наблюдение спин-волновых солитонов в ферромагнитных пленках.

65. Письма в ЖЭТФ. 1983. Т. 38 № 7. С. 343—347.

66. Мень А. Н., Богданович М .Н., Воробьев Ю. П. Состав дефектность — свойство твердых фаз. Метод кластерных компонентов. М.: «Наука». 1977. С. 10—22.

67. Kasua Т., Le Crow R. G. Relaxation mechanisms in ferromagnetic resonance // J. Phys. Rev. Lett. 1961. Vol. 6. N. 5. P. 223— 227.

68. Богунов В. Г., Васильчиков А. С., Устинов В. М. Зависимость несоответствия периодов решетки в эпитаксиальных феррит-гранатовых системах / Электронная техника. Сер. Материалы, Вып. 2 (231), 1988, с. 37-40.

69. Keffer F. Spin waves in Handbuch der Physic. Ed. by Flugge S. N., Y.: Springer-Verlad. B. 1966. Vol. 18/2. — 390 p.

70. LeCraw R. C., Walker L. R. Temperature dependence of the spin wave spectrum of Iron Garnets // J. Appl. Phys. 1961. Vol. 32. N. 3. P. 167S—168S.

71. Anderson P. W. Local Moments and Localized States. Magnetism. N.Y., 1963. p. 25—110.4 133. Гуревич А. Г., Мэн Сянь- Чжень, Старобинец С. С.

72. Анизотропия ширины резонансной кривой иттриевого граната с редкоземельными примесями. // ФТТ. 1963. Т. 5. № 3. С. 740—749.

73. Sohoo R. F. Ferromagnetic resonance in ionimplanted garnet bubble films // J. Appl. Phys. Vol. 49. P. 1582—1584.

74. Mada J., Asama K., F.M.R. study of an ionimplanted layer of bubble garnet films// J. Appl. Phys. 1979. Vol. 50. P. 5914—5919.

75. Eshenfelder A. H. The magnetic anisotropy of /111/ orient garnet bubble films //J. Appl. Phys. 1978. Vol. 49. P. 1891—1893.

76. Thiele A. A. Theory of the static stability of cylindrical domains in uniaxial platelets // J. Appl. Phys. 1970. Vol. 41. P. 1139—1145.

77. Белов К. П. Ферриты в сильных магнитных полях. — М.: «Наука» 1972. — 179 с.

78. Sturdge М. D., LeCraw R. С., Pierce R. D., Licht S. I. Shick L. K. Growth-Induced Magnetic of Epitaxial Films of Mixed Garnets Containing////Phys. Rev. 1973. N. 7. P. 1070—1078.

79. Hagedern F. B. Annealing behavior and temperature dependence of the growth-induced magnetic anisotropy in epitaxial Sm— YIG //J. Appl. Phys. 1974. Vol. 45. N 7. P. 3132—3128.

80. Телесин P. В., Козлов В. И., Дудоров В. Н. Ферромагнитный резонанс в эпитаксиальных пленках // ФТТ. 1974. Т. 16. С. 3532—3534.

81. Боков В. А., Яценко В. А., Быстров М. В., Зайцева Н. В. Температурная зависимость наклона оси легкого намагничивания в ЭФГП. // Письма в ЖТФ. 1978. Т. 4. № 7. С. 1009—1013.

82. Устинов В. М., Захаров Б. Г. Микронапряжения в эпитаксиальных структурах на основе соединений А3В5. Обзоры по электронной технике. Сер. 6. Материалы, М.: ЦНИИ «д» 1977. Вып. 4. С. 2—34.

83. Wolfe R., North J. С., Johnson w. A., Spiwak R. R., Varnerin L. J., Fisher R. F. Ion Implanted Patterns vor Magnetic bubble Propagation // AIP conf. Proc. 1972. Vol. 10. P. 339.

84. Blance S. L., Wolfe R., Luther L. C., LeCraw R. C., Nelson T. J., Biolski W. A. Design and development of single layer ion-implantable small bubble materials for magnetic bubble device // J. Appl. Phys. 1979. Vol. 50. N3. P. 2155—2158.

85. Damon R. W., Eshbach J. R. Magnetostatic Modes of a Ferromagnet Slab //J. Phys. Chem. Solids. 1961. Vol. 19. P. 308—318.

86. Кооу С., Enz U. Experimental and theoretical study the domain configuration in thin layers of BaFe^O^. // Phil. Res. Rep. 1960. Vol. 15. N. 7. P. 7—29.

87. Callen H., Josephs R. M. Dynamics of magnetic bubble domains with an applications to well mobilities // J. Appl. Phys. 1971. Vol. 42. P. 1971—1981.

88. Wilts С. Н., Zebrowski J., Komenou К. Ferromagnetic resonance study implanted bubble garnets // // J. Appl. Phys. 1979. Vol. 50. P. 5878—5884.

89. Washburn H. A., Galll G. Ion implant profiles in garnet films. // // J. Appl. Phys. 1979. Vol. 50. N 3. P. 2267—2269.

90. Algra H. A., Robertson J. M. The effect of ion implantation on La, Ca: YIG films as observed by spin wave resonance // J. Appl. Phys. 1980. Vol. 51. N 7. P. 3821—3826.

91. Беляева А. И., Милославская О. В., Юрьев В. П., Потапова В. А. Исследование природы взаимодействия гранатовых слоев двухслойной пленки в интервале температур — 300 К. // ФТТ. 1985. Т. 217. С. 340—348.

92. Савуцкий А. И., Суслин JI. А., Хребтов А. О. Влияние температуры на характеристики ионно-имплантированных феррит-гранатовых пленок. В сб. тезисов докл. ВС Современный уровень разработок ЗУ на ЦМД- — Москва. 1985. С. 50.

93. Pitson D. М. Techniques of high energy Phisics. N.Y., L.: Int. Publ. 1961. — 510 p. Пер. с англ. под ред. Джелепова В. П. — Ритсон Д. Экспериментальные методы в физике высоких энергий. М.: Наука. 1964. —588 с.

94. De Gennes P. G. The Physics of liquid crystals: Clarendon Pres. ф Oxford. 1974. — 387 p. Пер. с англ. под ред. Сонина А. С.: де Женн П.

95. Физика жидких кристаллов. М.: Мир. 1977.

96. Scott G. В., Lachlison D. Е. Magnetooptic propertiles and applications of bismuth sudstituted iron garnets // IEEE. Trans. Magn. 1976. Vol. MAG-12. N 4. P. 292—311.

97. Клин В. П., Нам Б. П., Соловьев А. Г., Власов В. Н., Тюменцева С. И. Ячеистые структуры для управляемого магнитооптического транспаранта // Электронная техника. Сер. 6. Материалы. 1981. Вып. 5. С. 20—22.

98. Сер. 6. Материалы 1983. Вып. 2. С. 32—34.

99. Jouve H., Gailliard J. P., Piaquet j. Determinator of doeses for ion implantation in garnet film // IEEE. Tranc. Magn. 1975. Vol. 11. N 5. P. 1082—1084.

100. Лисовский Ф. В., Мансветова E, Г., Червоненкис А. Я. Несквозные домены в пленках магнитных гранатов. В сб. тезисов докладов «Физические свойства и применение ЦМД в приборостроении». Москва. 1979. С. 32.

101. Аваева И. Г., Лисовский Ф. В., Мансветова Е. Г. Влияние структурной стратификации эпитаксиальных пленок магнитных гранатов на свойства несквозных ЦМД Н ФТТ. 1979. Т. 21. № 2. С. 406—415.

102. Клепарский В. Г., Рандошкин В. В. Возникновение доменов нового направления намагниченности при импульсном перемагничивании пленок ферритов-гранатов // ФТТ. 1981. Т. 23. С.1735—1739.

103. Клин В. П., Нам Б. П., Летюк Л. М. Влияние обработки на магнитные и оптические свойства эпитаксиальных пленок Biсодержащих феррогранатов, подвергнутых напылению кремнием //

104. Электронная техника. Сер. 6. Материалы. 1981. Вып. 12. С. 19—20.

105. Вапнэ Г. М. СВЧ-устройства на магнитостатических волнах. Обзоры по электронной технике «Электроника СВЧ». 1984. Вып. 8. С. 1—80.

106. А. с. 602992 СССР, МКИ3 С11 С 11/00. Способ считывания информации с магнитных пленок / Барьяхтар В. Г., Горобец Ю. И. Опубл. 1978. Бюл. № 14.

107. Лифшиц Е. М., Питаевский Л. П. Статистическая физика. М.: Наука, 1978. Часть 2. С. 185—264.215. *А. с. 1618231 СССР, МКИ3 С23 С 28/00. Слоистая структура / Кожухарь А. Ю. Опубл. 1990. (ПР № 4625944/25 от 06.06.89.).

108. Никитов В. А., Никитов С. А. Исследования и разработка устройств на магнитостатических спиновых волнах // «Зарубежная радиоэлектроника». 1981. № 12. С. 41—52.

109. Ползикова Н. И., Гуляев Ю. В., Зильберман П. Е. Азимутальный эффект увлечения электронов магнитостатическими волнами в цилиндрической структуре феррит-полупроводник // ФТТ. 1981. Т. 23. № 11. С. 3256—3261.