Динамика решетки гетероструктур на основе феррита висмута и титаната бария-стронция тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.07, кандидат наук Кхабири Гомаа Махмуд Абдэль Хамид

• Кхабири Гомаа Махмуд Абдэль Хамид
• кандидат наук
• 2015

Оглавление диссертации кандидат наук Кхабири Гомаа Махмуд Абдэль Хамид

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1 Особенности структуры и динамики решетки кристаллов и пленок феррита висмута (обзор литературы)

2 Морфология поверхности, структура и динамика решетки многослойных гетероструктур на основе титаната бария-стронция и феррита висмута

2.1 Морфология поверхности пленок и гетероструктур

2.2 Атомная структура многослойных гетероструктур на основе

титаната бария-стронция и феррита висмута

2.3 Динамика решетки керамики титаната бария-стронция,

феррита висмута и гетероструктур на их основе

2.4 Выводы к разделу 2

3 Фононные и магнонные возбуждения в спектрах КРС пленок феррита висмута на подложках различных ориентаций

3.1 Фононные и магнонные спектры пленки ВРО/81Ю/8ТО/(001)М§0

3.2 Фононные и магнонные спектры пленки ВРО/81Ю/8ТО/(111)М§0

3.3 Выводы к разделу 3

4 Температурные зависимости фононных и магнонных мод в спектрах

КРС гетероструктур на основе допированного неодимом феррита висмута

4.1 Особенности двухмагнонного рассеяния в пленке ВЫРО/(111)М§0

4.2 Температурные зависимости фононных и магнонных мод гетероструктурыВЫРО/В8Т/(111)М£0

4.3 Температурные зависимости фононных и магнонных мод гетероструктуры ВЫРО/В8Т/(001 )МзО

4.4 Выводы к разделу 4

Заключение

Список цитированной литературы

Публикации автора

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Динамика решетки гетероструктур на основе феррита висмута и титаната бария-стронция»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Соединения и материалы, в которых одновременно существуют хотя бы два из трех видов упорядочения: ферромагнитное, (антиферромагнитное), сегнетоэлектрическое или сегнетоэластическое, называются мультиферроиками. В них магнитоэлектрическое взаимодействие упорядоченных подсистем приводит к появлению новых физических эффектов, представляющих интерес для спиновой электроники. Изучение особенностей магнитоэлектрического эффекта в мультиферроиках, при котором приложение магнитного поля изменяет электрическую поляризацию материала, либо под действием электрического поля изменяется его намагниченность, является важной фундаментальной задачей физики конденсированного состояния.

Феррит висмута В1РеОз при комнатной температуре является антиферромагнетиком и одновременно сегнетоэлектриком, в котором магнитное упорядочение определяется обменным взаимодействием электронных спинов, а сегнетоэлектрическое - перераспределением зарядовой плотности в кристаллической решетке. Феррит висмута относится к мультиферроикам первого рода, у которых температура сегнетоэлектрического фазового перехода превышает температуру антиферромагнитного упорядочения, однако наличие циклоидального магнитного упорядочения в его объемных образцах приводит к подавлению магнитоэлектрического эффекта, что делает невозможным его практическое использование. Аномально высокие значения спонтанной поляризации и магни-тоэлектрического эффекта удается достигать в эпитаксиальных тонких пленках В1РеОз за счет искажений кристаллической структуры, приводящих к разруше-нию циклоидального упорядочения и существованию антиферромапштного упорядочения О-типа со слабым ферромагнетизмом.

Большие значения магнитоэлектрического эффекта при комнатной температуре удается получать в композитных материалах, состоящих из чередующихся тонких мапштострикционных и пьезоэлектрических слоев. Современные технологии получения эпитаксиальных гетероструктур

позволяют выращивать наноразмерные слои сегнетоэлектриков и мультиферроиков для применений в спинтронике, оптоэлектронике, микроэлектромеханике и СВЧ-электронике [1-5]. В композитных системах, состоящих из чередующихся слоев с магнитным и электрическим упорядочениями, могут возникать магнитоэлектрические свойства как на интерфейсах взаимодействующих слоев, так и в объеме материала [5]. Для функциональных устройств необходимы тонкие слои мультиферроика различной степени искажения и различных ориентации по отношению к полярной оси третьего порядка исходного объемного феррита висмута. Последовательности фазовых переходов в эпитаксиальных пленках В1Ре03, а также температурные области сосуществования магнитного и полярного порядков могут существенно отличаются от наблюдающихся в объемном монокристалле.

Число подложек для осаждения тонких пленок сложных оксидов со структурой перовскита весьма ограничено, поэтому искажения кристаллической структуры при осаждении эпитаксиальных пленок феррита висмута возможны за счет использования промежуточных (буферных) слоев между пленкой и подложкой. При этом особенности структуры и динамики решетки многослойных гетероструктур на основе мультиферроиков можно выявить с использованием эффективного метода спектроскопии комбинационного рассеяния света (КРС). Таким образом, тема диссертации, посвященной выявлению и изучению с использованием спектроскопии КРС особенностей структуры и динамики решетки многослойных эпитаксиальных гетероструктур на основе феррита висмута с различными буферными слоями и подложками различной ориентации, является актуальной.

Цель работы: выявить особенности структуры и динамики решетки многослойных гетероструктур на основе феррита висмута на диэлектрических подложках различной ориентации и с различными буферными слоями.

Для достижения поставленной цели были намечены следующие задачи:

1) определить структурные искажения и их влияние на динамику решетки при последовательном осаждении эпитаксиальных слоев феррита висмута и титаната бария-стронция в многослойных гетероструктурах;

2) определить особенности динамики решетки эпитаксиальных пленок BiFe03 на подложках (OOl)MgO и (11 l)MgO;

3) выявить особенности поведения фононных и магнонных возбуждений при нагревании эпитаксиальных пленок феррита висмута на подложках различной ориентации;

4) установить особенности температурного поведения фононных и магнонных возбуждений в гетероструктурах феррита висмута, допированного неодимом и выращенных на различных подложках и буферных слоях.

Исследования проводились с использованием методов рентгеновской дифракции, атомно-силовой микроскопии и спектроскопии комбинационного рассеяния света (КРС).

Объекты исследования:

- эпитаксиальная пленка (Ba0.8Sr0.2)TiO3 на подложке (00 l)MgO (BST/MgO);

- эпитаксиальная пленка (Bio.9sNdo.o2)Fe03 на подложке (11 l)MgO (BFNO/(l 1 l)MgO);

- двухслойные гетероструктуры (Bi0.98Nd0.02)FeO3/(Ba0.8Sr0.2)TiO3 на подложках (OOl)MgO (BFNO/BST/MgO) и (111) MgO (обозначены как BFNO/BST/(l 1 l)MgO);

- трехслойная гетероструктура (Bao.8Sro.2)Ti03/(Bio.98Ndo.o2)Fe03/(Bao.8Sro.2)Ti03 на подложке (OOl)MgO (обозначена как ВST/BFNO/BST/MgO);

- эпитаксиальные пленки BiFe03 на подложках (OOl)MgO и (lll)MgO с использованием буферных слоев SrRuC^ и SrTiC^ (обозначены как BFO/SRO/STO/(001)MgO и BFO/SRO/STO/(l 1 l)MgO).

Научная новизна: впервые

- определены морфология поверхности, параметры решетки и получены

спектры КРС на этапах последовательного формирования трехслойной

гетероструктуры с чередующимися слоями равной толщины BST и BNFO на

5

подложке (001)1^0, а также определены механизмы роста и структурные параметры каждого слоя В8Т и ВМЮ при их последовательном напылении;

- установлено, что в результате взаимодействия слоев ВБТ и ВЫРО при их последовательном напылении степень тетрагонального искажения слоя В8Т увеличивается, что свидетельствует о возникновении сжимающих напряжений из-за несоответствия параметров решеток эпитаксиальных слоев;

- из поляризованных спектров КРС эпитаксиальных гетероструктур ВРЫ0/В8Т/М§0 и В8Т/ВРЫ0/В8Т/М§0 определены особенности структурных искажений их слоев и обнаружено, что симметрия слоя ВМЮ в гетероструктуре ВРЫ0/В8Т/М§0 понижается от ромбоэдрической до орторомбической или моноклинной;

- получены поляризованные спектры КРС эпитаксиальных пленок В^РеОз на монокристаллических подложках (001)М§0 и (111)1^0 при нагревании в интервале температур 295... 1100 К, определены температурные зависимости частоты, полуширины и интенсивности их фононных мод и установлено влияние ориентации подложки на колебательные спектры этих пленок;

- установлено, что интенсивность фононных мод первого порядка (ниже 600 см"1) в поляризованных спектрах КРС уменьшается с ростом температуры, а полосы в интервале частот 600... 1200 см'1, отнесенные к двухфононному рассеянию, не исчезают при повышении температуры и надежно регистрируются до 1100 К;

- обнаружено, что в спектрах КРС эпитаксиальных пленок В1Ре03/(001)М§0 и В1Ре03/(111)М§0 наблюдается полоса -610...620 см"1, соответствующая максимуму плотности состояний мапюнной ветви на границе зоны Бриллюэна, и интенсивная полоса с максимумом ~1250...1270 см"1, соответствующая плотности состояний двухмагнонных возбуждений, причем при повышении температуры ее интенсивность линейно понижается;

- доказано, что ориентация подложки, задающая тип искажения пленки ВОТО ромбоэдрическая в случае (111)1^0 или псевдотетрагональная моноклинная в случае (001)1^0, толщина пленки В№Ю, размеры ростовых

6

блоков и наличие промежуточных слоев BST между подложкой и пленкой BNFO не влияют существенным образом на температуру антиферромагнитного упорядочения в BNFO.

Практическая значимость результатов состоит в том, что полученные данные о структуре, динамике кристаллической решетки и свойствах изученных тонких пленок и эпитаксиальных гетероструктур на их основе могут быть использованы при создании магнитоэлектрических функциональных устройств. Применяемые методики исследования и полученные результаты открывают новые возможности для диагностирования подобных гетероструктур при их синтезе с использованием методов спектроскопии комбинационного рассеяния света.

Основные научные положения, выносимые на защиту

1. Из-за сжимающих напряжений, возникающих в гетероструктуре BST/BNFO/BST/(Oi)l)MgO при осаждении слоя BNFO толщиной 80 нм на пленку BST/(001)MgO, параметр решетки с слоя BST увеличивается на 0.2%, а при дальнейшем осаждении на двухслойную структуру BNFO/BST/(001)MgO еще одного слоя BST его параметр решетки с уменьшается на 0.12%.

2. В пленках феррита висмута двухмагнонные возбуждения доминируют над двухфононными, о чем свидетельствует спектральный отклик в спектре КРС с максимумом в области 1260 см-1, соответствующий плотности состояний двухмапюнных возбуждений.

3. Интенсивное мапюнное рассеяние в пленках феррита висмута наблюдается вплоть до температуры Нееля и не зависит ни от характера среза подложки, ни от допирования неодимом, что доказывает устойчивость антиферромагнитного порядка в этом классе гетероструктур.

Апробация основных результатов работы происходила на International Conference on Coherent and Nonlinear Optics, Conference on Lasers, Applications, and Technologies. Moscow, 2013; IEEE - International Ultrasonic, IEEE-

International Symposium on Applications of Ferroelectrics and Piezoresponse Force Microscopy and Nanoscale Phenomena in Polar Materials, IEEE- International Frequency Control Symposium and European Frequency and Time Forum, Prague, Czech Republic, 2013; Всероссийской конференции «Комбинационное рассеяние - 85 лет исследований», Красноярск, 2013; XX Всероссийской конференции по физике сегнетоэлектриков, Красноярск, 2014.

Личный вклад автора состоит в том, что он совместно с научным руководителем, доктором физ.-мат. наук Юзюком Ю.И. определил тему и задачи, сформулировал и обобщил основные результаты, выводы и научные положения, выносимые на защиту, а также лично выполнял измерения спектров КРС и их последующую обработку и анализ. Пленки BFO были синтезированы в лаборатории LPMC, университета Пикардии, Амьен, Франция. Пленки BNFO и многослойные гетероструктуры синтезированы доктором физ.-мат. наук Мухортовым В.М. Рентгенодифракционные исследования выполнены совместно с кандидатами физ.-мат. наук Буниной O.A. и Головко Ю.И. Морфология поверхности образцов методами атомно-силовой микроскопии выполнена автором совместно с доктором физ.-мат. наук Широковым В.Б.

Публикации. Основные результаты диссертации опубликованы в 7 работах, из них 3 статьи - в рецензируемых научных журналах, рекомендованных ВАК Минобрнауки РФ, остальные — тезисы в сборниках тезисов докладов на международных и всероссийских конференциях. Список основных публикаций, снабженных литерой А, приведен в конце диссертации.

1 Особенности структуры и динамики решетки кристаллов и пленок феррита висмута (обзор литературы)

Возможность сосуществования спонтанных магнитных моментов и поляризации не противоречит общим критериям возникновения ферромагнетизма и сегнетоэлектричества в отдельности. Магнитное упорядочение определяется обменным взаимодействием электронных спинов, а сегнетоэлектрическое — перераспределением зарядовой плотности в кристаллической решётке. Феррит висмута BiFe03 (BFO) — один из первых сегнетомагнетиков, описанный Смоленским Г.А. с соавторами [6 - 10]. Группой Смоленского Г.А. в феррите висмута было также обнаружено [6, 7], сегнетоэлектрическое а позже [8 - 11] и антиферромагнитное упорядочение с уникально высокими температурами электрического (7с = 1083 К) и магнитного (rN = 643 К) упорядочения, но высокая электропроводность образцов затрудняла, как отмечала Рогинская и др. в работе [12] их исследование и практическое применение. Среди мультиферроиков, описанных в обзорах Schmid Н. [13], Fiebig М. [14], Erenstein W., Mathur N.D., и Scott J.F. [15], Salje E. [16], Park J.G. с соавторами [17], BFO является наиболее популярным объектом исследований и перспективным материалом для создания новых элементов памяти, предложенных в работах [18, 19].

Морозов А.И. в работе [19] считает перспективным создание

магниторезистивной памяти с записью электрическим полем на основе слоев

BiFeOi, выращенных параллельно скомпенсированным атомным плоскостям

(001) кристаллической структуры подложки SrTiOj. Для таких слоев следует

использовать электрическое поле, направленное параллельно плоскости слоя

BiFe03 вдоль ребра псевдокубической решетки самого BFO. При приложении

внешнего электрического поля будет происходить разворот вектора

поляризации и связанного с ним вектора антиферромагнетизма в слое

мультиферроика, что в свою очередь, будет приводить к развороту

намагниченности ферромагнитного слоя на 90° за счет обменного

взаимодействия на границе раздела ферромагнетик — мультиферроик. Во-

9

вторых, Морозов А.И. в работе [19] предложил создать память, переключаемую с помощью управляемых упругих напряжений в пленках, в которой используется бистабилыюсть намагниченности ферромагнитного слоя. Для реализации такой памяти необходимо обеспечить наличие барьера между состояниями, превышающими суперпарамагнитный порог при переходе к латеральным размерам бита порядка десятков нанометров.

При комнатной температуре монокристалл BiFeC>3 характеризуется элементарной ячейкой, которая описывается Kübel F. и Schmid H., а также Zavaliche F. с соавторами в работах [20, 21] полярной пространственной группой R3c. Как показали Michel С. с соавторами в работе [22], ромбоэдрическая элементарная ячейка BFO имеет параметры а = 0,562 нм, а = 59,35° и содержит две формульные единицы. Спонтанная поляризация ориентирована в направлении [111] псевдокубической перовскитной ячейки. Кроме, того, как показали те же Kübel F. и Schmid H. В работе [20], Zhao Т. с соавторами в работе [23] и Sosnovska I. с соавторами в работе [24], в феррите висмута существует антиферромагнитное упорядочение G-типа, при котором каждый атом окружен шестью атомами с противоположной ориентацией спина. Эта фаза возникает так, что магнитные моменты ионов железа, сохраняя локально антипараллельную ориентацию, поворачиваются по спирали, ориентированной вдоль направления [101]. Согласно данным Sosnovska I. с соавторами, полученным в работе [24] по рассеянию нейтронов, шаг этой циклоидальной модуляции равен 62 нм. В объеме BiFeC>3 ориентация антиферромагнитного вектора следует длинноволновой спирали, которая подавляется в тонких пленках BiFeC>3. Взаимодействие спиновых волн с оптическими фонолами в монокристаллах BiFeC>3 недавно исследовалось в работе [25] Cazayous M. в группе французских ученых методами комбинационного рассеяния света.

С 2003 года интерес к ферриту висмута резко возрос, что связано с обнаружением в плёнках этого соединения: гигантского магнитоэлектрического (МЭ) эффекта, то есть возникновения намагниченности под действием

электрического поля, описанного группой профессора Ramesh R. в работе [26], и гигантской магнитоёмкости, то есть возникновения электрической поляризации под действием магнитного поля, описанной Kimura Т. с соавторами в работе [27]. Наличие циклоидального пространственно модулированного порядка, при котором векторы намагниченности соседних подрешеток постепенно отклоняются друг от друга, приводит нулевому магниоэлектрическому эффекту и занулению усреднённой по объему намагниченности, как показали в работах [28, 29] Кадомцева A.M., Звездин А.К. и Пятаков А.П. со своими соавторами.

С того же времени огромный интерес вызывают пленки BFO, поскольку большая величина спонтанной поляризации и значительный магнитоэлектрический эффект свидетельствуют о разрушения циклоды в наноразмерных гетероструктурах. В зависимости от типа используемой подложки, двумерные деформации кристаллической структуры пленки, вызванные её взаимодействием с подложкой, могут быть как положительными (сжимающими), так и отрицательными (растягивающими), что позволяет существенно изменять физические свойства пленки.

Как показали Звездин А.К. и Пятаков А.П., а также Huang F. с соавторами в работах [29,30] наблюдаемый магнитоэлектрический эффект в плёнках BFO с наноразмерной толщиной указывает на отсутствие простанственного циклоидального порядка спинов в плёнках из-за существенных деформаций элементарной ячейки пленки, вызванных разницей параметров решётки плёнки и подложки. Эти механические напряжения в наноразмерных плёнках приводят к появлению дополнительного вклада в поляризацию вследствие электрострикции. Существование магнитного порядка наряду с перераспределением плотности заряда и электрострикции в гетероструктурах мультиферроиков приводят к появлению новых физических свойств, которые представляют интерес для практического использования в функциональных устройствах.

Таким образом, разработка способов синтеза и кристаллизации гетероструктур мультиферроиков на различных подложках становится актуальной задачей. Для практического использования плёнок мультиферроиков необходимо, чтобы спонтанная поляризация, пьезоэлектрический коэффициент и намагниченность имели достаточно высокие значения, так же как и магнитоэлектрическое взаимодействие.

В работе [30] Huang F. с соавторами и в работе [31] Yuan G.L. со своими соавторами получили мультиферроидные материалы с высокими значениями важных для практических применений физических характеристик легированием традиционного однофазного мультиферроика BiFe03 различными ионами редкоземельных металлов. Легирование ионами неодима способствует разрушению циклоидальной модуляции и может вызывать [30,31] увеличение остаточной поляризации и намагниченности насыщения, одновременно с этим падает величина коэрцитивного поля и проводимости.

Wang J. и соавторы в работе [26] впервые отметили, что тонкие пленки BFO при комнатной температуре имеют большую спонтанную поляризацию выше, чем у объёмного кристалла (или керамики). Эпитаксиальные (OOl)BFO

л

тонкие пленки имеют более высокую спонтанную поляризацию Р ~ 0,6 К/м , что примерно в 20 раз больше, чем проекция поляризации объемного кристалла на это же направление. Кроме того, значительное увеличение намагниченности пленок наблюдалось по сравнению с кристаллом. Таким образом, тонкие пленки имеют очень интересные свойства, которые весьма отличаются от объемных аналогов. Это происходит потому, что свойства пленок зависят от целого ряда взаимосвязанных параметров.

В объемном виде BiFeC>3 обладает ромбоэдрически искаженной структурой перовскита. При комнатной температуре элементарная ячейка может быть представлена как в гексагональной, так и в псевдокубической установке. В высокотемпературной фазе BiFeC>3, элементарная ячейка (группа симметрии РтЪт (Oh1) представляет собой куб, в центре которого расположен

ион Fe, окружённый кислородным октаэдром, ионы О расположены в центрах граней, а ионы Bi находятся в вершинах куба.

При температуре Т < Тс структура BiFeCb описывается ромбоэдрической группой симметрии R3c с удвоенной элементарной ячейкой вдоль одной из диагоналей куба, как показано на рисунке 1.1, а. При этом ионы Fe3+ и Bi3+ смещены из своих центросимметричных положений вдоль направления [111] и ионы кислорода в обратном направлении. Развороты кислородных октаэдров в соседних кубах удвоенной ячейки феррита висмута происходят в противоположных направлениях вокруг оси (111), что приводит к потере пространственной инверсии. В работе [32] Г.А. Смоленского с соавторами было обнаружено, что феррит висмута имеет спонтанную поляризацию, которая ориентирована вдоль направления [111] псевдокубической перовскитной ячейки BiFeCb, в то время как гексагональную ячейку можно представить как ячейку образованную диагоналями граней ячейки перовскита, как показано на рисунке 1.1, б.

Рисунок 1.1- Элементарная ячейка феррита висмута, ромбоэдрически искаженная и удвоенная за счёт антипараллельного вращения кислородных октаэдров вокруг оси [111] - (а) и в гексагональной установке по работе [5] — (б)

В объемном феррите висмута существует проблема проводимости, которая возникает из-за нестехиометрии и дефектов, что и ограничивает практическое сегнетоэлектрических свойств этого материала в виде объемных кристаллов или керамики. Первоначально измеренные значения поляризации в кристаллах феррита висмута, выполненные Teague J.R. [33], оказывались на порядок меньше теоретической оценки, но сравнительно недавно в тонких плёнках феррита висмута, согласно работам Wang J. с соавторами в работе [26] и Li J. с соавторами [34], а позже по данным Lebeugle D. с соавторами [35] и в объёмных материалах были измерены значительно большие величины поляризации, типичные для классических сегнетоэлектриков. Согласно работе [36] Eerenstein W. с соавторами, электрическая поляризация определенная ранее в объёмных материалах феррита висмута не могла быть аккуратно измерена из-за наличия токов утечки.

Очень важным структурным параметром является угол поворота кислородного октаэдра. Этот угол составляет 0° для кубического перовскита РтЗт (Oh). Температурная зависимость структурных и магнитных параметров порядка сегиетоэлектрического и одновременно антиферромагнитного BiFeOi с ромбоэдрической структурой была исследована в работе [37] Fischer Р. и Polomska M. с помощью дифракции нейтронов на порошкообразных образцах. Было обнаружено, что разворот кислородных октаэдров вокруг оси симметрии третьего порядка уменьшается почти линейно с 12.5° при 4,2 К до 11,4° при 878 К и смещение катионов уменьшается с ростом температуры вследствие теплового движения. Изменения деформации октаэдра при Тц, по-видимому, вызваны мапштоупругими взаимодействиями.

Более того, показано, что магнитный момент Fe3+ насыщения, значительно снижается ниже значения известного для свободных ионов, но немного больше, чем значение, определенное Jacobson A. J. и Fender B.E.F. в работе [38]. В 2009 году Palewicza А. и его соавторы в работе [39] исследовали структурные параметры BiFe03 ниже комнатной температуры. Результаты показали, что координаты атомов в элементарной ячейке BiFe03 изменяются

незначительно в интервале температур от 5 К до 300 К. Однако, атомные координаты z ионов Fe и О, которые определяют поляризацию ячейки BiFeOí, значительно увеличиваются выше 300 К.

Методика КРС широко используется для исследования различных материалов. Используя КРС можно получать важную информацию о динамике решетки исследуемых объектов, поведении мягкой моды, как это было продемонстрировано на примере классического сегнетоэлектрика РЬТЮз в работе Cho S.M. [40] и спин-фононного взаимодействия в перовскитах, продемонстрированное в работах Iliev M.N. [41] и Granado Е. [42] каждый со своими соавторами. Исследования спектров КРС феррита висмута в виде монокристаллов были опубликованы в работе Palai R. с соавторами [43], и Fukumura H. с соавторами [44]. Поликристаллические образцы исследовали Kothari D. с соавторами [45] и Yuan G. L. с соавторами [46].

Singh M.K. в работе [47], Das R.R. с соавторами [48], Ihlefeld J. F. с соавторами [49, 50], Singh S.K. с соавторами [51] и Bai F. с соавторами в работе [52] исследовали эпитаксиальные тонкие пленки, выращенные на подложках SrTi03 с различной ориентацией: (001), (111) и (101). Однако отнесение мод в эпитаксиальных тонких пленках является очень сложной задачей, так как даже небольшие структурные искажения в них могут привести к возникновению различных по симметрии фаз. Beekman С. и соавторы в работе [53] попытались выполнить отнесение LO- и ТО-фононных мод монокристалла BiFe03 при комнатной температуре; Beekman С. с соавторами в работе [53] и Hlinka J. с соавторами в работе [54] предложили две разные методики для определения типов симметрии мод, наблюдаемых в спектрах КРС.

Hlinka J. с соавторами использовали дисперсию наклонных мод, измеряя неполяризованные спектры микро-КРС (см. рис. 1.2, б) с более чем 70 случайно ориентированных монокристаллических зерен керамики, и предполагая, что дисперсия должна изменяться с изменением наклонного угла ф монотонно (см. рис. 1.2, а), и что Е (ТО) моды не имеют угловой дисперсии.

Таким образом, спектры можно отсортировать на основании измеряемых частот фононов: спектр с самым низким значением частоты будет соответствовать параллельному падению луча [111]рс (<р = 0°), а спектр с самым высоким значением частоты - перпендикулярному падению луча (ф = 90°). Частоты мод А\ (ЬО) могут быть определены из спектра, соответствующего значению ф = 0°, в то время как частоты мод Е (ЬО) и А\ (ТО) из спектра, соответствующего значению ф = 90°. С другой стороны, Веекшап С. и соавторы [53] для определения симметрии мод использовали зависимость их интенсивносгей в поляризованных спектрах КРС от азимутального угла, как показано на рисунках 1.3 и 1.4.

(а) (б)

Рисунок 1.2 -Кривые дисперсии наклонных мод В1Ре03 - (а) и спектры КРС, полученные от отдельных зерен исследованных керамических В1РеОэ - (б) по данным работы Н1тка). с соавторами [54]. Точечные символы указывают ТО и ЬО частот «чистых» А1 и Е мод

Raman shift (cm1) Рисунок 1.3 - Спектры КРС первого порядка в параллельно поляризованной геометрии рассеяния для двух различных [100]рс кристаллов (черный: кристалл I и красный: кристалл II) из работы Beekman С. и др. [53]

Рисунок 1.4 - Полярные диаграммы распределения интенсивности, определенные в работе Веектап С. и других [53] из спектров КРС как функции азимутального поворота - (а), для моды при 350 см"1 - (Ь); для моды Еу при 140 см"1 - (с) и (<!) и для моды Ех при 471 см"1 (е) и (1). Сплошные красные линии являются результатами аппроксимации

Полученные зависимости интенсивностей разных мод в поляризованных спектрах КРС от азимутального угла (рис. 1.4) позволили им в той же работе

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Кхабири Гомаа Махмуд Абдэль Хамид, 2015 год

Список цитированной литературы

1. Scott, J.F. Applications of Modern Ferroelectrics / J.F. Scott // Science. -2007.-V.315.-P. 954-959.

2. Scott, J.F. Applications of Magnetoelectrics / J.F. Scott // J. Materials Chemistry. - 2012. - V.22. - P. 4567-4574.

3. Мухортов, B.M. Гетероструктуры на основе наноразмерных сегнетоэлектрических пленок: получение, свойства и применение / В.М. Мухортов, Ю.И. Юзюк // ЮНЦ РАН.- 2008. 224 р.

4. Gevorgian, S. Ferroelectrics in Microwave Devices, Circuits and Systems / S. Gevorgian // Springer. - 2009. 396 p. (Spartak. Gevorgian, Ferroelectrics in Microwave Devices, Circuits and Systems, XX, 396: (Springer-Verlag, London, 2009).

5. Пятаков, А.П. Магнитоэлектрические материалы и мультиферроики / А.П. Пятаков, А.К. Звездин // УФН.- 2012.- Т. 182. - С. 593-620.

6. Веневцев, Ю. Н. Кристаллохимическое исследование веществ со структурой типа перовскита, обладающих особыми диэлектрическими свойствами / Ю.Н. Веневцев, Г. С. Жданов, С.П. Соловьев // Кристаллография.- 1960. - Т.5. - С. 620-626.

7. Смоленский, Г. А. К вопросу о сосуществовании сегнетоэлектрического и ферримагнитного состояний / Г.А. Смоленский, В.А. Исупов, H.H. Крайник, А.И. Аграновская //Изв. АН СССР. Сер.физ. -1961. Т. 25. - С. 1333-1339.

8. Смоленский, Г.А. Антиферромагнитные свойства некоторых перовскитов / Г.А. Смоленский, В.М. Юдин, Е.С. Шер, Ю.Е. Столыпин //ЖЭТФ.- 1962.- Т. 42. - С. 877-880.

9. Киселев, С. В. Нейтронографическое обнаружение магнитного упорядочения в сегнетоэлектрике BiFeC>3 / С .В. Киселев, Р.П. Озеров, Г.С. Жданов// ДАН СССР.- 1962.- Т. 145. - С. 1255-1258.

10. Смоленский, Г.А. СЕГНЕТОМАГНЕТИКИ / Г.А. Смоленский, И.Е. Чупис // УФН. - 1982. - Т. 137. - С. 415-444.

11. Moreau, J. M. Ferroelectric BiFe03 X-ray and neutron diffraction study / J. M. Moreau, C. Michel, R. Gerson, W. J. James // J. Phys. Chem. Solids. -1971.-V.32.-P. 1315-1320.

12. Рогинская, Ю.Е. характере диэлектрических и магнитных свойств BiFeC>3 / Ю.Е. Рогинская, Ю.Я. Томашпольский, Ю.Н. Веневцев, Ю.Н. Жданов // ЖЭТФ.- 1966.- Т. 50. - С. 69-75.

13. Schmid, Н. Multi-ferroic magnetoelectrics / Н. Schmid // Ferroelectrics. -1994.-V. 162.-P. 317-338.

14. Fiebig, M. Revival of the magnetoelectric effect / M. Fiebig // J. Phys. D. -2005.-V.38.-R. 123-R. 152.

15. Erenstein, W. Multiferroic and magnetoelectric materials / W. Erenstein, N.D. Mathur, J.F. Scott // Nature. -2006. -V.442. - P. 759-765.

16. E. К. H. Salje, Phase Transitions in Ferroelastic and Co-elastic Crystals / Salje. E. К. H// Cambridge Univ. Press, Cambridge.-1990. 300p.

17. Park, J.-G. Structure and spin dynamics of multiferroic BiFe03 / Je-Geun Park, Le Manh Due, Jeong Jaehong, Lee Sanghyun // J. Phys.: Condens. Matter. - 2014. - V. 26. - P. 433202-1 - 433202-33.

18. Catalan, G. Physics and Applications of Bismuth Ferrite / G. Catalan, J.F. Scott // Adv. Mater. - 2009. - V. - 21. - P. 2463-2485.

19. Морозов, А.И. Переключение намагниченности ферромагнетика электрическим полем / А.И. Морозов // ФТТ.- 2014.- Т.56. - С.833-840.

20. Kubel, F. Structure of a ferroelectric and ferroelastic monodomain crystal of the perovskite BiFe03 / F. Kubel, H. Schmid // Acta Ciyst.- 1990.- V.46.- P. 698-702.

21. Zavaliche, F. Polarization switching in epitaxial BiFeC>3 films / F. Zavaliche, P. Shafer, R. Ramesh, M. P. Cruz, R. R. Das, D. M. Kim, С. B. Eom // Appl. Phys. Lett.- 2005.- V. 87.- P. 252902-1 - 252902-3.

22. Michel, C. The atomic structure of BiFeC>3 / C. Michel, J.-M. Moreau, G. D. Achenbach, R Gerson, W. J. James // Solid State Commun. - 1969. - V. 7. -P.701-704.

23. Zhao, Т. et al. Electrical control of antiferromagnetic domains in multiferroic BiFeCb films at room temperature / T. Zhao, A. Scholl, F. Zavaliche, K. Lee, M. Barry, A. Doran, M.P. Cruz, Y.H. Chu, C. Ederer, N.A. Spaldin, R.R. Das, D.M. Kim, S.H. Baek, C.B. Eom, R. Ramesh // Nature materials. - 2006. - V. 5.-P. 823-829.

24. Sosnovska, I. Spiral magnetic ordirang in bismuth ferrite / I. Sosnovska, T. Peterlin-Neumaier, E. Steichle // J. Phys. C.- 1982.- V.15.- P. 4835-4846.

25. Cazayous, M. Possible Observation of Cycloidal Electromagnons in BiFeO з / M. Cazayous, Y. Gallais, A. Sacuto, R. de Sousa, D. Lebeugle, and D. Colson // Phys. Rev. Lett.- 2008.- V.101.- P. 037601-1 - 037601-4.

26. Wang, J. Epitaxial BiFe03 Multiferroic Thin Film Heterostructures / J. Wang, J.B. Neaton, H. Zheng, V. Nagarajan, S.B. Ogale, B. Liu, D. Viehland, V. Vaithyanathan, D.G. Schlom, U.V. Waghmare, N.A. Spaldin, K.M. Rabe, M. Wuttig, R. Ramesh // Science.- 2003.- V. 299.- P. 1719-1722.

27. Kimura, T. Magnetic control of ferroelectric polarization / T. Kimura, T. Goto, H. Shintani, K. Ishizaka, T. Arima & Y. Tokura // Nature. - 2003. -V.426. - P. 55-58.

28. Кадомцева, A.M. Нарушенная четность относительно инверсии пространства и времени и магнитоэлектрические взаимодействия в антиферромагнетиках / A.M. Кадомцева, А.К. Звездин, Ю.Ф. Попов, А.П. Пятаков, Г.П. Воробьев // Письма в ЖЭТФ.- 2004.- Т. 79. - С. 705716.

29. Звездин, А.К. Фазовые переходы и гигантский магнитоэлектрический эффект в мультиферроиках / А.К. Звездин, А.П. Пятаков // УФН.- 2004.-Т.174. - С.465-470.

30. Huang, F. Effect of Nd dopant on magnetic and electric properties of BiFe03 thin films prepared by metal organic deposition method / F. Huang, Lu. Xiaomei, Lin. Weiwei, Wu. Xiumei, Yi Kan, Jinsong Zhu // Appl. Phys. Lett.-2006. - V.89. - P. 242914-1- 242914-3.

31. Yuan, G.L. Reduced ferroelectric coercivity in multiferroic Bi 0.825 Nd 0.175 FeO 3 thin film / G. L. Yuan, S.W. Or, H. L. W. Chan, Z. G. Liu // J. Appl. Phys. - 2007. - V.101. - P. 024106-1 - 024106-4.

32. Смоленский, Г.А. К вопросу о сосуществовании сегнетоэлектрического и ферримагнитного состояний / Г.А. Смоленский, В.А. Исупов, Н.Н. Крайник, А.И. Аграновская // Изв. АН ССР. Сер. Физическая.- 1961.- Т. 25. - С. 1333-1339.

33. Teague, J. R. Dielectric Hysteresis in Single Crystal BiFe03 / J. R Teague, R. Gerson, W. J. James // Solid State Commun.- 1970.- V. 8.- P 1073-1074.

34. Li, J. Dramatically Enhanced Polarization in (001), (101) and (111) BiFe03 Thin Films due to Epitaxial-induced Transitions / J. Li, J. Wang, M. Wuttig, R. Ramesh, N. Wang, B. Ruette, A. P. Pyatakov, A. K. Zvezdin, D. Viehland // Appl. Phys. Lett. - 2004. - V. 84. - P. 5261-5263.

35. Lebeugle, D. Room temperature coexistence of large electric polarization and magnetic order in BiFe03 single crystals / D. Lebeugle, Colson. Dorothée, Forget. Anne, Viret. Michel, Bonville. Pierre, Marucco. Francis, Fusil. Stéphane //Phys. Rev. B. - 2007. - V. 76. - P. 024116-1 - 024116-27.

36. Eerenstein W. Comment on "Epitaxial BiFe03 multiferroic thin film heterostructure" / W. Eerenstein, F. D. Morrison, J. Dho, M. G. Blamire, J. F. Scott, N. D. Mathur // Science.- 2005. - V.307. - P. 1203a.

37. Fischer, P. Temperature dependence of the crystal and magnetic structures of BiFe03 / P. Fischer, M. Polomska // J. Phys. C: Solid State. - 1980. -V. 13. -P. 1931-1940.

38. Jacobson, A. J. A neutron diffraction study of the nuclear and magnetic structure of BiFe03 / A. J. Jacobson, B. E. F. Fender // J. Phys. C: Solid St. Phys.- 1975.- V.8.- P. 844-850.

39. Palewicza, A. BiFe03 Crystal Structure at Low Temperatures / A. Palewicza, I. Sosnowskaa, R. Przeniosloa, A.W. Hewat // Acta physica polonica A.-2010.- V.117.- P. 296-301.

40. Cho, S. M. Softening and Mode Crossing of the Lowest-Frequency ^i(TO) Phonon in Single-Crystal PbTi03 / S. M. Cho, H. M. Jang // Appl. Phys. Lett.-2000.- V. 76.- P. 3014-3016.

41. Iliev, M. N. Raman spectroscopy of SrRuC>3 near the paramagnetic-to-ferromagnetic phase transition / M. N. Iliev, A. P. Litvinchuk, H.-G. Lee, C. L. Chen, M. L. Dezaneti, C. W. Chu, V. G. Ivanov, M. V. Abrashev, V. N. Papov // Phys. Rev. B.- 1999.- V. 59.- P. 364-368.

42. Granado, E. Magnetic ordering effects in the Raman spectra of Lai.xMni.x 03 / E. Granado, A. García, J. A. Sanjuijo, C. C. Rettori, I. Torriani, F. Prado, R. D. Sánchez, A. Caneiro, and S. B. Oseroff// Phys. Rev. B.- 1999.- V. 60.- P. 11879-11 882.

43. Palai, R. Raman spectroscopy of single-domain multiferroic BiFeC>3 / R. Palai, H. Schmid, J. F. Scott, and R. S. Katiyar // Phys. Rev. B.- 2010.- V. 81.- P. 064110-1-064110-7.

44. Fukumura, H. Observation of phonons in multiferroic BiFe03 single crystals by Raman scattering / H. Fukumura, S. Matsui, H. Harima, T. Takahashi, T. Itoh, K.Kisoda, M. Tamada, Y. Noguchi, M. Miyavama // J. Phys.:Condens. Matter. - 2007. - V.19. - P. 365224-1 - 365224-7.

45. Kothari, D. Raman scattering study of polycrystalline magnetoelectric BiFe03 / D. Kothari, V. R. Reddy, V.G. Sathe, A. Gupta, A. Banerjee, A.M. Awasthi // Journal of Magnetism and Magnetic Materials.- 2008.- V. 320.- P. 548552.

46. Yuan, G. L. Structural transformation and ferroelectric-paraelectric phase transition in Bii-X Lax Fe03 (x= 0-0.25) multiferroic ceramics / G. L. Yuan, S. W. Or, and H. L. W. Chan // J. Phys. D. - 2007.- V. 40.- P. 1196-2000.

47. Singh, M.K. Polarized Raman scattering of multiferroic BiFe03 thin films with pseudo-tetragonal symmetry / M.K. Singh, S. Ryu, and H.M. Jang // Phys. Rev. B.- 2005.- V.72.- P. 132101-1 - 132101-4.

48. Das, R. R. Synthesis and ferroelectric properties of epitaxial BiFe03 thin films grown by sputtering / R. R. Das, D. M. Kim, S. H. Baek, C. B. Eom, F.

Zavaliche, S. Y. Yang, R. Ramesh, Y. B. Chen, X. Q. Pan, X. Ke, M. S. Rzchowski, and S. K. Streiffer // Appl. Phys. Lett.- 2006.- V. 88.- P. 2429041 - 242904-2.

49. Ihlefeld, J. F. Adsorption-controlled molecular-beam epitaxial growth of BiFe03 / J. F. Ihlefeld, A. Kumar, V. Gopalan, D. G. Schlom, Y. B. Chen, X. Q. Pan, T. Heeg, J. Schubert, X. Ke, P. Schiffer, J. Orenstein, L. W. Martin, Y. H. Chu, R. Ramesh // Appl. Phys. Lett - 2007. - V. 91. - P. 071922- 1 -071922-2.

50. Ihlefeld, J. F. Optical band gap of BiFe03 grown by molecular-beam epitaxy / J. F. Ihlefeld, N. J. Podraza, Z. K. Liu, R. C. Rai, X. Xu, T. Heeg, Y. B. Chen, J. Li, R. W. Collins, J. L. Musfeldt, X. Q. Pan, J. Schubert, R. Ramesh, and D.

G. Schlom // Appl. Phys. Lett.- 2008.- V.92.- P. 142908-1 - 142908-3.

51. Singh, S. K. Epitaxial BiFe03 thin films fabricated by chemical solution deposition / S. K. Singh, Y. K. Kim, H. Funakubo, H. Ishiwara // Appl. Phys. Lett.- 2006.- V. 88.- P. 162904-1 - 162904-3.

52. Bai, F. Destruction of spin cycloid in ( 111 ) c -oriented BiFe03 thin films by epitiaxial constraint: Enhanced polarization and release of latent magnetization / F. Bai, J. Wang, M. Wutting, J. Li, N. Wang, A. P. Pyatakov, A. K. Zvezdin, L. E. Cross, and D. Viehland // Appl. Phys. Lett.- 2005.-V.86.- P. 032511-1 - 032511-3.

53. Beekman, C. Raman study of the phonon symmetries in BiFe03 single crystals / C. Beekman, A.A. Reijnders, Y.S. Oh, S.W. Cheong, K.S. Burch // Phys. Rev. B.- 2012.- V.86.- P. 020403- 1- 020403- 5.

54. Hlinka, J. Angular dispersion of oblique phonon modes in BiFe03 from micro-Raman scattering / J. Hlinka, J. Pokorny. S. Karimi, I.M. Reaney // Phys. Rev. B. - 2011. - V.83. - P. 020 101-1 -020 101-7.

55. Fukumura, H. Raman scattering study of multiferroic BiFe03 single crystal /

H. Fukumura, H. Harima, K. Kisoda, M. Namada, Y. Noguchi, M. Miyayama // J. Magn. Magn. Mater. - 2007. - V.310. - P. e367- e369.

56. Qi, X. High-resolution x-ray diffraction and transmission electron microscopy of multiferroic BiFeOj films / X. Qi, M. Wei, Y. Lin, Q. Jia, D. Zhi, J. Dho, M.G. Blamire, J. L. MacManus-Driscoll // Appl. Phys. Lett.-2005.- V.86.- P. 071913-1 - 071913-3.

57. Singh, M.K. Polarized Raman scattering of multiferroic BiFe03 epitaxial filmswith rhombohedral R3c symmetry. / M.K. Singh, H.M. Jang, S. Ryu, M.H. Jo // Appl. Phys. Lett.- 2006.- V.88.- P. 042907-1 - 042907-3.

58. Yang, Y. Structure properties of BiFeCb films studied by micro-Raman scattering / Y. Yang, J. Y. Sun, K. Zhu, Y. L. Liu, and L. Wan, J // J. Appl. Phys.- 2008.- V. 103.- P. 093532-1 - 093532-5.

59. Singh, M.K. Phonon anomalies near the magnetic phase transitions in BiFeCb thin films with rhombohedral R3c symmetry / M.K. Singh, R.S. Katiyar // Appl. Phys. Lett.- 2011.- V.109.- P. 07 D916-1 - 07 D916-3.

60. Iliev, M.N. Polarized Raman spectroscopy of nearly-tetragonal BiFeC>3 thin films / M.N. Iliev, M.V. Abrashev, D. Mazumdar, V. Shelke, A. Gupta // Phys. Rev. В.- 2010.- V.82.- P. 014107-1 - 014107-5.

61. Мухортов B.M. Гетероэпитаксиальные пленки мультиферроика феррита висмута, допированного неодимом / В.М. Мухортов, Ю.И. Головко, Ю.И. Юзюк // УФН.- 2009.- Т. 179. - С. 909-913.

62. Leontyev, I.N. Orthorhombic polar Nd-doped BiFeCb thin film on MgO substrate / I.N. Leontyev, Yu.I.Yuzyuk, P.-E. Janolin, M. El-Marssi, D. Chernyshov, V. Dmitriev, Yu.I. Golovko, V.M. Mukhortov, B. Dkhil // J. Phys.: Condens. Matter. - 2011. - V.23. - P. 332201-1 - 332201-5.

63. Yang, J.C. Orthorhombic BiFe03 / J.C. Yang, Q. He, S.J. Suresha, C.Y. Kuo, C.Y. Peng, R.C. Haislmaier, M.A. Motyka, G. Sheng, C. Adamo, H. J. Lin, Z. Hu, L. Chang, L.H. Tjeng, E. Arenholz, N.J. Podraza, M. Bernhagen, R. Uecker, D.G. Schlom, V. Gopalan, L.Q. Chen, С. T. Chen, R. Ramesh, Y. H. Chu // Phys. Rev. Lett.- 2012.- V.109.- P. 247606-1 - 247606-5.

64. Guangyong, Xu. Low symmetry phase in (001) BiFe03 epitaxial constrained thin films / Xu. Guangyong, H. Hiraka, G. Shirane, Li. Jiefang, J. Wang, D. Viehland // Appl. Phys. Lett.- 2005.- V. 86.- P. 182905-1 - 182905-3.

65. Головко, Ю.И. Структура и динамика решетки гетероструктур на основе феррита висмута и титаната бария-стронция на подложке оксида магния / Ю.И. Головко, В.М. Мухортов, О.А. Бунина, И.Н. Захарченко, А.С. Анохин, В.Б. Широков, Ю.И. Юзюк// ФТТ.-2010.- Т.52. - С.1336-1341.

66. Liu, H. Twinning rotation and ferroelectric behavior of epitaxial BiFe03 (001) thin film / H. Liu, P. Yang, K. Yao, J. Wang // Appl. Phys. Lett.- 2010.-V.96.-P. 012901-1 -012901-3.

67. Toupet, H. Evidence for a first-order transition from monoclinic a to monoclinic P phasein BiFe03 thin films / H. Toupet, F. Le Marrec,, С. Lichtensteiger, В. Dkhil, and M. G. Karkut // Phys. Rev. В.- 2010.- V.81.- P. 140101-1 -140101-4.

68. Yan, Li. Triclinic phase in tilted (001) oriented BiFe03 epitaxial thin films / Li Yan, Hu Cao, Li Jiefang, D. Viehland // Appl. Phys. Lett. - 2009. - V. 94. -P. 132901-1 -132901-3.

69. Sando, D. BiFe03 epitaxial thin films and devices: past, present and future / D. Sando, A. Barthélémy, M. Bibes // J. Phys.: Condens. Matter.- 2014.- V. 26.- P. 473201-1 -473201-23.

70. Palai, R. Phonon spectroscopy near phase transition temperatures in multiferroic BiFe03 epitaxial thin films / R. Palai, J. F. Scott, R. S. Katiyar // Phys. Rev. В.- 2010.- V.81.- P. 024115-1 - 024115-6.

71. Singh, M.K. The Almeida-Thouless line in BiFe03: is bismuth ferrite a mean field spin glass? / M.K. Singh, R.S. Katiyar, W. Prellier, J.F. Scott // J. Phys.: Condens. Matter. - 2009. - V.21. - P. 042202-1 - 042202-5.

72. Allibe, J. Optical properties of integrated multiferroic BiFe03 thin films for microwave applications / J. Allibe, K. Bougot-Robin, E. Jacquet, I. C. Infante, S. Fusil, C. Carrétéro, J.-L. Reverchon, B. Marcilhac, D. Creté, J.-C. Mage,

A. Barthélémy, M. Bibes // Appl. Phys. Lett. - 2010. - V.96. - P. 182902-1 -182902-3.

73. Murari, N. M. Reduced leakage current in chemical solution deposited multiferroic BiFe03/Bao.25Sro.75Ti03 heterostructured thin films on platinized silicon substrates / N. M. Murari, A. Kumar, R. Thomas, R. S. Katiyar // Appl. Phys. Lett.- 2008.- V.92.- P. 132904-1 - 132904-3.

74. Shirokov, V.B. Phenomenological theory of phase transitions in epitaxial Ba Sr i-x TiO 3 thin films / V.B. Shirokov, Yu.I. Yuzyuk, B. Dkhil, V.V. Lemanov // Phys. Rev. B.- 2009.- V.79.- P. 144118-1- 1444118-9.

75. Infante, I.C. Bridging Multiferroic Phase Transitions by Epitaxial Strain in BiFeC>3 / I.C. Infante, S. Lisenkov, B. Dupé, M. Bibes, S. Fusil, E. Jacquet, G. Geneste, S. Petit, A. Courtial, J. Juraszek, L. Bellaiche, A. Barthélémy and B. Dkhil // Phys. Rev. Lett.- 2010.- V.105.- P. 057601-1 - 057601-4.

76. Ortega, N. Dynamic magneto-electric multiferroics PZT/CFO multilayered structure / N. Ortega, A. Kumar, R.S. Katiyar, and C. Rinaldi // J. Mater. Sci. - 2009. - V.44. - P. 5127-5142.

77. Zhou, J.P. Magnetoelectric CoFe204/Pb (Zr0.52Ti0.48) 03 double-layer thin film prepared by pulsed-laser deposition / J.P. Zhou, H. He, Z. Shi, C.W. Nan // Appl. Phys. Lett. - 2006. - V. 88. - P. 013111-1 - 013111-3.

78. Ortega, N. Multiferroic properties of Pb(Zr,Ti)03/CoFe204 composite thin films / N. Ortega, P. Bhattacharya, R.S. Katiyar, P. Dutta, A. Manivannan, M.S. Seehra, I. Takeuchi, S.B. Majumder // J. Appl. Phys. - 2006. - V.100. -P. 126105-1 -126105-3.

79. Murugavel, P. The role of ferroelectric-ferromagnetic layers on the properties of superlattice-based multiferroics / P. Murugavel, M.P. Singh, W. Prellier, B. Mercey, Ch. Simon, B. Raveau // J. Appl. Phys.- 2005.- V. 97.- P. 103 914-1 -103914-4.

80. Zheng, H. Multiferroic BaTi03-CoFe204 Nanostructures / H. Zheng, J. Wang, S.E. Loand, Z. Ma, L. Mohaddes-Ardabili, T. Zhao, L. Salamanca-Riba, S.R.

Shinde, S.B. Ogale, F. Bai, D. Viehland, Y. Jia, D.G. Schlom, M. Wuttig, A. Roytburd, R. Ramesh // Science.- 2004.- V. 303.- P. 661-663.

81. Toupet, H. Enhanced magnetization in BiFe03/BaTi03 multilayers: an interface effect? / H. Toupet, V.V. Shvartsman, F. Le Marrec, P. Borisov, W. Kleemann, M. Karkut // Integrated Ferroelectrics.- 2008.- V.100.- P. 165-176.

82. Donna, C. Ferroelectric-Paraelectric Transition in BiFe03: Crystal Structure of the orthorhombic p Phase / C. Donna. Arnold, Kevin S. Knight, D. Morrison, h Philip Lightfoot // Phys. Rev. Lett. - 2009. - V.102. - P. 027602-1 -027602-4.

83. Palai, R. a- phase and P- metal-insulator transition in multiferroic BiFe03 / R. Palai, R.S. Katiyar, H. Schmid, P. Tissot, S.J. Clark, J. Robertson, S.A.T. Redfern, G. Catalan, J.F. Scott // Phys. Rev. B.- 2008.- V.77.- P. 014110-1 -014110-11

84. Ramirez, M. O. Two-phonon coupling to the antiferromagnetic phase transition in multiferroic BiFe03 / Mariola O. Ramirez, M. Krishnamurthi, S. Denev, A. Kumar, Seung-Yeul Yang, Ying-Hao Chu, Eduardo Saiz, Jan Seidel, A. P. Pyatakov, A. Bush, D. Viehland, J. Orenstein, R. Ramesh, and Venkatraman Gopalan // Appl. Phys. Lett.- 2008. V. 92. - P. 022511-1 -022511-3.

85. Ramirez, M. O. Spin-charge-lattice coupling through resonant multimagnon excitations in multiferroic BiFe03 / M. O. Ramirez, A. Kumar, S. A. Denev, Y. H. Chu, J. Seidel, L. W. Martin, S.-Y. Yang, R. C. Rai, X. S. Xue, J. F. Ihlefeld, N. J. Podraza, E. Saiz, S. Lee, J. Klug, S. W. Cheong, M. J. Bedzyk, O. Auciello, D. G. Schlom, J. Orenstein, R. Ramesh, J. L. Musfeldt, A. P. Litvinchuk, and V. Gopalan // Appl. Phys. Lett.- 2009.- V. 94.- P. 161905-1 -161905-3.

86. Cazayous, M. Possible interplay between a two phonon mode and high energy magnetic excitations in BiFe03 / M. Cazayous, A. Sacuto, D. Lebeugle, and D. Colson // Eur. Phys. J. B.- 2009.- V. 67.- P. 209-212.

87. Baettig, P. First principles study of the multiferroics BiFe03, BilFeCrOe, and BiCr03: Structure, polarization, and magnetic ordering temperature / P. Baettig, C. Ederer, N.A. Spaldin // Phys. Rev. B. - 2005.- V. 72.- P. 214105-1 -214105-8.

88. Jeong, J. Spin wave measurements over the full Brillouin zone of multiferroic BiFe03 / J. Jeong, E.A. Goremychkin, T. Guidi, K. Nakajima, G.S. Jeon, S.A. Kim, S. Furukawa, Y.B. Kim, S. Lee, V. Kiryukhin, S.-W. Cheong, J.-G. Park // Phys. Rev. Lett.- 2012.- V.108.- P. 077202-1 - 077202-5.

89. Scalabrin, A. Temperature dependence of the Ai and E optical phonons in BaTi03 / A. Scalabrin, A.S. Chaves, D.S. Shim, S.P.S. Porto // Phys. Status Solidi В.- 1977.- V.79.- P.- 731-742.

90. Yuzyuk, Yu.I. Soft Mode in Heteroepitaxial (Ba,Sr)Ti03/Mg0 Thin Films / Yu.I. Yuzyuk, A. Almeida, M.R. Chaves, V.A. Alyoshin, I.N. Zakharchenko, E.V. Sviridov // Phys. Status Solidi В.- 2000.- V.222.- P. 353- 540.

91. Юзюк, Ю.И. Спектры комбинационного рассеяния керамик, пленок и сверхрешеток сегнетоэлектрических перовскитов / Ю.И. Юзюк // ФТТ,-2012.-Т. 54.-С. 963-991.

92. Леманов, В.В. Концентрационная зависимость частот фононных мод и коэффициенты Грюнайзена в твердых растворах BaxSri.xTi03 / В.В. Леманов // ФТТ.- 1997.- Т.39. - С. 365-369.

93. Gupta, R. Raman study of stoichiometric and Zn-doped Fe304 / R. Gupta, A.K. Sood, P. Metcalf, J.M. Honig // Phys. Rev. B. - 2002.- V.65.- P. 1044301 - 104430-8.

94. Ревинский, А.Ф. Ab initio расчеты динамики решетки и сегнетоэлектрическая неустойчивость мультиферроика BiFe03/ А.Ф. Ревинский, В.В. Тригук, И.И. Макоед // ФТТ. -2014. - Т.56. - С. 17391745.

95. Lahmar, A. Effects of rare earth manganites on structural, ferroelectric, and magnetic properties of BiFe03 thin films / A. Lahmar, S. Habouti, M. Dietze,

C.-H. Solterbeck, М. Es-Souni I I Appl. Phys. Lett.- 2009.- V.94.- P. 012903-1 - 012903-3.

96. Yang, Y. Raman study of BiFeC>3 with different excitation wavelengths / Y. Yang, J.Y. Sun, K. Zhu, Y.L. Liu, J. Chen, X.R. Xing // Physica В.- 2009.-V.404.- P.171-174.

97. Martin, T.P. Resonant two magnon Raman scattering in a-Fe203 / T.P. Martin, R. Merlin, D.R. Huffman, M. Cardona // Solid State Commun.-1977.- V.22.- P.565-567.

98. Коттам М.Г., Локвуд Д.Дж. Рассеяние света в магнетиках. М.: Наука, 1991,272с.

99. Fleury, Р A. Magnetic scattering of light in K(Ni,Mg)F3 / P. A. Fleury, W Hayes, H. J. Guggenheim // J. Phys. C: Solid State Phys.- 1975.- V.8.- P. 2183-2190.

100. Chinn, S. R. Two-Magnon Raman Scattering and Exchange Interactions in Antiferromagnetic KNiF3 and KNiF4 and Ferrimagnetic RbNiF3 / S. R. Chinn, H. J. Zeiger, J. R. O'Connort // Phys. Rev. В.- 1971.- V. 3.- P. 17091735.

101. Chinn, S. R. Two-Magnon Raman Scattering in KNiF3 / S. R Chinn, H. J. Zeiger, J. R. O'Connort // J. Appl. Phys.- 1970.- V. 41.- P. 894-895.

102. Kumar, P. Coupled phonons, magnetic excitations, and ferroelectricity in AlFe03: Raman and first principles studies / P. Kumar, A. Bera, D. V. S. Muthu, S. N. Shirodkar, R. Saha, A. Shireen, A. Sundaresan, U. V. Waghmare, A. K. Sood, C. N. R. Rao // Phys. Rev. В.- 2012.- V. 85.- P. 134449-1 . 134449-6.

Публикации автора

А1. Кхабирн, Г. Структура и динамика решетки гетероструюур на основе феррита висмута и титаната бария-стронция. /Г Кхабири, А.С. Анохин, О.А. Бунина, Ю.И. Головко, В.М. Мухортов, В.Б. Широков, Ю.И Юзюк, P. Simon. //Физика твердого тела. - 2013. - Т. 55, вып. 12. - С. 2383- 2391.

А2. Khabiri, G. Growth and Characterization of (Ba,Sr)Ti03/(Bi,Nd)Fe03 Multilayer Heterostructures. /G.A. Khabiri, A.S. Anokhin, Yu.I. Golovko, V.M. Mukhortov, V.B. Shirokov and Yu.I. Yuzyuk. // Abstracts of the International Conference on Coherent and Nonlinear Optics, Conference on Lasers, Applications, and Technologies. - Moscow, Russia, June 18-22,2013. - MSU - P. 118.

A3. Yuzyuk, Yury. Lattice distortions and Raman spectra of multiferroic heterostructures. /Yury Yuzyuk, Yury, Gomaa Khabiri, Audrey Anokhin, Olga Bunina, Daniil Stryukov, Yury Golovko, Vladimir Mukhortov, Vladimir Shirokov// In the Abstracts book of the IEEE- International Ultrasonic, IEEE- International Symposium on Applications of Ferroelectrics and Piezoresponse Force Microscopy and Nanoscale Phenomena in Polar Materials, IEEE- International Frequency Control Symposium and European Frequency and Time Forum. Prague, Czech Republic, July 21-25,2013. - ASCR-P. ISAF-P3C-16.

A4. Кхабирн, Гомаа. Спектры комбинационного рассеяния гетероструктур феррита висмута и титаната бария-стронция. /Гомаа Кхабири, Андрей Сергеевич Анохин, Юрий Иванович Юзюк, Юрий Илларионович Головко, Владимир Михайлович Мухортов, Владимир Борисович Широков, Patrick Simon. //В сб. тез. докл. Всероссийская конференция «Комбинационное рассеяние - 85 лет исследований», Красноярск, 26-29 августа, 2013. - ИФ СО РАН-С. 33.

А5. Анохин, А.С. Исследование структуры и динамики решетки мультиферроидных многослойных структур на основе феррита висмута и титаната бария-стронция. /А.С. Анохин, Г. Кхабири, Ю.И. Головко, В.М. Мухортов, Ю.И. Юзюк. // В сб. тез. докл. XX Всероссийская конференция по

физике сегнетоэлектриков (ВКС - XX), г. Красноярск, 18-22 августа 2014 года. -ИФ СО РАН-С. 163.

А6. Кхабири, Г. Фононные и магнонные возбуждения в спектрах комбинационного рассеяния света эпитаксиальной пленки феррита висмута. /Г. Кхабири, A.C. Анохин, А.Г. Разумная, Ю.И. Юзюк, I. Gueye, В. Carcan, H. Bouyanflf, J. Wolfman, С. Autret-Lambert, M. El Marssi. //Физика твердого тела. -2014. - T. 56, вып. 12. - С. 2420- 2425.

А7. Кхабири, Г. Температурная зависимость двухмагнонных возбуждений в пленках феррита висмута легированного неодимом /Г. Кхабири, А.Г. Разумная, Ю.И. Юзюк. // Инженерный вестник Дона. - 2014. - Вып. 4. ivdon.ru/ru/magazine/archive/n4y2014/2681