Магнитооптическое исследование магнитных свойств низкоразмерных тонкопленочных систем на основе железа и кобальта тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.11, кандидат наук Рожновская, Алиса Андреевна
- Специальность ВАК РФ01.04.11
- Количество страниц 148
Оглавление диссертации кандидат наук Рожновская, Алиса Андреевна
Содержание
Введение
Глава 1. Магнитные пленки. Литературный обзор
1.1 Магнитные пленки
1.2 Способы получения магнитных пленок
1.3 Особенности магнитных свойств тонкопленочных магнитных структур и методы их исследования
1.4 Квантовый размерный эффект в ультратонких пленках
1.5 Магнитохимия
Глава 2. Методика эксперимента и изучаемые образцы
2.1 Классификация магнитооптических эффектов
2.2 Магнитооптический магнитометр для исследования приповерхностных магнитных характеристик образцов
2.3 Магнитооптический микромагнитометр для изучения морфологии поверхности образцов
2.4 Метод атомно-силовой микроскопии для изучения морфологии поверхности образцов
2.5 Изучаемые образцы
2.6 Анализ погрешностей эксперимента
Глава 3. Результаты исследования магнитных свойств изучаемых образцов и их обсуждение
3.1 Результаты исследования магнитных свойств и магнитополевого поведения трехслойных Fe/Zr, Mo, Ta/Fe и Co/Mo/Co образцов
3.2 Результаты исследования зависимости экваториального эффекта Керра от толщины немагнитных слоев трехслойных Fe/Zr, Mo, Ta/Fe и Co/Mo/Co образцов
3.3 Результаты исследования структурных и магнитных свойств однослойных FeNi и трехслойных FeNi/Ti/FeNi образцов
3.4 Результаты исследования FeN тонкопленочных систем, обработанных 35% раствором уксусной кислоты при отсутствии и наличии постоянного магнитного поля, приложенного параллельно/перпендикулярно поверхности образца
3.5 Результаты исследования FeN тонкопленочных систем, обработанных 35% раствором фосфорной кислоты при отсутствии и наличии постоянного магнитного поля, приложенного параллельно/перпендикулярно поверхности образца
Основные результаты
Список литературы
Рекомендованный список диссертаций по специальности «Физика магнитных явлений», 01.04.11 шифр ВАК
Магнитные и структурные свойства тонкопленочных трехслойных систем на основе кобальта с кремнием, висмутом и медью2018 год, кандидат наук Харламова Анна Михайловна
Магнитооптическое исследование тонкопленочных магнитных структур2000 год, кандидат физико-математических наук Карсанова, Маина Анатольевна
Исследование влияния квантового размерного эффекта на магнитные и магнитооптические свойства тонкопленочных магнитных структур2002 год, кандидат физико-математических наук Погребная, Ирина Александровна
Влияние размерного и структурного факторов на магнетизм многослойных пленок на основе 3d- и 4f-металлов2017 год, кандидат наук Свалов, Андрей Владимирович
Синтез и исследование ультратонких эпитаксиальных пленок сплава палладий-железо и гетероструктур на их основе2024 год, кандидат наук Исмаили Алириза Мостафа
Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Магнитооптическое исследование магнитных свойств низкоразмерных тонкопленочных систем на основе железа и кобальта»
Введение
Актуальность диссертационной работы. В конце прошлого столетия большинство исследований в области физики твердого тела было посвящено изучению наноразмерных объектов. У исследователей появлялись очевидные вопросы: является ли физика и технология наноструктур особенной и существуют ли уникальные явления в объектах с размерами нанометрового диапазона, которые не возникают в микромире. Оказалось, что ответы на эти вопросы связаны с двумя явлениями: 1) нанометровые размеры сравнимы с длиной волны электрона в твердом теле; 2) если электроны ограничены пространственно размерами, сравнимыми с их длиной волны, то континуум связанной объемной энергии становится квантованным на дискретные квантовые состояния (Quantum Well States) [1]. Выполненные позже экспериментальные исследования подтвердили возможность наблюдения в наноматериалах новых физических эффектов. Особое внимание при этом привлекали такие физические объекты, как ультратонкие магнитные плёнки Bd-переходных металлов и полученные на их основе тонкоплёночные магнитные системы (ТПМС), представляющие собой чередование магнитных и немагнитных слоёв субмикронной (нанометровой) толщины. Чтобы избежать разночтения, отметим, что в научной литературе материалы без ферромагнитного, антиферромагнитного и ферримагнитного упорядочения принято называть немагнитными (nonmagnetic). Указанные материалы остаются наиболее интересными объектами исследования физики магнитных явлений. Обусловлено это обнаружением в них таких явлений, как гигантское магнитосопротивление [2], антиферромагнитное взаимодействие между магнитными слоями через немагнитный разделительный слой [3], осциллирующее обменное взаимодействие между ферромагнитными слоями (Fe, Co) через немагнитную (без ферромагнитного упорядочения) металлическую (Cu, Ag, Au, Mo, Ta и др.) прослойку [4 - 5]. Эти физические
явления предопределяют использование ТПМС в различных устройствах микро- и наноэлектроники.
Среди существующих различных типов ТПМС внимание исследователей привлекают тонкопленочные системы на основе магнитомягких пермаллоевых FeNi пленок, которые широко применяются в тонкопленочных магнитных головках, датчиках магнитных полей, биологических сенсорах и т.д. В случае магнитных и биологических сенсоров, основанных на эффекте магнитного импеданса (МИ) [6 - 11], наиболее важными элементами в них являются тонкопленочные многослойные структуры, состоящие из магнитных и немагнитных слоев субмикронной толщины. В настоящее время экспериментально доказано, что для получения высокого значения МИ необходима сравнительно большая толщина магнитных пленок, в частности, пермаллоевых. Максимальное значение МИ при протекании через БеМ тонкопленочный образец переменного тока высокой частоты (порядка 1 ГГц) было получено при его толщине порядка 1 мкм во внешнем магнитном поле, сравнимом с полем анизотропии. Вместе с тем установлено, что увеличение толщины пермаллоевой пленки приводит к увеличению поля насыщения, Н8, и коэрцитивной силы, Нс [9]. Предполагалось, что в многослойных системах с наличием в них магнитных FeNi слоев и немагнитных с общей толщиной образца меньше 1 мкм возможно уменьшение Н и Нс, а также увеличение значения МИ.
С точки зрения высокочастотных свойств тонкопленочных систем интересны многослойные структуры на основе БеК магнитных пленок, широко применяющиеся при создании тонкопленочных магнитных головок. Особенность пленок БеК состоит в том, что индукция насыщения этих сплавов выше, чем в чистых пленках железа (порядка 2.8 - 3 Тл вместо
2.2 Тл) [12 - 14], а добавление азота в этих сплавах сдвигает частоту ферромагнитного резонанса к более высоким значениям [15].
Следует также отметить следующий важный факт. Расширение функциональности тонкопленочных магнитных систем связано в значительной мере с изучением особенностей их взаимодействия с активными компонентами внешней среды. Повышающаяся насыщенность окружающей среды сильными магнитными полями требовала понимания механизмов их влияния на химические процессы, протекающие на поверхности магнитных материалов, а именно на процессы магнитной коррозии. В связи с этим исследования магнитохимических явлений в тонкопленочных системах, обусловленных процессами
окисления/растворения при наличии магнитного поля, оказались также чрезвычайно актуальными. Анализ этих процессов возможен путем химического травления тонкопленочных систем в магнитном поле с последующим изучением их физических свойств.
Результаты ранее проведенных исследований ультратонких пленок и многослойных систем позволили решить ряд проблем физики магнитных явлений. В частности, существенно расширились представления о влиянии границы раздела между магнитной пленкой и подложкой, а также между магнитными и немагнитными слоями на формирование кинетических, магнитных и магнитооптических свойств тонкопленочных магнитных структур. Исследовано влияние микроструктуры подложки (морфологии ее поверхности и ориентации кристаллографических осей зерен) на магнитные свойства тонких пленок. Вместе с тем на начало выполненных в данной работе исследований по-прежнему актуальной оставалась проблема экспериментального изучения влияния толщины и состава магнитных и немагнитных слоев (МС и НМС) на магнитные свойства тонкопленочных магнитных систем. Проведение таких исследований способствовало
решению фундаментальных задач физики магнитных явлений: установлению особенностей магнитной анизотропии в ТПМС, изучению влияния немагнитных слоев между магнитными слоями (или магнитной пленкой и подложкой), а также влияния обменного взаимодействия между магнитными слоями субмикронной толщины через немагнитную прослойку на магнитополевое поведение этих систем.
Помимо фундаментального научного интереса ТПМС привлекают к себе внимание и перспективами их широкого практического использования в различных устройствах современной микро- и наноэлектроники [16 - 18]. В частности, ТПМС используются в качестве сред для высокоплотной магнитной записи, в том числе и магнитооптической. Как уже указывалось выше, на их основе создаются датчики магнитных полей, по целому ряду характеристик (особенно в области малых полей) превосходящие другие подобные устройства. Примером такого применения являются тонкопленочные магнитные головки для записи-считывания высокоплотной магнитной записи.
Изложенное выше позволяет утверждать, что исследование влияния толщины магнитных и немагнитных слоев на магнитополевое поведение и магнитные свойства ТПМС, а также магнитохимических явлений, обусловленных процессами окисления тонкопленочных магнитных систем при наличии магнитного поля, является актуальным как с научной, так и с практической точки зрения.
Целью данной диссертационной работы было исследование влияния толщины и состава магнитных и немагнитных слоев в трехслойных Fe/Ta, Mo, Zr/Fe, Co/Mo/Co и FeNi/Ti/FeNi образцах на их магнитополевое поведение и магнитные свойства, а также изучение влияния магнитохимической обработки FeN тонкопленочных систем при наличии
магнитного поля разной ориентации и величины относительно плоскости образцов на морфологию их поверхности и магнитные характеристики.
Для достижения указанной цели решались следующие задачи:
1. Изучение влияния толщины магнитных и немагнитных слоев на магнитные свойства (поле насыщения HS, коэрцитивную силу HC) Fe/Ta, Mo, Zr/Fe, Co/Mo/Co и FeNi/Ti/FeNi образцов.
2. Изучение влияния толщины магнитных и немагнитных слоев на магнитополевое поведение Fe/Ta, Mo, Zr/Fe, Co/Mo/Co и FeNi/Ti/FeNi образцов.
3. Изучение влияния химической обработки FeN тонкопленочных систем при наличии магнитного поля различной напряженности и ориентации относительно плоскости образцов на их магнитные характеристики.
4. Изучение влияния химической обработки FeN тонкопленочных систем без магнитного поля и при наличии магнитного поля различной напряженности и ориентации относительно плоскости образцов на приповерхностную морфологию образцов.
Научная новизна работы состоит в следующем:
1. Установлены особенности магнитополевого поведения трехслойных Fe/Ta, Mo, Zr/Fe, Co/Mo/Co и FeNi/Ti/FeNi тонкопленочных образцов с изменением толщины немагнитного слоя.
2. Обнаружены осцилляции поля насыщения, HS, трехслойных Fe/Ta, Mo, Zr/Fe, Co/Mo/Co тонкопленочных систем при изменении толщины немагнитного слоя с периодом, зависящим от толщины магнитного слоя.
3. Установлены зависимости локальных значений поля насыщения и коэрцитивной силы химически обработанных FeN тонкопленочных
образцов от величины и направления внешнего магнитного поля, приложенного в процессе их травления.
4. Обнаружено усиление приповерхностной шероховатости химически обработанных FeN тонкопленочных образцов по сравнению с исходными образцами с ростом величины магнитного поля, приложенного в процессе их химической обработки.
Практическая ценность работы
Результаты исследований влияния толщины и состава, а также химической обработки тонкопленочных магнитных систем на их структурные и магнитные свойства позволяют дать научно обоснованные рекомендации получения ТПМС с магнитными свойствами, требуемыми для их дальнейшего практического применения в различных устройствах микро-и наноэлектроники, а также спинтроники.
Основные положения, выносимые на защиту:
1. Толщина немагнитного слоя влияет на магнитополевое поведение изучаемых Fe/Ta, Mo, Zr/Fe, Co/Mo/Co тонкопленочных систем. Поле насыщения трехслойных Fe/Ta, Mo, Zr/Fe, Co/Mo/Co образцов осциллирует по величине с изменением толщины немагнитной прослойки с периодом осцилляций, зависящим от толщины магнитного слоя.
2. Величины поля насыщения и коэрцитивной силы трехслойных FeNi/Ti/FeNi образцов зависят от толщины титановой прослойки.
3. Различия приповерхностных локальных значений поля насыщения и коэрцитивной силы исходных FeN тонкопленочных образцов не превышают 5 %. Химическая обработка тонкопленочных FeN систем уксусной/фосфорной кислотой в магнитном поле различной величины и ориентации относительно их поверхности, приложенном в процессе обработки образцов, обусловливает усиление различия локальных значений
поля насыщения и коэрцитивной силы вплоть до 9 и 28% при Н = 100 и 300 Э соответственно.
4. Приповерхностные рельефные образования, появляющиеся после химического травления однослойных и трехслойных FeN образцов, являются причиной различия приповерхностных локальных значений поля насыщения и коэрцитивной силы.
Достоверность результатов
Обоснованность и достоверность полученных в работе результатов обеспечена использованием современных экспериментальных методов изучения магнитных свойств и морфологии тонкопленочных магнитных систем, воспроизводимостью результатов при повторных измерениях, а также их согласием с экспериментальными данными, опубликованным в научной литературе.
Апробация работы
Основные результаты работы были представлены на российских и международных конференциях в виде устных и стендовых докладов (тезисы и труды опубликованы в соответствующих сборниках): «Московском международном симпозиуме по магнетизму MISM» (Москва, 2011); «Международной конференции по магнитным наукам» (the 4th international conference on magneto science, ICMS) (Шанхай, 2011); «Международной конференции по электромагнитным процессам материалов» (7th International Conference on Electromagnetic Processing of Materials, EPM) (Пекин, 2012); Международной научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов» (Москва, 2012); 22-й Международной конференции «Новое в Магнетизме и Магнитных Материалах» (Астрахань, 2012).
Публикации
Список опубликованных статей:
1. Шалыгина Е.Е., Харламова А.М., Рожновская А.А., Курляндская Г.В., Свалов А.В. Особенности магнитных свойств Co/Si/Co тонкопленочных систем // Письма в ЖТФ. — 2013. — Том 39. — № 24. — С. 30-36.
2. Shalygina E.E., Kharlamova A.M., Rojnovskaya A.A., Kurlayndskaya G.V., Svalov A.V. Peculiarity of magnetic properties of Co/Si/Co Thin-Film Systems // Physics, Chemistry and Application of Nanostructures. — 2013. — С. 66-69.
3. Шалыгина Е.Е., Умнова Н.В., Умнова П.П., Молоканов В.В., Самсонова В.В., Шалыгин А.Н., Рожновская А А. Особенности магнитных свойств «толстых» микропроводов, полученных методом Улитовского-Тейлора // ФТТ. —2012. — Том 54. — № 2. — С. 271-276.
4. Шалыгина Е.Е., Рожновская А.А., Шалыгин А.Н. Влияние квантовых размерных эффектов на магнитные свойства тонкопленочных Fe/HMOTe (НМС: Мо,Та) систем // Письма в ЖТФ. — 2011. — Т. 37. — №20. — С. 80-86.
5. Shalyguina Elena, Rozhnovskaya Alisa and Shalygin Alexander. The Influence of Quantum Size Effects on Magnetic Properties of Thin-film Systems // Solid State Phenomena. — 2012. — V.190. — С. 514-517.
6. Shalygina E., Rozhnovskaya A., Kaminskaya T., Shalygin A., Ryjikov I. Influence of Magnetochemical Treatment on Morphology and Magnetic properties of FeN Films // Journal of Iron and Steel. —2012. — V.19. — Supplement 1-2. — С. 633-636.
Материалы диссертационной работы опубликованы в 3 печатных работах в реферируемых статьях в российских и зарубежных журналах, принадлежащих перечню ВАК, а также в сборниках трудов и тезисов докладов всероссийских и международных конференций.
Список опубликованных статей в реферируемых научных журналах:
1. Шалыгина Е.Е., Рожновская А.А., Шалыгин А.Н. Влияние квантовых размерных эффектов на магнитные свойства тонкопленочных Fe/HMC/Fe (НМС: Мо,Та) систем // Письма в ЖТФ. — 2011. — Т. 37. — №20. — С. 80-86.
2. Shalyguina Elena, Rozhnovskaya Alisa and Shalygin Alexander. The Influence of Quantum Size Effects on Magnetic Properties of Thin-film Systems // Solid State Phenomena. — 2012. — V.190. — C. 514-517.
3. Shalygina E., Rozhnovskaya A., Kaminskaya T., Shalygin A., Ryjikov I. Influence of Magnetochemical Treatment on Morphology and Magnetic properties of FeN Films // Journal of Iron and Steel. —2012. — V.19. — Supplement 1-2. — C. 633-636.
Список публикаций в трудах научных конференций:
1. Shalyguina Elena, Rozhnovskaya Alisa, Shalygin Alexander. The influence of quantum size effects on magnetic properties of thin-film systems // Book of Abstracts, Moscow International Symposium on Magnetism (MISM 2011). — 2011. — P. 287-288.
2. Shalyguina Elena, Tarakanov Oleg, Rozhnovskaya Alisa, Kharlamova Anna, Ryjikov Iliya. The effect of the magnetochemical treatment on magnetic properties of FeN thin-film systems // Book of Abstracts, Moscow International Symposium on Magnetism (MISM 2011). — 2011. — P.419.
3. Shalyguina Elena, Rozhnovskaya Alisa, Shalygin Alexander. Magneto-optical investigation of thin-film systems: the influence of quantum size effects on magnetic properties of Fe/Zr, Mo, Ta/Fe thin-film systems // Proceedings of the 4th international conference on magneto science (ICMS 2011). — 2011. — P. 145.
4. Shalygina Elena, Rozhnovskaya Alisa, Kaminskaya Tatyana, Shalygin Aleksandr, Ryjikov Ilya. Influence of Magnetochemical Treatment on Morphology and Magnetic properties of FeN Films // 7th International Conference on Electromagnetic Processing of Materials (EPM2012). — 2011. — P. 45.
5. Рожновская А.А. Изучение магнитных свойств тонкопленочных Fe/Ta/Fe магнитных систем магнитооптическим методом // Международная конференция студентов, аспирантов и молодых ученых по фундаментальным наукам «Ломоносов-2010», секция «Физика». — 2010. — С. 220-222.
6. Шалыгина Е.Е., Рожновская А.А., Харламова А.М., Курляндская Г.В., Свалов А.В. Магнитооптическое исследование магнитных свойств тонкопленочных FeNi и FeNi/Ti/FeNi систем // Сборник трудов XXII Международной конференции "Новое в магнетизме и магнитных материалах". — 2012. — С. 546-548.
Личный вклад автора
Соискатель провел измерения магнитных характеристик всех изучаемых тонкопленочных систем, тщательно проанализировал полученные данные, участвовал в обсуждениях полученных данных, подготовке графических материалов и написании статей по результатам исследований, лично докладывал полученные результаты на российских и международных конференциях.
Структура и объем диссертации
Диссертационная работа состоит из введения, трех глав, заключения и списка цитируемой литературы. Общий объем работы составляет 148 страниц, включая 66 рисунков и 2 таблицы. Список используемой литературы состоит из 153 наименований.
Краткое содержание работы
Во введении обоснована актуальность работы и сформулирована её цель, указана научная новизна и практическая ценность работы, представлена степень апробации работы, обозначены объём и структура диссертации.
Первая глава диссертационной работы носит обзорный характер. В ней представлены основные сведения о структурных и магнитных свойствах тонкопленочных систем. Описаны методы их получения и исследования. Приведены существующие представления о различных физических явлениях, которые имеют место в подобных объектах исследования, и объяснен интерес к ним с практической точки зрения.
Во второй главе приведены способы получения изучаемых образцов, их характеристики, описаны экспериментальные методики и установки, используемые в работе для изучения морфологии поверхности и магнитных характеристик тонкопленочных систем, проанализированы погрешности эксперимента.
В третьей главе приведены результаты исследований магнитных характеристик изучаемых тонкопленочных Fe/Ta, Mo, Zr/Fe, Co/Mo/Co, FeNi/Ti/FeNi и FeN систем. Проведено их обсуждение, объяснены причины и закономерности наблюдаемых физических явлений. Кроме того, представлены результаты исследования FeN тонкопленочных систем, обработанных 35% раствором уксусной кислоты при Н = 0 и при наличии
постоянного магнитного поля Н = 50 Э, приложенного параллельно или перпендикулярно поверхности образца, а также результаты исследования FeN тонкопленочных систем, обработанных 35% раствором фосфорной кислоты при Н = 0 и при наличии постоянного магнитного поля Н = 50, 100, 200 и 300 Э, приложенного параллельно или перпендикулярно поверхности образца.
В заключение приведены основные результаты.
Работа выполнена на кафедре магнетизма физического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова.
Глава 1. Магнитные пленки. Литературный обзор
1.1 Магнитные пленки
Изучение магнитных свойств тонких пленок и тонкопленочных систем, таких как многослойные структуры и сверхрешетки, представляет интерес как с научной, так и с практической точки зрения. Обусловлено это как разработкой электронных устройств, создаваемых на их основе, так и развитием нового направления в микро- и наноэлектронике, базирующегося на использовании спина электрона помимо его заряда. В настоящее время доказано, что ультратонкие пленки и наноструктуры часто характеризуются магнитными свойствами, принципиально отличающимися от свойств объемных кристаллов [19].
Металлические ультратонкие пленки и многослойные магнитные структуры исследуются уже в течение многих лет. Активное изучение магнитных свойств этих материалов началось в 1970-х годах, что было обусловлено существенным усовершенствованием технологии их получения, в частности, развитием метода молекулярно-лучевой эпитаксии. Этот метод позволил контролировать кристаллический рост пленок [20], а также их кристаллографические и спектроскопические характеристики. С тех пор физические свойства (в частности, магнитные) ультратонких пленок активно изучаются. Здесь целесообразно привести существующее на данном этапе корректное определение ультратонкой магнитной пленки. В обзорной статье [21] дано подробное описание магнетизма в ультратонких магнитных пленках. Основным положением этой работы является тот факт, что магнетизм твердых тел представляет собой квантовомеханическое явление, которое описывается с использованием принципа Паули и электрон-электронного отталкивания Кулона в терминах электронного потенциала. Требование антисимметрии связывает электронные орбитали с электрон-спиновым состоянием (обменная энергия). При этом электроны не занимают
одну и ту же область в пространстве, что обусловливает понижение электростатической энергии за счет кинетической. Обменное взаимодействие между электронами может быть описано феноменологически. Эффективное электростатическое взаимодействие между двумя электронами зависит от относительной ориентации их магнитных моментов (спинов). В модели Гейзенберга спин-зависимое взаимодействие принимается изотропным и зависящим только от расстояния между взаимодействующими ионами. Таким образом, если ионы / и у атомов, отделенные друг от друга расстоянием ту имеют спины Sl и SJ■ соответственно, обменная энергия выражается соотношением [22]:
Н = - Х^З,
где Зц - обменный интеграл. Помимо модели магнитоупорядоченных кристаллических веществ Гейзенберга часто используется описание, основанное на зонной модели металла (модель Стонера) [23, 24], где обменная энергия определяется из обменного расщепления зон, пропорционального намагниченности. Последнее утверждение экспериментально доказано в работах [25, 26] для классических переходных металлов, таких как Бе, Со и N1. Вообще говоря, обменная энергия является источником магнитного порядка, проявляющегося в случае ферромагнетизма в параллельной ориентации спинов.
Кроме того, рассматриваются другие виды энергий:
- энергия магнитной анизотропии, которая возникает в основном благодаря спин-орбитальному взаимодействию (а поэтому является также квантовым релятивистским эффектом);
- классическая магнитостатическая энергия, определяемая диполь-дипольным взаимодействием;
- энергия взаимодействия с внешним магнитным полем (эффект Зеемана);
- магнитоупругая энергия.
Несмотря на то, что обменная энергия (порядка 0.1 эВ/атом) много больше, чем магнитоупругая энергия (~ 0.1 мэВ/атом) и энергия магнитной анизотропии (~10 мкэВ/атом), две последние являются наиболее важными в макроскопических образцах при измерениях, превышающих характеристические длины, которые будут определены ниже. Такие длины получаются естественным образом из классических выражений для различных видов энергий. В непрерывном пределе плотность обменной энергии за счет непараллельного выстраивания спинов для кубического или изотропного материала записывается в виде [27 - 29]:
£ех = A(Vm)2,
где А - обменная константа, а m = M/MS - единичный вектор намагниченности, MS - намагниченность насыщения.
Энергия магнитной анизотропии связывает направление намагниченности с осями кристаллической симметрии и обладает симметрией кристаллической решетки. Микроскопически
магнитокристаллическая анизотропия обусловлена спин-орбитальным и магнитодипольным взаимодействиями [30 - 33]. Для одноосного и кубического кристаллов плотность энергии анизотропии обычно описывается как:
eum = £u(lV) + Ки(1-аз2)2 + ..., ^cub = Ki^i>jai2aj2 + К2а12а22аз2 +
где аi - направляющие косинусы намагниченности, Ku, K1 и K2 - константы одноосной и кубической магнитной анизотропии.
Другой вклад в анизотропию, который особенно важен при рассмотрении ультратонких пленок - это поверхностная магнитная анизотропия (впервые рассмотренная Неелем), возникающая из-за
нарушения симметрии на поверхности. Величина плотности энергии поверхностной магнитной анизотропии в тонких пленках порядка 0.1 - 1 эрг/см2 (0.61011 - 61011 эВ/см2).
Наконец, плотность магнитостатической энергии может быть описана следующим образом:
ems = 2nHdM,
где Hd - магнитодипольное поле, определяемое из распределения намагниченности в образце.
Минимизация полной энергии, задаваемой вышеописанными соотношениями, в работе [21] позволяет получить две характеристические длины, а именно длину обменного взаимодействия
lex = (A/2nMs2)1/2
и ширину доменной стенки
ldw = (A/K)1/2,
где A - обменный параметр, K - константа магнитной анизотропии.
В микромагнитной теории ферромагнетиков, предложенной Херцером [34], ультратонкой магнитной пленкой называется слой ферромагнитного материала, толщина которого равна или меньше длины, определяемой соотношением:
Ьоб = (A/Ki)1/2,
где A - обменный параметр, Kj - константа кубической магнитной анизотропии.
Приведенные выше характеристические длины оказались чрезвычайно важными при рассмотрении модели случайной магнитной анизотропии в нанокристаллических магнитомягких материалах [34]. В этой работе предполагалось, что указанные выше материалы состоят из гранул,
1/2
размер В которых меньше обменной длины Ьоб ~ (А/К^) .
Известно, что при В >> Ьоб обменное взаимодействие между кристаллитами мало. В результате распределение намагниченности в кристаллите определяется его магнитной кристаллографической анизотропией, а функция распределения намагниченности в поликристаллическом образце повторяет распределение легких осей кристаллитов. В данном случае магнитные свойства пленок определяются закреплением (пиннингом) доменных границ на границах раздела кристаллитов, и, как показано, например, в работе [33], величина коэрцитивной силы обратно пропорциональна размеру кристаллитов:
НС - (АК1)1/2 / М8 В.
При В << Ьоб обменное взаимодействие между кристаллитами усиливается и подавляет магнитную кристаллографическую анизотропию отдельных кристаллитов. Вследствие этого локальная анизотропия кристаллитов усредняется по всему объему поликристаллического образца. В соответствии с моделью случайной магнитной анизотропии, предложенной Херцером [34] для конечного числа N кристаллитов, всегда существует некоторое легкое направление, определяемое статистическими флуктуациями магнитного момента. При этом эффективная магнитная анизотропия рассчитывается путем усреднения по N кристаллитам внутри
-5
объема, равного V = Ьоб . Для эффективной константы магнитной анизотропии было получено следующее выражение, справедливое не только для случая одноосной магнитной анизотропии:
Кэфф - К14В6 / А3.
Поскольку обычно коэрцитивная сила определяется соотношением:
Нс - К/Мъ,
то в данном случае:
Не - Кэфф/Мв = К^6 / Мв А3.
В настоящее время исследования ультратонких пленок и их широкое практическое применение в информационных технологиях внесли серьезный вклад в наше понимание физики магнитных явлений в этих материалах [35 - 38]. Это особенно проявилось после открытия эффекта гигантского магнитосопротивления, обнаружение которого способствовало созданию ряда практических устройств и, в первую очередь, магниторезистивных считывающих головок.
Похожие диссертационные работы по специальности «Физика магнитных явлений», 01.04.11 шифр ВАК
Структура и магнитные свойства пленок и массивов нанополосок Со с конкурирующими анизотропиями2018 год, кандидат наук Козлов Алексей Гавриилович
Релаксационные явления и процессы квазистатического перемагничивания в ферромагнитных кристаллах и пленках2013 год, кандидат наук Чжан, Анатолий Владимирович
Магнитная анизотропия и динамика намагниченности нанокристаллических тонких пленок для СВЧ-приложений2023 год, доктор наук Изотов Андрей Викторович
Магнитные и магнитооптические свойства слоистых пленок Ni/Ge2013 год, кандидат наук Черниченко, Ангелина Виталиевна
Магнитные свойства наклонно-осажденных и напыленных на текстурированные подложки тонких пленок пермаллоя2016 год, кандидат наук Соловьев, Платон Николаевич
Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Рожновская, Алиса Андреевна, 2017 год
Список литературы
1. Himpsel F. J., Jung T. A., Seidler P. F. Electronic states in magnetic nanostructures // IBM J. RES. DEVELOP. — 1998. — VOL. 42. — NO. I. — P. 33-42.
2. Babich M. N., Broto J.M., Fert A., Nguyen Ven Dau F., et al. Giant Magnetoresistance of (001)Fe/(001)Cr Magnetic Superlattices // Phys. Rev. Lett.
— 1988. — Vol. 61. — P. 2472-2475.
3. Grunberg P., Schreiber R., Pang Y., Brodsky M.B., et al. Layered Magnetic Structures: Evidence for Antiferromagnetic Coupling of Fe Layers across Cr Interlayers // Phys. Rev. Lett. — 1986. —Vol. 57 — P. 2442-2445.
4. Parkin S.P., More N., Roche K.P. Oscillations in exchange coupling and magnetoresistance in metallic superlattice structures: Co/Ru, Co/Cr, and Fe/Cr // Phys. Rev. Lett. — 1990. — Vol. 64 — P. 2304-2307.
5. Su W.B., Chang C.S., Tsong Tien T. Quantum size effects on ultra-thin metallic films //Taiwan, ROC —2009. — P. 1-87.
6. Svalov A.V., Aseguinolaza I.R., Garcia-Arribas A., Orue I., Barandiaran J. M., Alonso J., Fernandez-Gubieda M. L. and Kurlyandskaya G. V. // Structure and Magnetic Properties of Thin Permalloy Films Near the "Transcritical" State // IEEE Trans. Magn. — 2010. — Vol. 46. — №2.
— P. 333-336.
7. Volchkov S. O., Svalov A. V., Kurlyandskaya G.V. High Frequency Magnetoimpedance of FeNi/Cu/FeNi Sensitive Elements with Different Geometries// Solid State Phenomena — 2009. — Vols. 152-153. — P. 373-376.
8. Volchkov S. O., Yuvchenko A.A., Lepalovskij V.N., Fernandez E., Kurlyandskaya G.V. Magnetoimpedance of FeNi Thin Film Meanders// Solid State Phenomena — 2012. — Vol. 190. — P. 609-612.
9. Chlenova A. A., Kurlyandskaya G. V., Volchkov S. O., Lepalovskij V. N., El Kammouni R. Nanostructured Magnetoimpedance Multilayers with Different
Thickness of FeNi Components // Solid State Phenomena — 2014. — Vol. 215. — P. 342-347.
10. Villar Alzola N., Svalov A.V., Mayura N.S., Kulesh N.A., Larranaga A. and Kurlyandskaya G.V. Structure and magnetic properties of FeNi/Ti sputtered multilayers // EPJ Web of Conferences — 2013. — Vol. 40. — 17002 (4).
11. Svalov A. V., Vas'kovskiy V. O., Larranaga A., Kurlyandskaya G. V. Structure and Magnetic Properties of FeNi/Ti Multilayered Films Grown by Magnetron Sputtering // Solid State Phenomena — 2015. — Vols. 233-234. — P. 591-594.
12. Takahashi M., Hatakeyama I., Kim T.K. Magnetic properties of Fe and Ni films evaporated in poor vacuum // Czech. J. Phys. —1971. — V. B21. — P. 574576.
13. Komuro Y., Kozomo M., Hanazono and Y. Sugita Epitaxial growth and magnetic properties of Fe16N2 films with high saturation magnetic flux density // J. Appl. Phys. — 1990. — V. 67. —P. 5126-5130.
14. Kim T.K., Takahashi M. New Magnetic Material Having Ultrahigh Magnetic Moment // Appl. Phys. Lett. —1972. —V. 20. — P. 492-494.
15. Getman A.M., Maklakov S.A., Osipov A.V., Rozanov K.N., Ryzhikov I.A., Sedova M.V., Starostenko S.N., Radkovskaya A.A., Belousova V.A. High-frequency and magnetostatic properties of Fe and Fe-N films in relation to their microstructure // Proceedings of Moscow International Symposium on Magnetism, Moscow. — 2005. — P. 32-35.
16. Касаткин С.И., Васильева Н.П., Муравьев А.М. Спинтронные магниторезистивные элементы и приборы на их основе // М.: Электронинформ. — 2005. — 168 с.
17. Касаткин С.И., Муравьев А. М., Васильева Н. П. Перспективные направления магнитной спинтроники: наноэлементы с переносом спина //Датчики и системы. — 2014.
18. Kaitsu I., Inamura R., Toda J., Morita T. Ultra High Density Perpendicular Magnetic Recording Technologies // FUJITSU. Sci. Tech. J. — 2006. — Vol. 42, 1. — P. 122-130.
19. Przybylski, M. and Kirschner, J. Surface Magnetism, in Surface and Interface Science, Volume 2: Properties of Elemental Surfaces (ed K. Wandelt) // Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim, Germany. — 2013.
20. Arthur J.R. Molecular Beam Epitaxy // Surf. Sci. — 2002. — Vol. 500. — P. 189-217.
21. Vaz C.A.F., Bland J.A.C., Lauhoff G. Magnetism in ultrathin film structures // Rep. Prog. Phys. — 2008. — Vol.71. — P. 1-78.
22. Hurd C.M. Varieties of magnetic order in solids // Contemp. Phys. — 1982.
— Vol. 23. — P. 469-493.
23. Stoner E.C. Collective Electron Specific Heat and Spin Paramagnetism in Metals // Proc. R. Soc. Lond. A — 1936. — Vol. 154. — P. 656-678.
24. Stoner E.C. Collective electron ferromagnetism // Proc. R. Soc. Lond. A — 1938. — Vol. 165. — P. 372-414.
25. Stöhr J. and Siegmann H.C. Magnetism: From Fundamentals to Nanoscale Dynamics // Berlin: Springer. — 2006 — P. 820.
26. Donath M. Band-Ferromagnetism // ed K. Baberschke et al Berlin: Springer.
— 2001. — P. 267.
27. Landau L.D. and Lifshitz E.M. On the theory of the dispersion of magnetic permeability in ferromagnetic bodies // Phys. Z. Sowjetunion. — 1935. — Vol.8.
— P. 153-169.
28. Carr W.J.Jr. Encyclopedia of Physics ed. S. Flügge // Berlin: Springer. — 1966 — Vol. XVIII/2— P. 274.
29. Kittel C. Quantum Theory of Solids // 2nd edn. New York: Wiley. — 1987.
— P. 425.
30. Kanamori J. Anisotropy and magnetostriction of ferromagnetic and antiferromagnetic materials, in: G. T. Rado and H. Suhl (Eds.) // Magnetism. — 1963. — Vol. I. — P. 127-203.
31. Farle M. Ferromagnetic Resonance of Ultrathin Metallic Layers. // Rep. Prog. Phys. — 1998. — Vol. 61. — P.755-826.
32. Van der Laan G. Microscopic origin of magnetocrystalline anisotropy in transition metal thin films // J. Phys.: Condens. Matter. — 1998. — Vol. 10. — P. 3239-3253.
33. Stohr J. Exploring the microscopic origin of magnetic anisotropies with X-ray magnetic circular dichroism (XMCD) spectroscopy // J. Magn. Magn. Mater.
— 1999. — Vol.200. — P. 470-497.
34. Herzer G. Grain size of coercivity and permeability in nanocrystalline ferromagnets // IEEE Transaction on Magnetics. — 1990— Vol. 26. — P. 13971402.
35. Bland J.A.C. and Heinrich B. (ed) Ultrathin Magnetic Structures I: An Introduction to the Electronic, Magnetic and Structural Properties // Berlin: Springer. — 1994. — P. 350.
36. Heinrich B. and Bland J.A.C. (ed) Ultrathin Magnetic Structures II: Measurement Techniques and Novel Magnetic Properties // Berlin: Springer. — 1994. — P 350.
37. Bland J.A.C. and Heinrich B. (ed) Ultrathin Magnetic Structures III: Fundamentals of Nanomagnetism // Berlin: Springer. — 2005. — P. 318.
38. Heinrich B. and Bland J.A.C. (ed) Ultrathin Magnetic Structures IV: Applications of Nanomagnetism // Berlin: Springer. — 2005. — P. 257.
39. Bicelli L.P., Bozzini B., Mele C., D'Urzo L. A Review of Nanostructural Aspects of Metal Electrodeposition // Int. J. Electrochem. Sci. — 2008. — Vol. 3.
— P. 356 - 408.
40. Mermin N.D. and Wagner H. Absence of Ferromagnetism or Antiferromagnetism in one- or two Dimensional Isotropic Heisenberg Models // Physical Review Letters — 1966. — Vol.17. — N.22. — P. 1133-1136.
41. Onsager L. Crystal statistics. I. A two-dimensional model with an order- disorder transition // Physical Review Letters — 1944. — Vol.65. — N.3, 4. — P. 117-149.
42. Kaufman B .and Onsager L. Crystal statistics. III. Shot- range order in binary ising lattice// Physical Review Letters — 1949. — Vol.76. — N.8. — P. 1244-1252.
43. Yang C.N.The spontaneous magnetization of two-dimensional ising model // Physical Review Letters — 1952. — Vol.85. — N.5. — P. 808-816.
44. Sniomi Shigeru, Nakabayashi Takaya et. al. Magnetic properties and structure of Co/Pt multilayered films evaporated on heated substrates. // J. Appl. Phys. (Japanese) — 1993. — Part I 32. — P. 791-795.
45. Qadri S.B., Kim C., Twigg M. et. al. Ion-beam deposition of Ag/Fe multilayers and their structural and magnetic properties. // J.Vac. Scl. Technol. — 1991.— Vol. A 9(3). — P. 512-514.
46. Lee C.H., He Hui, Lamehis F.J., Vavra W., Uher C., and Clarke Roy Magnetic anisotropy in epitaxial Co superlattices. // Phys. Rev. —1990. — Vol. B 42. — P.1066-1069.
47. Purcell S.T., van Kesteren H.W., Cosman E.C., Hoving W. Structural and magnetic studies of ultrathin epitaxial Co films deposited on a Pd (111) single crystal // J. Magn. Magn. Mater. — 1991. — Vol. 93. — P. 25-30.
48. Liu C., Bader S.D. Magnetic properties of ultrathin fcc Fe(111 )/Ru(0001 )films// Phys. Rev. — 1990. — Vol. B 41. — P. 553-556.
49. Liu C., Bader S.D. Magnetic properties of ultrathin epitaxial films of iron // J. Magn. Magn. Mater. — 1991.—Vol. 93. — P. 307-314.
50. Liu C. and Bader S.D. Two- dimensional magnetic phase transition of ultrathin iron film on Pd (100).// J.Appl.Phys. — 1990. — Vol. 67. — P. 57585760.
51. Ye J., He W., Wu Q., Liu H.-L., Zhang X.-Q., Chen Z.-Y. and Cheng Zh.-H. Determination of magnetic anisotropy constants in Fe ultrathin film on vicinal Si(111) by anisotropic magnetoresistance // Scientific Reports. — 2013. — Vol.3.
— Article number: 2148.
52. Shalygina E., Molokanov V., Komarova M. Magnetooptical investigation of the micromagnetic structure and magnetization processes in Co69Fe4Si12B15 amorphous microwires // Journal of Experimental and Theoretical Physics. — 2002. — Vol. 95, no. 3. — P. 511-516.
53. Cheshko I.V., Kondrakhova D.M., Odnodvorets L.V., Pylypenko O.O., Shabelnyk Yu.M. Magnetooptical and Magnetoresistive Properties of Solid-Solution Films // Universal Journal of Materials Science 1(2). — 2013. — P. 2530.
54. Оргин Ю.Ф., Луцкий В.Н., Елинсон М.И. О наблюдении квантовых размерных эффектов в тонких пленках висмута // ЖЭТФ Письма в редакцию.
— 1966. — Т. 3. — С.114-118.
55. Сандомирский В.Б. Квантовый эффект размеров в пленке полуметалла // ЖЭТФ. — 1967. — Т.52, N1. — С.158-166.
56. Stiles M.D. Exchange coupling in magnetic heterostructures // Phys. Rev. —1993. — Vol. B 48. — P. 7238-7258.
57. Звездин А.К., Звездин К.А. Классические и квантовые эффекты в динамике мезоскопического магнита, индуцированные спиновым током//ЖЭТФ. —2002. — Том 122, Вып. 4. — С. 879-885.
58. Thomas R.E. Interference Effects in the Reflection of Low-Energy Electrons from Thin Films of Au on Ir // J. Appl. Phys. — 1970. — Vol. 41. — P. 53305334.
59. Ortega J.E. and Himpsel F.J. Quantum Well States as Mediators of Magnetic Coupling in Superlattices // Phys. Rev. Lett. — 1992. — Vol. 69, NUMBER 5. — P. 844-847.
60. Chiang T.-C. Quantum Electronic Effects on the Properties and Growth of Thin Films and Nanostructures //CHINESE JOURNAL OF PHYSICS — 2005. — VOL. 43, NO. 1-II. — P.154-168.
61. Quantum size effects in nanostructures//Lecture notes to the course Organic and Inorganic Nanostructures Kjeld Pedersen Department of Physics and Nanotechnology Aalborg University. — 2006.
62. Parkin S.S. Systematic variation of the strength and oscillation period of indirect magnetic exchange coupling through the 3d, 4d, and 5d transition metals // Phys. Rev. Lett. — 1991. — Vol. 67. — P. 3598-3601.
63. Parkin S.P., Bhadra R., Roche K.P. Oscillatory magnetic exchange coupling through thin copper layers // Phys. Rev. Lett. — 1991. — Vol. 66. — P. 2152-2155.
64. Bayreuther G., Bensch F., Kottler V. Quantum oscillation of properties in magnetic multilayers (invited) // J. Appl. Phys. — 1996. — Vol. 79. — P. 45094514.
65. Bruno P., Chappert C. Oscillatory coupling between ferromagnetic separated by a nonmagnetic metal spacer // Phys. Rev. Lett. — 1991.—Vol. 67. — P. 1602-1605.
66. Garcia N., Hernando A. Theory for coupling ferromagnetics through paramagnetics layers: direct exchange coupling plus a magnetic pump mechanism // J. Magn. Magn. Mater. — 1989 — Vol.78. — P. 122-128.
67. Saurenbach F., Walz U., Hinchey L., Grunberg P., Zinn W. Static and dynamic magnetic properties of Fe-Cr-layered structures with antiferromagnetic interlayer exchange // J. Appl. Phys. — 1988. — Vol. 63. — P. 3473-3475.
68. Ведяев А.В., Грановский А.Б. Гигантское магнитосопротивление // Природа. — 1995. — Т. 8. — С.72-79.
69. Шалыгина Е.Е., Цидаева Н.И., Карсанова М.А. Магнитные и магнитооптические свойства Fe/Pt и Fe/Pt/Fe тонкопленочных магнитных структур // Письма в ЖЭТФ. — 2000. — Т. 71. — С. 53-58.
70. Shalyguina E.E., Shin Kyung-Ho, Karsanova M.A. Magnetic and magneto-optical properties of Fe/Ti, Pt bilayers and Fe/Ti, Pt/Fe trilayers // Non-Linear Electromagnetic Systems, ISEM'99, IOS Press, ISSN: 1383-7281, Pavia. — 2000. — P. 27-31.
71. Шалыгина Е.Е., Карсанова М.А., Козловский Л.В. Магнитные и магнитооптические свойства тонкопленочных магнитных структур // Письма в ЖТФ. —2000. — Т. 26. — С. 25-30.
72. Shalyguina E.E., Shin Kyung-Ho Influence of nonmagnetic layer (Ti, Zr, Pt) on magnetic and magneto-optical properties of Fe/NML bilayers and Fe/NML/Fe trilayers // J. Magn. Magn. Mater. — 2000. — Vol. 220. — P. 167-174.
73. Shalyguina E.E., Shin Kyung-Ho Oscillatory behavior of magnetic and magneto-optical properties in Fe - Pt thin strustures // J. All. Comp. — 2001. — Vol. 326. — P.298-302.
74. Bruno P.J. Theory of interlayer magnetic coupling // Phys. Rev. — 1995. — Vol. B 52. — P.411-439.
75. Ruderman M.A., Kittel C. Indirect Exchange Coupling of Nuclear Magnetic Moments by Conduction Electrons // Phys. Rev. — 1954. — Vol. 96. — P. 99-102.
76. Kasuya T. A Theory of Metallic Ferro- and Antiferromagnetism on Zener's Model // Progr. Theor. Phys. — 1956. — Vol. 16. — P.45-57.
77. Yoshida K. Magnetic Properties of Cu-Mn Alloys // Phys Rev. —1957. — Vol. 106. — P. 893-898.
78. Roth L. M. Generalization of the Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida Interaction for Nonspherical Fermi Surfaces // Phys. Rev. — 1966. — Vol. 149, N. 2. — P.519-525.
79. Chappert C., Renard J.P. Long - period oscillating interactions between ferromagnetic layers separated by a nonmagnetic metal: a simple physical picture // Europhys. Lett. — 1991. — Vol. 15. — P. 553-558.
80. Coehoorn R. Period of oscillatory exchange interactions in Co/Cu and Fe/Cu multilayer systems // Phys. Rev. — 1991. — Vol. B 44. — P. 9331-9337.
81. Wang Y., Levy P.M., Fry J.L. Interlayer magnetic coupling in Fe/Cr multilayered structures // Phys. Rev. Lett. — 1990. — Vol. 65. — P. 2732-2735.
82. Munoz M.C., Perez-Diaz J.L. Exchange coupling in magnetic multilayers: a quantum size effect // Phys. Rev. Lett. — 1994. — Vol. 72. — P. 2482-2485.
83. Lacroix C., Gavigan J.P. Interlayer coupling in magnetic multilayers: analogy to superexchange process in insulators // J. Magn. Magn. Mater. — 1991. — Vol. 93. — P. 413-417.
84. Edwards D.M., Mathon J., Muniz R.B., Phan M.S. Oscillations of the exchange in magnetic multilayers as an analog of de Haas-van Alphen effect // Phys. Rev. Lett. —1991. — Vol. 67. — P. 493-496.
85. Takahashi Y., Inomata K. Exchange coupling through composite nonmagnetic spacer layer in magnetic superlattice // J. Appl. Phys. — 1997. — Vol. 81. — P. 3788-3790.
86. Marrows Chr. H. Indirect Exchange Coupling in Sputtered Magnetic Multilayers. Submitted in accordance with the requirements of the degree of Doctor of Philosophy. // The University of Leeds Department of Physics and Astronomy. — 1997.
87. Qiu Z.Q., Pearson J., Berger A., Bader S.D. Short-period oscillations in the interlayer magnetic coupling of wedged Fe(100)/Mo(100)/Fe(100) grown on
Mo(100) by molecular-beam epitaxy // Phys. Rev. Lett. — 1992.— Vol. 68. — P. 1398-1401.
88. Johnson M.T., Purcell S.T., McGee N.W.E., Coehoorn R., aan de Stegge J., Howing W. Structural dependence of the oscillatory exchange interaction across Cu layers // Phys. Rev. — 1992.— Vol. 68. — P. 2688-2691.
89. Barnas J. Interlayer exchange coupling in ultra-thin layered structures // J. Magn. Magn. Mater. — 1993. — Vol. 128. — P. 171-178.
90. Bruno P.J. // Interlayer exchange coupling: a unified physical picture // J. Magn. Magn. Mater. — 1993. — Vol. 121. — P. 248-252.
91. Тартаковский В.А., Алдошин С.М. Химия в XXI веке. Взгляд в будущее. // Вестник российской академии наук. — 2009. — Том 79, №3.
92. Гольданский В.И. Физическая химия позитрона и позитрония// Москва: Наука. — 1968.
93. Johnson R.C., Merrifield R.E., Avakian P., Flippen R.B. Effects of magnetic field on the mutual annihilation of the triplet excitons in molecular crystals // Phys. Rev. Lett. — 1967. — Vol. 19. — P.285-287.
94. Франкевич Е.Л., Соколик И.А. Влияние магнитных полей на фотопроцессы в органических твердых телах// УФН. — 1973. — Т. 111. — С. 261-288.
95. Сагдеев Р.З., Салихов К.М., Лешина Т.В., Камха М.А., Шеин М.И., Молин Ю.Н. Влияние магнитного поля на радикальные реакции // Письма в ЖЭТФ. — 1972. — Т.16. — С. 599-602.
96. Bargon J., Fischer H., Johnsen U. Kernresonanz-Emissionlinien waerend rascher Radikal-reaktionen. I. Aufnahmeverfahren und Beispiele // Z. Naturforsch. — 1967. — Vol. A 22.— P. 1551-1555.
97. Салихов К.М. 10 лекций по спиновой химии// Унипресс. — 2000. — С .152.
98. Бучаченко А. Л. Второе поколение магнитных эффектов в химических реакциях//Успехи химии. — 1993. — Т. 62. — С. 1139-1149.
99. Хвольсон О.В. Физика, т. 5// Берлин. — 1926.
100. Докторов А.Б., Салихов К.М., Молин Ю.Н. Обменная конверсия позитрония в разбавленных растворах парамагнитных комплексов// Докл. АН СССР. — 1972. — Т.205. — С. 1385-1389.
101. Yanai T., Shimokawa T., Watanabe Y., Ohgai T., Nakano M., Suzuki K., Fukunaga H. Effect of current density on magnetic properties of electrodeposited Fe-Ni films prepared in a citric-acid-based-bath //Journal of Applied Physics. — 2014. — Vol. 115(17). — 17A325.
102. Rashidi A.M., Amadeh A. The effect of current density on the grain size of electrodeposited nanocrystalline nickel coatings // Surface and Coatings Technology. — 2008. — Volume 202, Issue 16. — P.3772-3776.
103. Bonkeup Koo, Bongyoung Yoo Electrodeposition of low-stress NiFe thin films from a highly acidic electrolyte // Surface and Coatings Technology. — 2010. — Vol. 205(3). — P. 740-744.
104. Balachandrana R., Yowa H.K., Onga B.H., Manickamb R., Saaminathanc V., Tand K.B. Effects of ultrasonic field in pulse electrodeposition of NiFe film on Cu substrate // Journal of Alloys and Compounds. — 2009. — Vol. 481(1-2) — P. 336-339.
105. Esmailia S., Bahrololooma M.E., Kavanaghb K.L. Electrodeposition, characterization and morphological investigations of NiFe/Cu multilayers prepared by pulsed galvanostatic, dual bath technique// Materials Characterization. — 2011. — Volume 62, Issue 2. — P. 204-210.
106. Islam M.A., Moniruzzaman M. Anomalous Electrodeposition Of Fe-Ni Alloy Coating From Simple And Complex Baths And Its Magnetic Property // IIUM Engineering Journal. — 2009.— Vol. 10, No. 2. — P. 108-122.
107. Kannan R., Ganesan S., Selvakumari T.M Synthesis And Characterization Of Nano Crystaliine Ni-Fe-W-S Thin Films In Diammonium Citrate Bath // Digest Journal of Nanomaterials and Biostructures. — 2012. — Vol. 7, No. 3. — P. 10391050.
108. Tsyntsaru N., Cesiulis H., Pellicer E., Celis J.-P., Sort J. Structural, magnetic, and mechanical properties of electrodepositedcobalt-tungsten alloys: Intrinsic and extrinsic interdependencies //Electrochimica Acta. — 2013. — Vol. 104. — P. 94-103.
109. Toledo L.A., Pech-Canul M.M.Evolution of an iron passive film in a borate buffer solution (pH 8.4)// Journal of Solid State Electrochemistry. — 2011. —Volume 15, Issue 9. — P. 1927-1934.
110. Рандошкин В.В., Червоненкис А.Я. Прикладная магнитооптика// Энергоиздат, Москва. — 1990. — С. 256.
111. Вонсовский С.В. Магнетизм, магнитные свойства диа-, пара-, ферро- , антиферро- и ферримагнетиков // Москва, Наука. —1971. — С. 987.
112. Кринчик Г.С. Физика магнитных явлений // М: Изд-во Моск. ун-та. —1985. — С. 336.
113. Szabo S., Kis-Varga M., Beke D.L., Juhasz R. Effect of residual strain, grain size Fe impurities on magnetic properties of nanocrystalline Ni (Fe) alloys. // J. Magn. Magn. Mater. — 2000. — Vol. 215-216. — P. 60-62.
114. Chikazumi S. Physics of Ferromagnetism //Clarendon Press, Oxford. — 1997.
115. Звездин, К. А. Особенности перемагничивания трехслойных наноструктур // ФТТ. — 2000. —Т. 42, № 1. — С. 116-120.
116. Parkin S.P., Bhadra R., Roche K.P. Oscillatory magnetic exchange coupling through thin copper layers // Phys. Rev. Lett. — 1991. —Vol. 66. — P. 2152-2155.
117. Bruno P.J. Theory of interlayer magnetic coupling // Phys. Rev. — 1995. — Vol. B 52. — P. 411-439.
118. Bennett W.R., Schwarzacher W., Egelhoff W.F. Concurrent enchancement of Kerr rotation and antiferromagnetic coupling in epitaxial Fe/Cu/Fe structures // Phys. Rev. Lett. — 1990. —Vol. 65. — P. 3169-3172.
119. Brubaker M.E., Mattson J.E., Sowers C.H., Bader S.D. Oscillatory interlayer magnetic coupling of sputtered Fe/Mo superlattices // Appl. Phys. Lett. — 1991. — Vol.58, I. 20. — P. 2306-2308.
120. Wang Y., Levy P.M., Fry J.L. Interlayer magnetic coupling in Fe/Cr multilayered structures // Phys. Rev. Lett. — 1990. — Vol. 65. — P. 2732-2735.
121. Parkin S.P., More N., Roche K.P. Oscillations in exchange coupling and magnetoresistance in metallic superlattice structures: Co/Ru, Co/Cr, and Fe/Cr // Phys. Rev. Lett. — 1990. — Vol. 64. — P. 2304-2307.
122. Coehoorn R. Period of oscillatory exchange interactions in Co/Cu and Fe/Cu multilayer systems // Phys. Rev. — 1991. — Vol. B 44. — P. 9331-9337.
123. Yafet Y. Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida range function of a one-dimensional free-electron gas // Phys. Rev. — 1987. — Vol. B 36. — P. 39483949.
124. Fuss A., Demokritov S., Grunberg P., Zinn W. Short- and long period oscillations in the exchange coupling of Fe across epitaxially grown Al- and Au-interlayers // J. Magn, Magn. Mater. — 1992. — Vol. 103. — L221-L227.
125. Qiu Z.Q., Pearson J., Berger A., Bader S.D. Short-period oscillations in the interlayer magnetic coupling of wedged Fe(100)/Mo(100)/Fe(100) grown on Mo(100) by molecular-beam epitaxy // Phys. Rev. Lett. — 1992. — Vol. 68. — P. 1398-1401.
126. Unguris J., Celotta R. & Pierce D. Oscillatory magnetic coupling in Fe/Ag/Fe(100) sandwich structures //Journal of Magnetism and Magnetic Materials — 1993. — Vol.127. — 205-213.
127. Kim P.D., Kim J., Kim K.H., Turpanov I.A., Li L.A., Mahlaev A.M., Lee Y.H., Khalyapin D.L. Observations of domain structure of Co/Cu/Co sandwiches
with wedge-shaped Cu spacer via magneto-optical Kerr effect// Journal of Magnetism and Magnetic Materials — 2003. — Vol.258 - 259. — P. 326-328.
128. Himpsel F.J. Low-dimensional electronic states at metal surfaces: quantum wells and quantum wires // Surf. Rev. Lett. —1995. — Volume 2, Issue 01. — P. 81-88.
129. Himpsel F. J., Jung T. A., Seidler P. F. Electronic states in magnetic nanostructures by //Journal of Magnetism and Magnetic Materials. — 1999. — Volume 200, Issues 1-3. — P. 456-469.
130. Himpsel F.J. Fe on Au(100): Quantum-well states down to a monolayer//Phys. Rev. B Condens. Matter. —1991 — Vol. 44(11) — P. 59665969.
131. Himpsel F.J. Exchange Splitting of Epitaxial fcc Fe/Cu(100) versus bcc Fe/Ag(100) //Phys. Rev. Lett. — 1991. — Vol. 67(17). — P. 2363-2366.
132. Ortega J. E. and Himpsel F. J. Quantum well states as mediators of magnetic coupling in superlattices // Phys. Rev. Lett. —1992. — Vol. 69. — P. 844 - 847.
133. Ortega J.E., Himpsel F.J., Mankey G.J. and Willis R.F. Quantum well states and magnetic coupling between ferromagnets through a noble metal layer // Phys. Rev. B. — 1993. — Vol. 47. — P. 1540.
134. Himpsel F.J. Core Level Spectroscopy At Surfaces And Interfaces // Vol. 86 (1994) Acta Physica Polonica A. — 1994. — Vol. 86 No. 5. — P. 771-785
135. Forster F., Gergert E., Nuber A., Bentmann H., Huang Li, Gong X. G, Zhang Z., and Reinert F. Electronic localization of quantum-well states in Ag/Au(111) metallic heterostructures // Phys. Rev. B — 2011. — Vol.84. — 075412.
136. Fink R.L., Mulhollan G.A., Andrews A.B., Erskine J.L., G.K. Walters G.K. Spin- and angle-resolved photoemission study of chemisorbed p(1x1) O on epitaxial ultrathin Fe/W(001) films //Phys. Rev. B —1992. — Vol. 45.— P. 9824.
137. Himpsel F. J., Ortega J. E., Mankey G. J. and Willis R. F. Magnetic nanostructures // Advances in Physics. — 1998. — Vol. 47, No. 4. — P. 511-597.
138. Petrovykh D. Y, Altmann K. N., Höchst H., Laubscher M., Maat S., Mankey G. J. and F. J. Himpsel F. J. Spin-dependent band structure, Fermi surface, and carrier lifetime of permalloy // Appl. Phys. Lett. — 1998. — V. 73 N 23. — P. 3459-3461.
139. Altmann K.N., O'Brien W., Seo D.J, Himpsel F.J, Ortega J.E, Naermann A., Segovia P., Mascaraque A., E.G Michel E.G. Spin-polarized quantum well states // Journal of Electron Spectroscopy and Related Phenomena — 1999. —Vol. 101— 103 — P. 367-370.
140. Wisbey David S., Wu Ning, Feng Danqin, Caruso A.N., Belot J., Losovyj Ya.B., Vescovo E., and Dowben P.A. Induced spin polarization of copper spin ^ molecular layers // Phys. Lett. — 2009. — Vol. A 373 — P. 484-488.
141. Miyamoto K., Iori K., Sakamoto K., Kimura A., Qiao S., Shimada K., Namatame H., Taniguchi M. Spin-dependent electronic band structure of Co/Cu(001) with different film thicknesses // Journal of Physics: Condensed Matter. — 2008. — Volume 20, Issue 22 — article id. 225001, 5 pp.
142. Lee J.-S., Vescovo E., Plucinski L., Schneider C. M, Kao C.-C. Electronic structure and Magnetic Properties of Epitaxial FeRh(001) ultra-thin films on W(100) // Phys. Rev. B. — 2010. — Vol. 82. — 224410.
143. Johnson P.D. and Güntherodt G. Spin Polarized Photoelectron Spectroscopy as a Probe of Magnetic Systems // The Handbook of Magnetism and Advanced Magnetic Materials. Condensed Matter Physics & Materials Science Department Brookhaven National Laboratory — 2006.
144. Park Kang-Ho, Oh S.-J., Shimada K., Kamata A., Ono K., Kakizaki A., and Ishii T. 3s photoemission spectra of Fe/Cu(100) films// Phys. Rev. B. — 1996. — Vol.53. — P. 5633.
145. Altmann K. N., Petrovykh D. Y., Mankey G.J., Shannon Nic, Gilman N., M. Hochstrasser M., Willis R. F. , Himpsel F. J. Enhanced Spin Polarization of Conduction Electrons in Ni, explained by comparison with Cu // Phys. Rev. B. — 2000. — Vol. 61. — P.15661.
146. Ortega, J. E., Narmann A., Altmann, K. N., O'Brien W., Seo D. J., Himpsel F. J., Segovia P., Mascaraque A., Michel E. G. Short wavelength, spin-polarized quantum-well states in high quality Cu films on FCC-Co(1 0 0) // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. — 1999.— Volume 203, Issue 1-3. — P. 126128.
147. Yu D. H. and Donath M. Probing electron confinement in ultrathin metal films: From spin-polarized quantum-well states to surface resonances// EDP Sciences EPL (Europhysics Letters). — 2003. — Volume 63, Number 5.
148. Henk J. Temperature-dependent electronic structure, spin-resolved photoemission, and magnetic dichroism of ultrathin ferromagnetic films: Co/Cu(001) // J. Phys.: Condens. Matter — 2001. — V.13 N5. — P. 833.
149. Spin-resolved photoemission studies of magnetic films. Modern Techniques for Characterizing Magnetic Materials edited by Yimei Zhu // Kluwer Academic Publishers. — 2005.
150. Соколов A.B. Оптические свойства металлов// М.: Физматгиз. — 1961.
— C.465.
151. Traeger G., Wenzel L., and Hubert A. Computer experiments on the information depth and the figure of merit in magnetooptics // Phys. Status Solidi.
— 1992. — Vol. A 131. — P. 201.
152. Тонкие ферромагнитные пленки под общ. ред. Р.В. Телеснина // М. : Мир. —1964. — C. 359.
153. Зельдович Я.Б. Бучаченко А Л., Франкевич Е. Л. // УФН. — 1988. — Т.155. №1. — С.3.
В заключение хочу выразить глубокую благодарность моему научному руководителю профессору, главному научному сотруднику Елене Евгеньевне Шалыгиной за помощь в выборе темы, полезные советы при проведении исследований и моральную поддержку при написании диссертации. Кроме того, выражаю благодарность Козловскому Леониду Валентиновичу, доценту Даугавпилсского педагогического университета, Рыжикову Илье Анатольевичу, заведующему лабораторией №4 Федерального государственного бюджетного учреждения науки Институт теоретической и прикладной электродинамики Российской академии наук (ИТПЭ РАН), и Свалову Андрею Владимировичу, старшему научному сотруднику отдела магнетизма твердых тел УрФУ имени первого Президента России Б.Н. Ельцина, за предоставленные для исследований образцы. Выражаю также благодарность старшему научному сотруднику кафедры общей физики физического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова Каминской Татьяне Петровне за помощь в проведении исследований на атомном силовом микроскопе.
Выражаю свою признательность всем сотрудникам кафедры магнетизма за неизменно доброе отношение и помощь на протяжении всех лет обучения на кафедре и в аспирантуре.
Обратите внимание, представленные выше научные тексты размещены для ознакомления и получены посредством распознавания оригинальных текстов диссертаций (OCR). В связи с чем, в них могут содержаться ошибки, связанные с несовершенством алгоритмов распознавания. В PDF файлах диссертаций и авторефератов, которые мы доставляем, подобных ошибок нет.