Влияние ферромагнетизма и антиферромагнетизма на сверхпроводимость слоистых пленок сверхпроводник/магнетик тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.11, кандидат физико-математических наук Тихонов, Дмитрий Анатольевич

• Тихонов, Дмитрий Анатольевич
• кандидат физико-математических наук
• 2004

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Тихонов, Дмитрий Анатольевич

Введение

Глава 1. Эффект близости сверхпроводник/ферромагнетик и сверхпроводник/антиферромагнетик (краткий литературный обзор)

Глава 2. Методика эксперимента

2.1. Методы приготовления образцов

2.1.1. Метод молекулярно-лучевой эпитаксии

2.1.2. Радиочастотное распыление

2.1.3. Приготовление образцов

2.2. Характеризация образцов с использованием рентгеновского излучения

2.2.1. Малоугловое рассеяние рентгеновских лучей

2.2.2. Метод брэгговской дифракции

2.3. Магнитные измерения

2.3.1. СКВИД-магнитометр

2.3.2. Весы Фарадея

2.4. Измерения температуры сверхпроводящего перехода

Глава 3. Сверхпроводимость тонких пленок ванадия

3.1. Экспериментальные результаты

3.2. Сравнение экспериментальных результатов для одиночных пленок ванадия с теорией уширения пика в плотности состояний электронов проводимости

Глава 4. "Возвратная" сверхпроводимость в трехслойных пленках ¥е/У/¥е

4.1. Экспериментальные результаты

4.2. Теории эффекта близости С/Ф

4.2.1. Монотонное, осцилляционное и "возвратное" поведение зависимости Тс(с1Р) в пленках Ф/С/Ф.

Состояние ЛОФФ в тонких пленках

4.2.2. Теория Радовича

4.2.3. Теория Тагирова

4.3. Сравнение эксперимента с теорией

Глава 5. Эффект близости в системах Сг/У/Сг и Ре/Сг/У/СгЛРе

5.1. Экспериментальные результаты по исследованию системы Сг/У/Сг

5.2. Теория эффекта близости С/НМ

5.3. Сравнение эксперимента с теорией

5.4. Экспериментальные результаты по исследованию системы ¥&/Ст/У/Сг/¥е

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Влияние ферромагнетизма и антиферромагнетизма на сверхпроводимость слоистых пленок сверхпроводник/магнетик»

Актуальность темы

Начиная с середины 60-х годов взаимодействие между такими антагонистическими явлениями, как сверхпроводимость и ферромагнетизм, вызывает значительный интерес исследователей. Первоначально их взаимное влияние изучалось в сплавах и интерметаллических соединениях. Эта проблема до сих пор остается актуальной в физике сверхпроводимости (см., например, [1] и обзор [2]), хотя акцент и сместился в сторону искусственных металлических сверхрешеток (см., например, обзор [3]) и тонкопленочных мультислойных структур (см., например, обзоры [4-6], а также дискуссию [7,8] по поводу последнего обзора Изюмова и др. [6]). Взаимодействие сверхпроводимости и ферромагнетизма в искусственно приготовленных слоистых системах, где сверхпроводник и ферромагнетик разнесены в пространстве, называется эффектом близости сверхпроводник/ферромагнетик (С/Ф). Эффект близости С/Ф изучается уже длительное время, но только в последние годы исследователи вплотную подошли к пониманию процессов, происходящих на границе раздела С/Ф (см., например, обзор [9]). Благодаря ряду недавних исследований в этой области (см., например, [10-14]), эффект близости С/Ф достаточно хорошо понят качественно, однако в количественном отношении он все еще нуждается в дальнейшем изучении. Для обсуждения этой темы необходимо кратко напомнить о свойствах сверхпроводников и ферромагнетиков.

В соответствии с теорией Бардина-Купера-Шриффера (БКШ) [15] механизм сверхпроводимости связан с возникновением притяжения между электронами с энергиями, близкими к уровню Ферми, в результате электрон-фононного взаимодействия. Следствием притяжения двух электронов является образование куперовских пар. В нормальном состоянии вследствие фермиевского распределения электроны занимают все состояния от дна зоны проводимости до уровня Ферми. С переходом в сверхпроводящее состояние вблизи уровня Ферми появляется энергетическая щель шириной 2А. Выше этой щели имеются возбуждения, а ниже - куперовские пары. Электроны, составляющие куперовскую пару, имеют антипараллельно направленные спины и равные, но противоположно направленные импульсы. Электроны в куперовской паре разнесены на микроскопически большое расстояние порядка длины когерентности Величина меняется от материала к материалу в широких пределах. Так для олова и свинца ~ 1000 А, а для высокотемпературных сверхпроводников % ~ 50 А. Если каким-либо воздействием направить спины или импульсы электронов, составляющих куперовскую пару, в одну сторону, произойдет разрушение куперовской пары и, соответственно, сверхпроводящего состояния. Согласно теории БКШ [15] энергия связи электронов в куперовской паре или энергия, необходимая для ее разрушения, определяется как А = 1.75-кБТс<) где кБ - постоянная Больцмана, равная 1.3810"16 эрг/град; Тс - температура перехода в сверхпроводящее состояние. Например, для свинца с Тс ~ 10 К энергия связи составит приблизительно 2 10"15 эрг.

Теперь рассмотрим ферромагнетик. К ферромагнетикам относят вещества, обладающие спонтанной намагниченностью, т.е. имеющие отличную от нуля намагниченность даже в отсутствие внешнего магнитного поля. Металлический ферромагнетик может быть представлен в виде кристалла, в узлах которого находятся ионы, обладающие локализованными магнитными моментами (или спинами 8), направленными в одну сторону. Имеются также делокализованные спины электронов проводимости а. Между локализованными спинами 8 и спинами электронов проводимости а имеется обменное взаимодействие = которое стремится сориентировать спины электронов проводимости в одном направлении (в том же, что и спины локализованных моментов, если обменное взаимодействие > 0, т.е. имеет ферромагнитный характер, и в противоположном, если < 0, т.е. имеет антиферромагнитный характер). Таким образом, в ферромагнетике происходит поляризация спинов электронов проводимости, и зона проводимости оказывается расщепленной на две подзоны со спином вверх и спином вниз. Например, в железе величина этого расщепления оказывается порядка 1 эВ или 10"12 эрг, что эквивалентно действию магнитного поля Нех ~108

Эрстед (здесь - это среднее значение спина в направлении магнитного поля, которое в случае ферромагнетика равно значению спина 8, # - это gЛЛ фактор электронов проводимости, а |хБ= 0.927 10 эрг/Э - магнетон Бора). Это нереальное магнитное поле, оно действует только на спины электронов, но не искажает траекторию их движения. Это так называемое "обменное поле" вводят для того, чтобы сделать ситуацию более наглядной.

Вследствие того, что энергия обменного взаимодействия локализованных моментов и электронов проводимости в ферромагнетике значительно превышает энергию связи электронов в куперовской паре (примерно в 103 раз), куперовские пары, у которых спины электронов направлены противоположно, не могут выжить в ферромагнетике. Это связано с тем, что мощное магнитное поле будет стараться развернуть спины в одну сторону, таким образом разрушая куперовскую пару. В связи с этим простейший ферромагнетик, такой как Бе и Со, не может быть сверхпроводником. Если взять редкоземельный магнетик, ситуация несколько смягчается, но остается различие в сверхпроводящей и магнитной энергиях в 102 раз.

В сплавах и интерметаллических соединениях наблюдается мощное подавление сверхпроводимости ферромагнетизмом [2]. Таким образом, можно предположить, что в искусственно приготовленных слоистых структурах С/Ф будут наблюдаться те же эффекты, что и в массивных образцах.

Для того чтобы почувствовать, насколько сильно должна подавляться сверхпроводимость, рассмотрим двухслойную систему С/Ф в куперовском пределе, т.е. ситуацию, когда толщины слоев сверхпроводника и ферромагнетика меньше, чем соответствующие длины когерентности. В куперовском пределе при воздействии на электрон на одной поверхности слоя возникает отклик по всему образцу, так как в сверхпроводнике каждый электрон связан с остальными электронами при выполнении следующих условий: (1$ < и ¿//г < (где ^и^ - длины когерентности в сверхпроводнике и ферромагнетике, а с1$ и с1Р - толщины слоев сверхпроводника и ферромагнетика соответственно). Рассмотрим случай, когда куперовские пары легко проникают в ферромагнетик и выходят из него, т. е. граница раздела С/Ф абсолютно прозрачна для них, а толщина ферромагнитного слоя значительно меньше толщины слоя сверхпроводника (с!Р « £/5). Если выполняется это условие, то эффективное обменное поле, усредненное по всему образцу, может быть записано следующим образом: ех ¿И-0 , „ ех J J ех J и Я

Для железа Нех = 1 эВ. Когда зеемановская энергия, связанная с этим эффективным обменным полем g\XвHeffex, достигнет при увеличении с1р величины энергии связи А, сверхпроводимость разрушится. Это случится при с1р ~ 2-10~3-й^. Это означает, что одного монослоя железа {с1ре ~ 1.4 А) достаточно, для того чтобы полностью подавить сверхпроводимость слоя свинца или ниобия толщиной 700 А. Таким образом, сверхпроводимость должна сильно подавляться ферромагнетизмом. На самом деле этого не происходит и понижение Тс оказывается намного слабее, чем ожидается, по следующим двум причинам.

Первая причина - это то, что в некоторых мультислойных системах, в частности, в системе Бе/М) [16], вблизи границы раздела С/Ф образуется промежуточный слой. Этот слой возникает в результате взаимной диффузии атомов приграничных слоев. Он препятствует непосредственному контакту сверхпроводника и ферромагнетика.

Второй причиной является ограничение квантово-механической прозрачности границы раздела С/Ф из-за обменного расщепления зоны проводимости ферромагнитного слоя [12]. Это классическая задача квантовой механики об отражении электронов от интерфейса между двумя металлами вследствие различия фермиевских моментов электронов проводимости. Очевидно, что фермиевские моменты обоих электронов с противоположными спинами, которые образуют куперовскую пару в сверхпроводнике, не могут одновременно совпасть с фермиевскими моментами электронов расщепленной зоны проводимости в ферромагнетике.

Другой интересной особенностью эффекта близости С/Ф является осцилляционная зависимость температуры сверхпроводящего перехода от толщины ферромагнитного слоя при фиксированной толщине сверхпроводящего слоя.

Одной из причин осцилляции Тс является так называемая Джозефсоновская я-связь в С/Ф/С структурах, возникающая вследствие осцилляций сверхпроводящей парной функции в ферромагнитном слое. Сверхпроводящая парная функция на двух поверхностях ферромагнитного слоя при определенных толщинах этого слоя может иметь противоположные фазы, т.е. разница фаз парной волновой функции в двух соседних сверхпроводящих слоях, разделенных ферромагнитным слоем, может оказаться равной к [17-20]. Радович и др. [17] на основании своих вычислений сделали вывод о том, что система с я-связью, скорее всего, может иметь более высокое Тс, нежели система с нулевой разницей фаз. Однако я-связь - это не единственная причина осцилляций Тс. Другой причиной может оказаться взаимная диффузия атомов соседних слоев через границу раздела С/Ф [16]. Она приводит к появлению между ферромагнитным и сверхпроводящим слоями промежуточного слоя, свойства которого меняются с увеличением толщины ферромагнитного слоя. Вследствие этого его влияние на сверхпроводимость оказывается немонотонным. Третьей причиной осцилляции Тс является реализация так называемого состояния Ларкина-Овчинникова-Фульде-Феррела [21]. Лазар и др. [12] считают, что наблюдавшиеся ими осцилляции Тс в системе РЬ/Те обусловлены именно этой причиной.

Почему Тс осциллирует при реализации состояния ЛОФФ? Качественное описание физики этого явления было предложено Демлером и др [22]. Представим себе куперовскую пару, проходящую через границу раздела С/Ф. В области ферромагнетика зона проводимости расщеплена на подзону со спином вверх и подзону со спином вниз. Электрон со спином вверх, образующий куперовскую пару, займет место в подзоне ферромагнетика со спином вверх, а электрон со спином вниз окажется соответственно в подзоне со спином вниз. Таким образом, электрон пары со спином вверх понизит свою потенциальную энергию на энергию обменного поля в ферромагнетике Еех, в то время как электрон со спином вниз увеличивает свою потенциальную энергию на ту же самую величину. В связи с этим для выполнения закона сохранения энергии электрон со спином вверх должен увеличить свою кинетическую энергию, а электрон со спином вниз - уменьшить ее. Это означает, что абсолютные величины моментов электронов в паре становятся неравными. Итак, пара, проходящая через границу раздела из сверхпроводящего слоя в ферромагнитный слой, будет изменять свой полный момент от нуля до некоторой величины Вследствие этого амплитуда парной волновой функции в ферромагнитном слое будет осциллировать в пространстве как ехр(грг). В нормальном металле парная функция затухает экспоненциально, а в ферромагнитном металле, в дополнение к этому, она осциллирует в пространстве. Теоретически было показано [17, 23-25], что, благодаря осцилляциям парной волновой функции, зависимость Тс(с1Р) (где ¿//г - толщина ферромагнитного слоя) оказывается немонотонной и может проявлять осцилляционный характер с периодом порядка длины магнитной жесткости %1 =ъР/Еех (х)Р - скорость Ферми в ферромагнитном слое). Осциллирующий характер Тс(с1р) зависимости определяется характером прохождения сверхпроводящей волновой функции в ферромагнетике. Если толщина ферромагнитного слоя меньше глубины проникновения, парная волновая функция, проходящая через границу раздела С/Ф в ферромагнитный слой, будет интерферировать с волной, отраженной от внешней поверхности ферромагнитного слоя. Как результат, поток парной волновой функции, пересекающий границу раздела С/Ф, оказывается модулированным с изменением толщины ферромагнитного слоя с1р. Вследствие этого связь электронных систем ферромагнетика и сверхпроводника может оказаться модулированной и Тс будет осциллировать в зависимости от <ЛР. Если интерференция на границе раздела С/Ф имеет конструктивный характер (это соответствует минимальному скачку амплитуды парной волновой функции на границе раздела С/Ф), то связь между сверхпроводящим и ферромагнитным слоями слабая и можно ожидать максимальных значений Тс. Если же интерференция носит деструктивный характер, связь максимальна и, соответственно, Тс должна быть минимальной. Для малых толщин сверхпроводящего слоя поведение зависимости Тс(с1Р) может оказаться "возвратным", т.е. сверхпроводимость может исчезнуть в определенной области значений йр, а затем появиться вновь при больших значениях (¿р.

Реализовать экспериментально это предсказанное "возвратное" поведение Тс достаточно сложно, поэтому оно до сих пор не наблюдалось. Используя результаты расчетов Тагирова Л.Р. [25], можно выделить параметры системы, которые имеют важное значение для наблюдения "возвратного" поведения в зависимости Тс(с1г). В этой системе длины свободного пробега электронов проводимости в ферромагнитном и сверхпроводящем слоях должны быть по возможности большими. Важным является также высокое значение квантово-механической прозрачности границы раздела. К тому же граница раздела должна быть очень плоской, чтобы не вносить диффузного рассеяния электронов. Учитывая все эти требования, необходимо было выбрать систему с высоким структурным качеством и резкой на атомном уровне границей раздела. Все эти условия можно реализовать в системе Fe/V. Эта система может быть выращена с почти идеальной границей раздела [26]. В данной диссертационной работе представлено первое экспериментальное наблюдение "возвратного" поведения Тс в трехслойной системе Fe/V/Fe [AI, А2, A3].

После исследования эффекта близости в системе Pb/Fe [12] и наблюдения "возвратного" поведения Тс в системе V/Fe [AI, А2, A3] можно констатировать, что к настоящему времени влияние ферромагнетизма на сверхпроводимость в гетероструктурах С/Ф, где в качестве ферромагнитного слоя выступает элементарный ферромагнетик (Fe, Gd, Со или Ni), достаточно хорошо понято. Что же касается влияния антиферромагнетизма на сверхпроводимость мультислойных пленочных систем, то, несмотря на целый ряд проведенных исследований, в частности, системы V/Cr [27-31], природа влияния хрома на сверхпроводимость остается неясной, хотя изначально [27] предполагалось, что, анализируя сверхпроводящие свойства сверхрешеток V/Cr, можно будет изучить магнитные свойства тонких слоев хрома. В данной диссертационной работе проведены исследования эффекта близости в системе V/Cr [A4] и V/Cr/Fe [А5, А6] с целью выяснить механизмы влияния хрома на сверхпроводимость. Цель работы:

- обнаружить "возвратное" поведение температуры сверхпроводящего перехода в слоистой тонкопленочной системе Ф/С/Ф, когда с увеличением толщины слоя ферромагнетика сверхпроводимость сначала исчезает, а затем появляется вновь при больших толщинах слоя ферромагнетика;

- понять механизмы воздействия слоя хрома на сверхпроводимость через изучение эффекта близости в слоистой тонкопленочной системе Cr/V/Cr, а также в системе Fe/Cr/V/Cr/Fe, когда слой хрома является промежуточным звеном между слоями железа и ванадия, эффект близости между которыми достаточно хорошо изучен.

Для достижения поставленной цели в диссертационной работе решались следующие задачи:

• исследование влияния длины свободного пробега и толщины однослойных ванадиевых пленок на температуру перехода в сверхпроводящее состояние;

• проведение исследования эффекта близости С/Ф в системе Ре/У/Ре;

• изучение эффекта близости в системах Сг/У/Сг и ¥е/Сг/У/Сг/¥е. Научная новизна результатов заключается в следующем:

1. Впервые обнаружена "возвратная" сверхпроводимость в слоистой тонкопленочной системе Ф/С/Ф на примере трехслойной системы ¥е/У/¥е, когда с увеличением толщины слоев железа (1Ре температура сверхпроводящего перехода Тс сначала резко уменьшается; сверхпроводимость не наблюдается в определенной области толщин, а затем при больших толщинах слоев железа сверхпроводимость появляется вновь; Тс растет с увеличением с1Ре и насыщается при ¿//ге > 20 А.

2. Внесена ясность в механизмы влияния хрома на сверхпроводимость мультислойных систем сверхпроводник/магнетик. Показано, что слой хрома в системе ¥е/Сг/У/Сг/¥е с изменением его толщины предположительно претерпевает переход из немагнитного состояния в несоразмерное антиферромагнитное состояние волн спиновой плотности в области толщин порядка 40 А.

Практическая ценность работы:

Проведенные исследования эффекта близости в системе Ре/У/Ре могут оказаться полезными при создании спинового клапана для сверхпроводящего тока, предложенного Тагировым Л.Р. [32]. Принцип действия такого спинового клапана основан на том, что, согласно расчетам, трехслойная структура Ф/С/Ф имеет более низкую температуру перехода в сверхпроводящее состояние Тс для параллельной ориентации намагниченностей ферромагнитных слоев по сравнению со значением Тс для их антипараллельной ориентации. Таким образом, сверхпроводящий ток, текущий через образец, может быть включен или выключен поворотом намагниченности одного из ферромагнитных слоев относительно направления намагниченности другого магнитным полем. Для создания такого устройства система С/Ф с "возвратным" поведением Тс является наиболее перспективной.

Для эффективной работы спинового клапана, предложенного Тагировым Л.Р., необходимо, чтобы толщина сверхпроводящего слоя в конструкции Ф/С/Ф была бы порядка (или меньше) длины когерентности сверхпроводника В системе Ф/С/Ф, где в качестве ферромагнитного слоя выступает железо, никель или кобальт, сверхпроводимость исчезает в области толщин сверхпроводящего слоя порядка Как показывают проведенные в диссертационной работе исследования, толщину слоя сверхпроводника можно заметно уменьшить, используя в качестве промежуточного слоя между слоями железа и ванадия слой хрома, т.е. система Fe/Cr/V/Cr/Fe может оказаться более пригодной для создания спинового клапана, нежели система Fe/V/Fe. На защиту выносятся результаты экспериментальных исследований:

- эффекта близости в системе Fe/V/Fe, в которых наблюдалось "возвратное" поведение температуры сверхпроводящего перехода; когда с увеличением толщины слоев железа температура сверхпроводящего перехода сначала резко уменьшалась, сверхпроводимость исчезала, а затем появлялась вновь при больших толщинах слоев железа.

- эффекта близости в системах Cr/V/Cr и Fe/Cr/V/Cr/Fe, в ходе которых было выяснено, что слои хрома при малых толщинах в системе Fe/Cr/V/Cr/Fe находятся в немагнитном состоянии и переходят в несоразмерное антиферромагнитное состояние волн спиновой плотности при толщинах порядка 40 Ä.

Апробация работы

Основные результаты работы были представлены на следующих международных конференциях: "Symposium on Metallic Multilayers" (Aachen, Germany, 2001), "International Workshop on Magnetic Heterostructures" (Bochum,

Germany, 2002), "NATO Advanced Research Workshop on Nanostructured Magnetic Materials and Their Applications" (Istanbul, Turkey, 2003), "The International Conference on Nanoscale properties of condensed matter probed by resonance phenomena" (Kazan, Russia, 2004). Публикации

Основные результаты диссертации отражены в 6 статьях, а также в материалах и тезисах вышеперечисленных конференций. Структура диссертации

Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и списков авторской и цитируемой литературы, содержащих 105 наименований. Работа изложена на 130 страницах машинописного текста, включая 37 рисунков и 3 таблицы.

Заключение диссертации по теме «Физика магнитных явлений», Тихонов, Дмитрий Анатольевич

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В настоящей работе проведено детальное исследование эффектов близости в системах Fe/V/Fe, Cr/V/Cr и Fe/Cr/V/Cr/Fe. Основные результаты можно сформулировать следующим образом:

1. Установлена зависимость температуры сверхпроводящего перехода Тс от остаточного электрического сопротивления р(Тс) в однослойных пленках ванадия. Уменьшение Тс с увеличением р(Тс) обусловлено уширением пика в плотности состояний электронов проводимости вблизи уровня Ферми Nßß, вследствие укорочения времени жизни электронов проводимости в том или ином состоянии.

2. Впервые обнаружена "возвратная" сверхпроводимость в слоистой тонкопленочной структуре Ф/С/Ф. В зависимости температуры сверхпроводящего перехода Тс от толщины слоев железа dFe при фиксированном значении толщины слоя ванадия dv в трехслойной системе Fe/V/Fe с увеличением dFe Тс сначала резко уменьшалась вплоть до полного исчезновения сверхпроводимости; затем сверхпроводимость восстанавливалась; Тс увеличивалась и насыщалась при больших значениях dFe.

3. Установлены механизмы влияния хрома на сверхпроводимость слоистых пленочных систем сверхпроводник/хром. В результате анализа экспериментальных данных, полученных для системы Fe/Cr/V/Cr/Fe, сделан вывод о том, что при dcr < 40 Ä хром находится в немагнитном состоянии и переходит в несоразмерное состояние волн спиновой плотности при der > 40 Ä. Переход из немагнитного состояния в несоразмерное состояние ВСП приводит к понижению плотности куперовских пар в слое хрома. Из-за того, что и в магнетизме хрома, и в сверхпроводимости, индуцированной в слое хрома вследствие эффекта близости, участвуют одни и те же электроны, сверхпроводящее спаривание и возникновение несоразмерного состояния ВСП на одних и тех же участках поверхности Ферми могут рассматриваться как конкурирующие явления электронного упорядочения. Результаты, полученные в ходе проведенных исследований, могут оказаться полезными в дальнейшем при создании спинового клапана для сверхпроводящего тока.

СПИСОК АВТОРСКОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

Al. Re-entrant superconductivity in the V/Fe superconductor/ferromagnet layered system /L.R.Tagirov, I.A.Garifullin, N.N.Garifyanov et al. //J. Mag. Mag. Mat.- 2002.- V.240.- P.577-579.

A2. Re-entrant superconductivity in the superconductor/ferromagnet V/Fe layered system /I.A.Garifullin, D.A.Tikhonov, N.N.Garifyanov et al. //Phys. Rev. B.-2002.- V.66, № 020505(R).- P. 1 -4.

A3. Recent experimental results on the superconductor/ferromagnet proximity effect /I.A.Garifullin, M.Z.Fattakhov, N.N.Garifyanov et al. //Nanostructured Magnetic Materials and their Applications, NATO SCIENCE SERIES, The Netherlands: Kluwer.- 2004.- P. 121-144.

A4. The antiferromagnet/superconductor proximity effect /M.Hubener, D.A.Tikhonov, I.A.Garifullin et al. //J. Phys.: Condens. Matter.- 2002.- V.14.-P.8687-8696.

A5. Superconducting/ferromagnetic proximity effect mediated by Cr spacer layers /I.A.Garifullin, D.A.Tikhonov, N.N.Garifyanov et al. //Phys. Rev. В.- 2004.-V.70,№ 054505.-P.l-5.

A6. Эффект близости в системе Fe/Cr/V/Cr/Fe /И.А.Гарифуллин, Д.А.Тихонов, Н.Н.Гарифьянов и др. //Письма в ЖЭТФ.- 2004.- Т.80.-Вып.1.- С.50-54.

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Тихонов, Дмитрий Анатольевич, 2004 год

1. Rehmann S. Interplay of nuclear magnetism and superconductivity in Auln2 /S.Rehmann, T.Herrmannsdôrfer, F.Pobell //Phys. Rev. Lett.- 1997.- V.78, №6.- P.l 122-1125.

2. Coexistence of superconductivity and magnetism. Theoretical predictions and experimental results /L.N.Bulaevskii, A.I.Buzdin, M.L.Kulic, S.V.Panjukov //Adv. Phys.- 1985.- V.34, № 2.- P.175-261.

3. Jin B.Y. Artificial metallic superlattices /B.Y.Jin, J.B.Ketterson //Adv. Phys.-1989.- V.38, № 4.- P.189-366.

4. Proximity and coupling effects in superconductor/ferromagnet multilayers (invited) /C.L.Chien, J.S.Jiang, John Q.Xiao et al. //J. Appl. Phys.- 1997.- V.81, № 8.- P.5358-5363.

5. Chien C.L. Proximity effects in superconducting/magnetic multilayers /C.L.Chien, Daniel H.Reich //J. Mag. Mag. Mat.- 1999.- V.200.- P.83-94.

6. Изюмов Ю.А. Конкуренция сверхпроводимости и магнетизма в гетероструктурах ферромагнетик/сверхпроводник /Ю.А.Изюмов, Ю.Н.Прошин, М.Г.Хусаинов //УФН.- 2002.- Т.172, № 2.- С. 113-154.

7. Фоминов Я.В. Комментарий к обзору Ю.А. Изюмова, Ю.Н. Прошина, М.Г. Хусаинова "Конкуренция сверхпроводимости и магнетизма в гетероструктурах ферромагнетик/сверхпроводник" /Я.В.Фоминов, М.Ю.Куприянов, М.В.Фейгельман //УФН.- 2003.- Т.173, № 1.- С.113-115.

8. Garifullin I.A. Proximity effects in ferromagnet/superconductor heterostructures /I.A.Garifullin //J. Mag. Mag. Mat.- 2002.- V.240.- P.571-576.

9. Oscillation phenomenon of transition temperatures in Nb/Co and V/Co superconductor/ferromagnet multilayers /Y.Obi, M.Ikebe, T.Kubo, H.Fujimori //Physica C.- 1999.- V.317-318.- P.149-153.

10. Enhancement of superconductivity by decreased magnetic spin-flip scattering: Nonmonotonic Tc dependence with enhanced magnetic ordering /М.Vêlez, M.C.Cyrille, S.Kim et al. //Phys. Rev. В.- 1999.- V.59, № 22.- P. 14659-14662.

11. Superconductor/ferromagnet proximity effect in Fe/Pb/Fe trilayers /L.Lazar, K.Westerholt, H.Zabel et al. //Phys. Rev. В.- 2000.- V.61, № 5.- P.3711-3722.

12. Schôck M. Superconducting and magnetic properties of Nb/Pdi.xFex/Nb triple layers /М.Schôck, C.Surgers, H.v.Lôhneysen //Eup. Phys. J. В.- 2000.- V.14.-P.l-10.

13. Oscillations of the critical temperature in superconducting Nb/Ni bilayers /A.S.Sidorenko, V.I.Zdravkov, A.A.Prepelitsa et al. //Ann. Phys. (Leipzig).-2003.- V.12, № 1-2.- P.37-50.

14. Bardeen J. Theory of superconductivity /J.Bardeen, L.N.Cooper, J.R.Schrieffer //Phys. Rev.- 1957.-V.108, № 5.- P.l 175-1204.

15. Possible origin for oscillatory superconducting transition temperature in superconductor-ferromagnet multilayers /Th.Mtihge, N.N.Garif yanov, Yu.V.Goryunov et al. //Phys. Rev. Lett.- 1996.- V.77, № 9.- P.l857-1860.

16. Transition temperatures of superconductor-ferromagnet superlattices /Z.Radovic, M.Ledvij, L.Dobrosavljevic-Grujic et al. //Phys. Rev. В.- 1991.-V.44, № 2.- P.759-764.

17. Буздин А.И. Осцилляции критического тока в зависимости от обменного поля и толщины ферромагнитного металла (F) в джозефсоновском контакте S-F-S /А.И.Буздин, Л.Н.Булаевский, С.В.Панюков //Письма в ЖЭТФ.- 1982.- Т.35.- Вып.4.- С.147-148.

18. Inhomogeneous superconductivity induced in a ferromagnet by proximity effect /T.Kontos, M.Aprili, J.Lesueur, X.Grison //Phys. Rev. Lett.- 2001.- V.86, № 2.-P.304-307.

19. Coupling of two superconductors through a ferromagnet: evidence for а к junction /V.V.Ryazanov, V.A.Oboznov, A.Yu.Rusanov et al. //Phys. Rev. Lett.-2001.- V.86, № 11.- P.2427-2430.

20. Demler E.A. Superconducting proximity effects in magnetic metals /E.A.Demler, G.B.Arnold, M.R.Beasley //Phys. Rev. В.- 1997.-V.55, № 22.-P.15174-15182.

21. Khusainov M.G. Possibility of periodically reentrant superconductivity in ferromagnet/superconductor layered structures /M.G.Khusainov, Yu.N.Proshin //Phys. Rev. В.- 1997.- V.56, № 22.- P.R14283-R14286.

22. Khusainov M.G. Erratum: Possibility of periodically reentrant superconductivity in ferromagnet/superconductor layered structures Phys. Rev. В 56, R14 283 (1997). /M.G.Khusainov, Yu.N.Proshin //Phys. Rev. В.- 2000.- V.62, № 10.-P.6832-6833.

23. Tagirov L.R. Proximity effect and superconducting transition temperature in superconductor/ferromagnet sandwiches /L.R.Tagirov //Physica C.- 1998.-V.307.- P.145-163.

24. Growth of epitaxial Fe/V(001) superlattice films /P.Isberg, B.Hjorvarsson, R.Wappling et al. //Vacuum.- 1997.-V.48, № 5.- P.483-489.

25. Proximity effect coupled V/Cr superlattices /B.M.Davis, J.Q.Zheng, P.R.Auvil et al. //Superlattices and Microstructures.- 1988.- V.4, № 4/5.- P.465-471.

26. Superconducting upper critical fields of V/Cr superlattices /Y.Kuwasawa, Y.Kamata, T.Watanabe et al. //Physica C.- 1992.- V.190.- P.333-337.

27. Kuwasawa Y. Vortex nucleation to non-vortex state crossover in V/Cr multilayers /Y.Kuwasawa, M.Fukuhara, T.Nojima //Physica C.- 1994.- V.235-240.- P.2559-2560.

28. Superconductivity and crystalline orientations in V/Cr-multilayers /Y.Kuwasawa, E.Touma, T.Nojima, S.Nakano //Physica B.- 1994.- V. 194-196.-P.2423-2424.

29. Superconducting properties and preferred orientations of epitaxial growth in V/Cr multilayers /T.Nojima, E.Touma, M.Fukuhara, Y.Kuwasawa //Physica C.-1994.- V.226.- P.293-300.

30. Tagirov L.R. Low-field superconducting spin switch based on a superconductor/ferromagnet multilayer /L.R.Tagirov //Phys. Rev. Lett.- 1999.-V.83, № 10.- P.2058-2061.

31. Hauser J.J. Proximity effects between superconducting and magnetic films /J.J.Hauser, H.C.Theuerer, N.R.Werthamer //Phys. Rev.- 1966.- V.142, № 1.-P.l 18-126.

32. Hauser J.J. Superconductivity in Cu and Pt by means of superimposed films with lead /J.J.Hauser, H.C.Theuerer, N.R.Werthamer //Phys. Rev.- 1964.-V.136, № 3A.-P.A637-A641.

33. Wong H.K. Superconducting properties of V/Fe superlattices /H.K.Wong, B.Y.Jin, H.Q.Yang et al. //J. Low Temp. Phys.- 1986.- V.63, № 3/4.- P.307-315.

34. Upper critical fields of superconductor-ferromagnet multilayers /Z.Radovic, L.Dobrosavljevic-Grujic, A.I.Buzdin, John R.Clem //Phys. Rev. B.- 1988.-V.38, № 4.- P.2388-2393.

35. Usadel K.D. Generalized diffusion equation for superconducting alloys /K.D.Usadel //Phys. Rev. Lett.-1970.- V.25, № 8.- P.507-509.

36. Decoupling of superconducting V by ultrathin Fe layers in V/Fe multilayers /P.Koorevaar, Y.Suzuki, R.Coehoorn, J.Aarts //Phys. Rev. B.- 1994.- V.49, № 1.- p.441-449.

37. Koorevaar P. Critical fields in vanadium-based superconducting/ferromagnetic multilayers /P.Koorevaar, R.Coehoorn, J.Aarts //Physica C.- 1995.- V.248.-P.61-70.

38. Superconductivity in layered Nb/Gd films /C.Strunk, S.Surgers, V.Paschen, H.v.Lohneysen // Phys. Rev. B.- 1994.- V. 49, № 6.- P.4053-4063.

39. Oscillatory superconducting transition temperature in Nb/Gd multilayers /J.S.Jiang, D.Davidovic, Daniel H.Reich, C.L.Chien //Phys. Rev. Lett.- 1995.-V.74, № 2.- P.314-317.

40. Superconducting transition in Nb/Gd/Nb trilayers /J.S.Jiang, D.Davidovic, Daniel H.Reich, C.L.Chien //Phys. Rev. B.- 1996.- V.54, № 9.- P.6119-6121.

41. Magnetism and superconductivity of Fe/Nb/Fe trilayers /Th.Miihge, K.Westerholt, H.Zabel et al. //Phys. Rev. B.- 1997.- V.55, № 14.- P.8945-8954.

42. Magnetoresistivity and oscillatory interlayer magnetic coupling of sputtered Fe/Nb superlattices /J.E.Mattson, C.H.Sowers, A.Berger, S.D.Bader //Phys. Rev. Lett.- 1992.- V.68, № 21.- P.3252-3255.

43. Chien C.L. Amorphous FexNbioo-x with wide composition range /C.L.Chien, K.M.Unruh, S.H.Liou //J. Appl. Phys.- 1982.- V.53, №11.- P.7756-7758.

44. Influence of magnetism on superconductivity in epitaxial Fe/Nb bilayer system /Th.Muhge, K.Theis-Brohl, K.Westerholt et al. //Phys. Rev. В.- 1998.- V.57, №9.-P.5071-5074.

45. Coupling phenomena in superconducting Nb/Fe multilayers /G.Verbanck, C.D.Potter, V.Metlushko et al. //Phys. Rev. В.- 1998.- V.57, № 10.- P.6029-6035.

46. Interface transparency of superconductor/ferromagnet multilayers /J.Aarts, J.M.E.Geers, E.Briick et al. //Phys. Rev. В.- 1997.- V.56, № 5.- P.2779-2787.

47. Proximity effect in Fe/Pb/Fe trilayers /N.N.Garifyanov, Yu.V.Goryunov, Th.Muhge et al. //Eur. Phys. J. В.- 1998.- V.I.- P.405-407.

48. Хансен M. Структура двойных сплавов: В 2 т. /М.Хансен, К.Андерко.- М.: Литература по черной и цветной металлургии, 1962.- Т.2.- 1488 с.

49. Growth and structural characterization of Pb/Fe layered system /L.Lazar, K.Westerholt, H.Zabel et al. //Thin Solid Films.- 1999.- V.354, № 1-2.- P.93-99.

50. Граничные условия для уравнений Эйленбергера и Узаделя и свойства "грязных" SNS сэндвичей /З.Г.Иванов, М.Ю.Куприянов, К.К.Лихарев и др. //ФНТ.- 1981.- Т.7, № 5.- С.560-575.

51. Werthamer N.R. Theory of the superconducting transition temperature and energy gap function of superposed metal films /N.R.Werthamer //Phys. Rev.-1963V. 132, № 6.- P.2440-2445.

52. Абрикосов A.A. К теории сверхпроводящих сплавов с парамагнитными примесями /А.А.Абрикосов, Л.П.Горьков //ЖЭТФ.- I960.- Т.39.- Вып. 12.-С.1781-1796.

53. Cheng Y. Superconductivity of Nb/Cr multilayers /Y.Cheng, M.B.Stearns //J. Appl. Phys.- 1990.- V.67, № 9.- P.5038-5040.

54. De Gennes P.G. Boundary effects in superconductors /P.G.De Gennes //Rev. Mod. Phys.- 1964.- V.36, № 1.- P.225-237.

55. Fawcett E. Spin-density-wave antiferromagnetism in chromium /E.Fawcett //Rev. Mod. Phys.- 1988.- V.60, № 1.- P.209-283.

56. Overhauser A.W. Spin density waves in an electron gas /A.W.Overhauser //Phys. Rev.- 1962.- V.128, № 3.- P.1437-1452.

57. Fullerton E.E. Spin-density-wave antiferromagnetism of Cr in Fe/Cr(001) superlattices /E.E.Fullerton, S.D.Bader, J.L.Robertson //Phys. Rev. Lett.- 1996.-V.77, № 7,- P.1382-1385.

58. Magnetic structure of Cr in exchange coupled Fe/Cr(001) superlattices /A.Schreyer, C.F.Majkrzak, Th.Zeidler et al. //Phys. Rev. Lett.- 1997.- V.79, №24.- P.4914-4917.

59. Proximity effect in exchange-coupled Fe/Cr(001) superlattices /T.Schmitte, A.Schreyer, V.Leiner et al. //Europhys. Lett.- 1999.- V.48, № 6.- P.692-698.

60. Zabel H. Magnetism of chromium at surfaces, at interfaces and in thin films /H.Zabel //J. Phys.: Condens. Matter.- 1999.- V.ll.- P.9303-9346.

61. Zemel J.N. Electrical and optical properties of epitaxial films of PbS, PbSe, PbTe, and SnTe /J.N.Zemel, J.D.Jensen, R.B.Schoolar //Phys. Rev.- 1965.-V. 140, № 1 A.- P.A330-A342.

62. Knudsen M. The molecular and the frictional flow of gases in tubes /M.Knudsen, W.J.Fisher//Phys. Rev. (Series I).- 1910.- V.31, № 5.- P.586-588.

63. Данилин Б.С. Вакуумное нанесение тонких пленок /Б.С.Данилин.- М.: Энергия, 1967.- 312 с.

64. Lazar L. Fe/Pb layered system: a detailed study of the "genuine" superconductor/ferromagnet proximity effect: Dissertation zur Erlangung des Grades eines Doktors der Naturwissenschaften /L.Lazar; Ruhr-Universität Bochum.- Bochum, 2000.- 124 p.

65. Als-Nielsen J. Structure and dynamics of surfaces /J.Als-Nielsen //Topics in Current Physics.- 1987.- V.43.- P.181-222.

66. Optimization of sputtered Co films /Ch.Morawe, A.Stierle, N.Metoki et al. //J. Mag. Mag. Mat.-1991.- V.102.- P.223-232.

67. Parratt L.G. Surface studies of solids by total reflection of x-rays /L.G.Parratt //Phys. Rev.- 1954.- V.95, № 2.- P.359-369.

68. X-ray and neutron scattering from rough surfaces /S.K.Sinha, E.B.Sirota, S.Garoff, H.B.Stanley //Phys. Rev. В.- 1988,- V.38, № 4.- P.2297-2311.

69. High resolution x-ray characterization of Co films on A1203 /A.Stierle, A.Abromeit, N.Metoki, H.Zabel //J. Appl. Phys.- 1992.- V.73, № 10.- P.4808-4814.

70. Warren B.E. X-ray diffraction /B.E.Warren.- Reading, MA: Addison-Wesley, 1969.-379 p.

71. Surface x-ray and neutron scattering /A.Stierle, A.Abromeit, K.Bröhl et al. //Springer Proceedings in Physics.- 1992.- V.61.- P.233-236.

72. Кузнецов В.Д. Измерение магнитной восприимчивости с помощью квантового магнитометра /В.Д.Кузнецов //Изв. вузов СССР.- 1984.-Сер. Физика, № 2,- С.40-49.

73. Кузнецов В.Д. Квантовый магнитометр для измерения магнитной восприимчивости в широком интервале температур и полей /В.Д.Кузнецов //Приборы и техника эксперимента.- 1985.- № 4.- С. 196-201.

74. Spontaneous magnetization techniques and measurements /W.Sucksmith, C.A.Clark, D.G.Oliver, J.E.Thompson //Rev. Mod. Phys.- 1953.- V.25, № 1.-P.34-41.

75. Xenikos D.G. As susceptibility apparatus for the transition temperature of high-Tc crystals, sintered samples, and films /D.G.Xenikos, Th.R.Lemberger //Rev. Sci. Instrum.- 1989,- V.60, № 5.- P.831-834.

76. Брехна Г. Сверхпроводящие магнитные системы: /Г.Брехна.- М.: Мир, 1976.-704 с.

77. Dalrymple B.J. Radio-frequency susceptibility apparatus for measuring small superconducting samples /B.J.Dalrymple, D.E.Prober //Rev. Sci. Instrum.-1984.-V.55, № 6.-P.958-963.

78. Хлебников С.Я. Резонансные исследования органических парамагнетиков в области низких сверхнизких температур: Дис.канд. ф.-м. наук /С.Я.Хлебников; Казан, физ-тех. ин-т. Казань, 1982.- 137 с.

79. Температура сверхпроводящего перехода, критические магнитные поля и структура пленок ванадия /А.А.Теплов, М.Н.Михеева, В.М.Голянов, А.Н.Гусев //ЖЭТФ.- 1976.- Т.71.- Вып.- 9.- С.1122-1128.

80. Testardi L.R. Electron lifetime effects on properties of A\5 and bcc materials /L.R.Testardi, L.F.Mattheiss //Phys. Rev. Lett.- 1978.- V.41, № 23.- P. 16121615.

81. Блатт Ф. Физика электронной проводимости в твердых телах /Ф.Блатт.-М.: Мир, 1971.-470 с.

82. Pippard А.В. Experimental analysis of the electronic structure of metals /A.B.Pippard //Rep. Prog. Phys.- I960.- V.23, № 1.- P. 176-266.

83. Sweedler A.R. Atomic ordering and superconductivity in high-7^. A-15 compounds /A.R.Sweedler, D.G.Schweitzer, G.W.Webb //Phys. Rev. Lett.-1974.- V. 33, №3.- P. 168-172.

84. The superconducting transition temperatures of disordered Nb, W, and Mo films /J.E.Crow, M.Strongin, R.S.Thompson, O.F.Kammerer //Phys. Lett.- 1969.-V.30A, № 3.- P.161-162.

85. The superconducting proximity effect in Nb/Fe multilayers /G.Verbanck, C.D.Potter, R.Schad et al. //Physica C.- 1994.- V.235-240.- P.3295-3296.

86. Буздин А.И. Структуры сверхпроводник ферромагнетик /А.И.Буздин, Б.Вуйичич, М.Ю.Куприянов //ЖЭТФ.- 1992.- Т. 101.- Вып. 1.- С.231-240.

87. Куприянов М.Ю. Влияние прозрачности границ на критический ток «грязных» SS '¿^-структур /М.Ю.Куприянов, В.Ф.Лукичев //ЖЭТФ.- 1988.-Т.94.- Вып. 6.- С.139-149.

88. Киттель Ч. Введение в физику твердого тела /Ч.Киттель.- М.: Наука, 1978.792 с.

89. Ландау Л.Д. Квантовая механика. Нерелятивистская теория /Л.Д.Ландау, Е.М.Лифшиц.- М.: Наука, 1974.- 752 с.

90. De Gennes P.G. Superconductivity in "normal" metals /P.G.De Gennes, E.Guyon //Phys. Lett.- 1963.- V.3, № 4.- P. 168-169.

91. The influence of alloying or interdiffusion on the superconducting properties of ferromagnet/superconductor layered systems /B.P.Vodopyanov, L.R.Tagirov, H.Z.Durusoy, A.V.Berezhnov //Physica C.- 2001.- V.366.- P.31-42.

92. De Gennes P.G. Some relations between superconducting and magnetic properties /P.G.De Gennes, G.Sarma //J. Appl. Phys.- 1963.- V.34, № 4 (part 2).- P.1380-1385.

93. Mibu K. Control of spin structure of Cr by periodic insertion of nonmagnetic layers /K.Mubi, T.Shinjo //J. Phys. D: Appl. Phys.- 2002.- V.35.- P.2359-2364.

94. Magnetism of Cr in V/Cr multilayers studied by ll9Sn Mössbauer spectroscopy /M.Almokhtar, K.Mibu, A.Nakanishi et al. //J. Phys.: Condens. Matter.- 2000.-V.12.- P.9247-9257.

95. Magnetic properties of Cr layera in X/Cr/Sn/Cr multilayers (X = V, Fe, Ag) studied through 1,9Sn Mössbauer spectroscopy /K.Mibu, M.Almokhtar, A.Nakanishi et al. //J. Mag. Mag. Mat.- 2001.- V.226-230.- P. 1785-1787.

96. Machida K. Spin density wave and superconductivity in highly anisotropic materials /K.Machida//J. Phys. Soc. Jpn.- 1981,- V.50, № 7.- P.2195-2202.