Синтез и исследование свойств гранулированных пленок FePd Текст научной статьи по специальности «Нанотехнологии»

Секция ««ПЕРСПЕКТИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ТЕХНОЛОГИИ»

В дальнейшем планируется получение сверхпроводящей опалоподобной структуры, которая, как ожидается, будет обладать когерентными джозефсо-новскими свойствами.

Библиографические ссылки

1. Калимов А. Г. Физические основы сверхпроводимости. СПб., 2007. 104 с.

2. Бопков А. В. Технология производства синтетических опалов и их имитаций. URL: http://www.74rif.ru/Opal-sintet.ru 25/05/2012.

3. Шабанова О. В., Шабанов А. В., Немцев И. В. Исследование условий получения наноразмерных монодисперсных сферических частиц полиметилметак-рилата.

© Погуляева В. А., Нурдавлетов Р. М., 2013

УДК 583.975 + 621.318.1

В. А. Семячков1, В. С. Жигалов1, В. Г. Мягков1, И. В. Немцев2 1 Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск 2Красноярский научный центр СО РАН, Красноярск

СИНТЕЗ И ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ ГРАНУЛИРОВАННЫХ ПЛЕНОК РеРа

Показаны изменения электрических и магнитных свойств синтезированных пленок ¥еРй-Ь10 при окислении и последующим восстановлении алюминием в зависимости от температуры отжига. Начальная температура инициирования твердофазного синтеза при восстановлении железа составляет 3500С. В результате реакции формируются композиты, в составе которых присутствуют фазы: ¥еРй3 и а-А1203. В работе представлены изображение поверхности гранулированной пленки FePd и величины магнитосопротивления. Результаты работы имеют как научное, так и прикладное значение.

Электрические свойства гранулированных тонких пленок могут варьироваться в широких пределах в зависимости от состава, размеров структурных образований, материалов матрицы, а также дефектов и примесей. Окисление и последующее восстановление алюминием пленок L1o-FePd позволяет получать гранулированные тонкие пленки со значительно отличающимися структурными, магнитными, электрическими свойствами. В данной работе эти свойства исследуются в связи с их возможностью применения для высокоплотной магнитной записи, для изучения процессов туннелирования с целью увеличения маг-нитосопротивления.

В качестве исходных образцов была изготовлена серия пленок Fe/Pd методом электронной бомбардировки тигельных испарителей с кольцевым катодом на подложках из стекла с атомным соотношением железа и палладия 1:1. Образцы изготавливались в вакууме 10-6 торр на установке напыления УВН-2М-1. Синтезированные пленки с фазой L10-FePd окислялись на воздухе до полного исчезновения намагниченности, с последующим нанеесением слоя алюминия толщиной 40 нм, что соответствовало эквивалентному атомному соотношению с железом. Процесс алюминирования изучался с помощью исследования температурной зависимости электросопротивления с использованием четырехзондового метода.

На рис. 1 показан график изменения электросопротивления от температуры нагрева и охлаждения образца. Видно, что в диапазоне температур от 20 до 350 °С при увеличении температуры нагрева до 350 0С химическое взаимодействие между слоями на данном участке отсутствует. Низкое значение электросопротивления объясняется наличием проводящего слоя А1. Температура 350 0С является началом инициирования формирования первой фазы FePd. Намагниченность

насыщения начинает плавно возрастать, начиная с Т > 350 оС и достигает 750 Гс при Т = 650 оС. Максимальная коэрцитивная сила пленки наблюдается при Т = 400 оС и составляет 160 Э, затем резко уменьшается с увеличением температуры до 65 Э.

0 100 200 300 400 Т,°С

Рис. 1. Зависимость электросопротивления от температуры отжига для образца FePd после алюмотермии

Для объяснения полученных результатов нами было проведен рентгеноструктурный анализ образцов на установке ДРОН-4. На рис. 2, а показана рентгенограмма исходного двухслойного образца Fe/Pd до проведения термического отжига. На спектре видны рефлексы от стеклянной подложки в виде низкоинтенсивного фона, рефлексы, принадлежащие палладию Pd с ориентациями (111) и (200), а также железу Fe (110) и (220). На рис. 2, б показана рентгенограмма образца Fe/Pd после термического отжига при температуре 500 °С, которая говорит о формировании кубической фазы L10-FePd(111) с тетрагональным искажением, что вытекает из присутствия рефлексов (200) и (002).

Актуальные проблемы авиации и космонавтики. Технические науки

I oum

PJTLL11 Исходная

F ¡К110)

Ч L — МГ2001

L ■j Fe(2M)

FePd (111) Отжиг 500 °С

FePd(003i

ь FePd(110f FePdCOO)

6 J FePd(002j

Рис. 2. Рентгенограммы образца Fe/Pd: а - исходная структура, б - при Тотж=500оС

Окисление на воздухе полученного образца L10-FePd и последующее напыление Al приводит к изменениям в структуре, которые выражаются в появлении немагнитной фазы гематита a-Fe2O3 (113), рефлексов от алюминия и свободного палладия. Термический отжиг при Т=600 оС данной структуры способствует образованию фаз FePd3, a-Al2O3 (113), отличных от исходных L10-FePd [2].

На рис. 3 показано изображение поверхности образца FePd после алюмотермии, полученное с помощью электронного микроскопа Hitachi TM-3000. Видно, что полученная структура является гранулированной пленкой, притом, фазы оксида алюминия на изображении выглядят светлыми образованиями, темные области представлены фазами железа. Средний размер гранул составляет примерно 1 мкм.

В работе были получены изменения электросопротивления от величины магнитного поля. Установлено, что для гранулированной пленки FePd величина маг-

Рис. 3. Изображение поверхности образца FePd после алюмотермии

нитосопротивления составляет AR/R ~7 % при намагниченности насыщения 750 Гс и комнатной температуре. Предполагается, что изменение магнитосопро-тивления обусловлено туннелированием электронов через прослойки диэлектрика Al2O3.

Библиографические ссылки

1. Мягков В. Г., Жигалов В. C., Быкова Л. Е. и др. Твердофазный синтез эпитаксиальных Llo-FePd(Oül) тонких пленок: структурные превращения и магнитная анизотропия, Письма в ЖЭТФ. 2010. Т. 91, В. 9, С. 399-403.

2. Семячков В. А., Жигалов В. С., Мягков В. Г. и др. Получение гранулированных пленок FePd методом алюмотермии // Решетневские чтения : сб. тез. конференции, 2012, Красноярск.

© Семячков В. А., Жигалов В. С., Мягков В. Г., Немцев И. В., 2013

УДК 623.273

Е. С. Соловьева Научный руководитель - А. С. Паршин Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск

СПЕКТРОСКОПИЯ ХАРАКТЕРИСТИЧЕСКИХ ПОТЕРЬ ЭНЕРГИИ ЭЛЕКТРОНОВ КРЕМНИЕВЫХ ПЛАСТИН В ПРОЦЕССЕ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ

Исследовались спектры, снятые с монокристаллического кремниевого образца, с помощью метода характеристических потерь энергии электронов. Установлено, что по мере очищения поверхности кремния от углерода, энергия потерь электронов при возбуждении поверхностных и объемных плазмонов в углероде уменьшается, поверхность постепенно очищается.

Широкое распространение для качественного и количественного анализа поверхности получили методы электронной спектроскопии, которые обладают высокой поверхностной чувствительностью и легко

реализуются на практике. Одним из методов электронной спектроскопии, который и в настоящее время широко используется и применяется в современной