Процеси фазоутворення, електрофізичні та гальваномагнітні властивості багатошарових плівкових систем Pd/Fe

Abstract

У дисертаційній роботі представлені результати комплексних досліджень процесів фазоутворення, електрофізичних (термічний коефіцієнт опору і коефіцієнт тензочутливості) і гальваномагнітних (магнітоопір, ефект Холла) властивостей багатошарових і мультишарових зразків на основі Pd і Fe, отриманих методом пошарової конденсації з наступною термообробкою. Дослідження фазового складу плівкових систем на основі Pd і Fe дозволили визначити умови формування неупорядкованої ГЦК-PdFe і упорядкованої ГЦТ-PdFe фаз. Внаслідок термообробки мультишарів до 780 К величина термічного коефіцієнту опору і магнітоопору збільшується, що можна пояснити процесами атомного і магнітного упорядкування. Уперше на прикладі одношарових плівок Pd і Fe як компонент мультишарів проведена апробація теоретичної моделі Тельє і Тоссе для поздовжнього магнітоопору, яка враховує поверхневе і зерномежове розсіювання електронів. Встановлена залежність величини сталої Холла від загальної товщини системи (кількості фрагментів в мультишарі), товщини шару Pd та інтервалу термообробки. Унаслідок розмиття структурних і недосконалих магнітних інтерфейсів отримана лише якісна кореляція між експериментальними і розрахованими на основі співвідношення для паралельного з’єднання двошарових фрагментів результатами. При цитуванні документа, використовуйте посилання http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/26550

В диссертационной работе представлены результаты комплексных исследований процессов фазообразования, электрофизических (термический коэффициент сопротивления, коэффициент тензочувствительности) и гальваномагнитных (магнитосопротивление, эффект Холла) свойств многослойных пленочных систем и мультислоев на основе Pd и Fe, полу-ченных методом послойной конденсации с последующей термообработкой. Исследование фазового состава пленочных систем Pd/Fe с различной толщиной слоев в процессе термообработки до Т = 780 К (мультислои) и 850 К (двухслойные образцы) позволили определить условия формирования (степень вакуума, толщина фрагментов и отдельных слоев, температура отжига и др.) неупорядоченной ГЦК-PdFe и упорядоченной ГЦТ-PdFe фаз. Исследования электрофизических свойств пленочных образцов Pd/Fe показали, что при изменении общей толщины пленочной системы от 5 до 80 нм величина термического коэффициента сопротивления составляет (3,8 – 7,5)·10-4 К-1 (двухслойные системы) и (1,8 – 3,0)·10-3 К-1 (мультислои). Данное отличие объясняется формированием неупорядоченной ГЦК-PdFe фазы на основе твердого раствора во время осаждения пленок за счет конденсационно-стимулированной диффузии. Апробация теоретической модели для пленочного сплава подтвердила данные результаты. По результатам исследования гальваномагнитных свойств показано, что варьирование количества фрагментов в многослойных системах от 3 до 10 приводит к увеличению магнитосопротивления на 0,05 – 0,19%, что обусловлено дополнительным рассеянием электронов на магнитных интерфейсах, которые представляют собою монослои атомов Pd и Fe с различными магнитными моментами; при отжиге до 780 К величина магнитосопротивления увеличивается на 0,02 – 0,16%, что объясняется атомным и магнитным упорядочением в следствии фазового перехода ГЦК-PdFe→ГЦТ-PdFe. Впервые на примере однослойных пленок Pd и Fe как компонент мультислоев проведена апробация теоретической модели Телье и Тоссе для продольного магнитосопротивления, которая учитывает поверхностное и зернограничное рассеяние электронов; получено удовлетворительное согласование с экспериментальными данными. Установлено, что значение постоянной Холла для мультислоев Pd/Fe уменьшается при повышении общей толщины мультислоя (количества фрагментов), толщины слоя Pd и интервала отжига пленочных образцов. В связи с размытием структурных и несовершенства магнитных интерфейсов получена лишь качественная корреляция экспериментальных и расчетных на основе соотношения для параллельного соединения двухслойных фрагментов результатов. При цитировании документа, используйте ссылку http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/26550

The thesis is preseted to the results of complex investigate of phase formation, electrophysical (thermal coefficient of resistance and strain coefficient) and galvanomagnetic (magnetoresistance, Hall coefficient) properties of multilayers based on Pd and Fe, obtained by layered condensation followed by thermal annealing. Investigation of phase composition of thin film systems based on Pd and Fe established conditions for the conditions of formation disordered fcc-PdFe and ordered fct-PdFe phases. As a result of annealing to 780 K multilayers value of thermal coefficient of resistance and magnetoresistance increases, which can be explained by processes of atomic and magnetic ordering. The first example of single-layer films of Pd and Fe as a component multilayers, it was made by approbation the theoretical model of Tellier and Tosser for longitudinal magneto-resistance, which takes into account surface and grain-boundary scattering. The dependence of the Hall coefficient with total thickness of the system (number of fragments in multilayer), Pd layer thickness and interval annealing. Due to the smearing of the structural and magnetic interfaces imperfections obtained only a qualitative correlation between the experimental and calculated on the basis of the ratio for the parallel connection of two-layer fragments of the results. When you are citing the document, use the following link http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/26550