Журнал нано- та електронної фізики (Journal of nano- and electronic physics)
Permanent URI for this collectionhttps://devessuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/197
Browse
11 results
Search Results
Item Effect of Magnetic Field on the Morphology and Structural Characteristics of Cobalt-based Thin Film Systems as Sensitive Sensor Elements(Sumy State University, 2023) Шпетний, Ігор Олександрович; Шпетный, Игорь Александрович; Shpetnyi, Ihor Oleksandrovych; Plecenik, T.; Шабельник, Юрій Михайлович; Шабельник, Юрий Михайлович; Shabelnyk, Yurii Mykhailovych; Шкурдода, Юрій Олексійович; Шкурдода, Юрий Алексеевич; Shkurdoda, Yurii Oleksiiovych; Швець, Уляна Станіславівна; Швец, Ульяна Станиславовна; Shvets, Uliana Stanislavivna; Наконечна, Ірина Ігорівна; Наконечная, Ирина Игоревна; Nakonechna, Iryna Ihorivna; Vorobiov, S.; Kravets, A.У роботі представлені результати досліджень впливу зовнішнього магнітного поля на морфологію поверхні трьох різних плівкових магнітних структур: одношарової плівки Со, гранульованого сплаву на основі Co і Ag та тришарової плівки Co/Gd/Co. Дослідження методом атомно-силової мікроскопії при кімнатній температурі показали суттєвий вплив магнітного поля на морфологію поверхні плівок та на структурні характеристики (середню арифметичну Ra, середню квадратичну шорсткість Rq, структурну ентропію S). При першому включенні магнітного поля (при H = 0.01 T) для всіх систем спостерігалося зменшення шорсткості поверхні (Ra, Rq), що зумовлено розпадом системи дефектів у плівкових зразках та переходом структури у новий стан. Причому найбільше зменшення шорсткості Ra на 19 % і Rq на 16% спостерігалось у гранульованих магнітних плівкових сплавах на основі Co-і Ag. Подальше збільшення магнітного поля практично не впливало на структурні характеристики, які залишалися сталими і після релаксації протягом 18 годин. У свою чергу, в одношарових плівках Со, при подальшому збільшенні величини магнітного поля H до 0.05 Т значення структурних характеристик (Ra, Rq, S) монотонно збільшувалось. Подальше збільшення напруженості магнітного поля до 0.1 Т майже не впливало на Ra, Rq, S. У тришаровій плівковій системі Co/Gd/Co подальше збільшення напруженості магнітного поля до 0.1 Т спричинило зростання параметрів шорсткості Ra та Rq за рахунок виникнення додаткових напружень у верхньому шарі Co. Такий ефект виникає за рахунок меншої коерцитивної сили нижнього шару Co, порівняно з верхнім шаром Co. В результаті цього нижній шар Co перемагнічується в менших магнітних полях порівняно з верхнім шаром, що додатково підвищує шорсткість поверхні плівкового зразка.Item Justification of the Giant Magnetoresistance Effect in Co/Cu/Co and Fe/Cr/Fe Magneto-Ordered Three-Layer Structures by Using the Fuchs Formula(Sumy State University, 2023) Shyshko, N.S.; Шабельник, Юрій Михайлович; Шабельник, Юрий Михайлович; Shabelnyk, Yurii Mykhailovych; Kolesnichenko, Yu.A.; Шкурдода, Юрій Олексійович; Шкурдода, Юрий Алексеевич; Shkurdoda, Yurii Oleksiiovych; Pronoza, A.О.; Чорноус, Анатолій Миколайович; Чорноус, Анатолий Николаевич; Chornous, Anatolii Mykolaiovych; Dekhtyaruk, L.V.З використанням двострумової моделі та теорії розмірних ефектів проведений якісний аналіз гігантського магніторезистивного ефекту в тришарових магнітовпорядкованих плівках (сандвічах). Показано, що в області малих товщин накривного магнітного шару в порівнянні з товщиною базового магнітного шару, магнітоопір провідника зростає, в той час як у протилежній області товщин спостерігається його зменшення, причому в зазначених інтервалах товщин ефект мізерно малий внаслідок наявності шунтуючого ефекту. У разі, коли товщина накривного магнітного шару металу по порядку величини сумірна зі сумарною товщиною базового магнітного шару та немагнітного прошарку величина магнітоопору досягає максимальної величини в силу відсутності шунтуючого ефекту. Показано, що незначна величина ефекту зумовлена шунтуванням опорів покривного та базового магнітних шарів. Якщо товщина покривного магнітного шару металу за порядком порівнянна із сумарною товщиною основного магнітного шару та немагнітного шару, значення магнітоопору досягає максимального значення за рахунок відсутності згаданого вище ефекту шунтування.Item Dimensional Effects in Magnetoresistive Properties in Three-Layer Films(Sumy State University, 2022) Шабельник, Юрій Михайлович; Шабельник, Юрий Михайлович; Shabelnyk, Yurii Mykhailovych; Saltykov, D.І.; Шумакова, Наталія Іванівна; Шумакова, Наталия Ивановна; Shumakova, Nataliia Ivanivna; Dekhtyaruk, L.V.; Шпетний, Ігор Олександрович; Шпетный, Игорь Александрович; Shpetnyi, Ihor Oleksandrovych; Овечкін, Денис Вячеславович; Овечкин, Денис Вячеславович; Ovechkin, Denys Viacheslavovych; Чорноус, Анатолій Миколайович; Чорноус, Анатолий Николаевич; Chornous, Anatolii Mykolaiovych; Шкурдода, Юрій Олексійович; Шкурдода, Юрий Алексеевич; Shkurdoda, Yurii OleksiiovychЕкспериментально і теоретично з використанням узагальнених формул Дієни [1, 2] досліджені розмірні ефекти в магніторезистивних властивостях тришарових магнітовпорядкованих плівках FeхСо1 – х/Сu/FeхСо1 – х отриманих методом пошарової конденсації металів з наступною термообробкою в інтервалі температур 300÷550 К. Показано, що у випадку, коли товщина покриваючого шару значно менша (більша) товщини базового шару числове значення магніторезистивного відношення δ мізерно мале внаслідок шунтуванням опору накривного шару опорами базового шару та немагнітного прошарку (шунтуванням опорів базового шару та немагнітного прошарку опором верхнього магнітного шару). Якщо ж товщини базового і покриваючого шарів однакова, то величина δ набуває максимального значення в силу відсутності ефекту шунтування. У разі збільшення товщини немагнітного прошарку за умови, що товщини базового та магнітного шарів металу не змінюються, магніторезистивне відношення монотонно зменшується зі збільшенням товщини спейсера.Item Peculiarity of Magnetoresistance of Composite Materials Based on Co and SiO(Sumy State University, 2021) Пазуха, Ірина Михайлівна; Пазуха, Ирина Михайловна; Pazukha, Iryna Mykhailivna; Щоткін, Владислав Володимирович; Щеткин, Владислав Владимирович; Shchotkin, Vladyslav Volodymyrovych; Пилипенко, Олександр Валерійович; Пилипенко, Александр Валериевич; Pylypenko, Oleksandr Valeriiovych; Микитин, Василь Зіновійович; Микитин, Василий Зиновьевич; Mykytyn, Vasyl Zinoviiovych; Шкурдода, Юрій Олексійович; Шкурдода, Юрий Алексеевич; Shkurdoda, Yurii OleksiiovychСерія тонкоплівкових композитних матеріалів на основі Co та SiO була отримана методом одночасного електронно-променевого осадження з двох незалежних джерел. Концентрація атомів Со у тонкоплівковому зразку змінювалася у межах від 35 до 90 aт. %. Композиційний та елементний аналіз зразків визначався за допомогою скануючого електронного мікроскопу (Tescan VEGA3) з енергорозсіюючим рентгенівським (EDX) детектором (Oxford Instruments). Загальна товщина композитних матеріалів контролювалася за допомогою системи із двох незалежних кварцових резонаторів та становила 30 та 60 нм. Дослідження магніторезистивних властивостей було проведено для зразків у свіжосконденсованому стані. Згідно з отриманими даними поріг перколяції для системи на основі Co та SiO знаходиться в інтервалі концентрацій сСо = 60-70 ат. %. Із отриманих за кімнатної температури польових залежностей магнітоопору (МО) слідує, що електричний опір плівок зменшується при внесенні їх у магнітне поле (негативний магнітоопір). Реалізація негативного МО свідчить про те, що домінуючий ефект, який спостерігається, зумовлений спін-залежним тунелюванням електронів між феромагнітними наногранулами. Встановлено, що для свіжосконденсованих композитів на основі Co та SiOx товщиною d = 30-70 нм та за концентрації сСо = 40-60 ат. % реалізується ізотропний МО величиною 1.5-2.5 %. Максимум на концентраційних залежностях МО зміщується в область менших концентрацій Со при збільшенні товщини зразків.Item Structure and Magnetoresistive Properties of Three-layer Films Сo(1 – x)Crx/Cu/Co(Sumy State University, 2021) Бездідько, Олександр Валерійович; Бездидько, Александр Валерьевич; Bezdidko, Oleksandr Valeriiovych; Непийко, Сергій Олексійович; Непийко, Сергей Алексеевич; Nepyiko, Serhii Oleksiiovych; Шкурдода, Юрій Олексійович; Шкурдода, Юрий Алексеевич; Shkurdoda, Yurii Oleksiiovych; Шабельник, Юрій Михайлович; Шабельник, Юрий Михайлович; Shabelnyk, Yurii MykhailovychВ роботі представлені експериментальні результати стосовно структурно-фазового стану, дифузійних процесів та магніторезистивних властивостей тришарових плівок Сo(1 – x)Crx/Cu/Co/підкладка (П) з концентрацією Cr у верхньому шарі до 30 ат. %. Показано, що фазовий склад як свіжосконденсованих так і термостабілізованих при температурі 700 К плівкових зразків з товщиною шарів (1÷30) нм відповідає α(Co), ГЦК (Cu) та α(Сo1 – xCrx). Дослідження дифузійних процесів показали, що у системах Сo(1 – x)Crx/Cu/Co/П в значній мірі зберігається індивідуальність шарів як в невідпаленому стані, так і після відпалювання при Твідп = 700 К з проникненням атомів Cr через прошарок Cu. Встановлено, що для свіжосконденсованих та відпалених за температур 400 та 550 К плівок Сo(1 – x)Crx/Cu/Co/П з сCr < 30 ат. % у верхньому шарі, dF = 20-30 нм та dN = 3-15 нм спостерігається нетиповий характер поведінки польових залежностей магнітоопору обумовлений різними значення коефіцієнтів спінової асиметрії феромагнітних шарів α.Item Structural-Phase State and Magnetotransport Properties of Thin Film Alloys Based on Permalloy and Copper(Sumy State University, 2021) Шпетний, Ігор Олександрович; Шпетный, Игорь Александрович; Shpetnyi, Ihor Oleksandrovych; Тищенко, Костянтин Володимирович; Тищенко, Константин Владимирович; Tyshchenko, Kostiantyn Volodymyrovych; Пак, Василь Якович; Пак, Василий Яковлевич; Pak, Vasyl Yakovych; Duzhyi, B.V.; Шкурдода, Юрій Олексійович; Шкурдода, Юрий Алексеевич; Shkurdoda, Yurii Oleksiiovych; Проценко, Іван Юхимович; Проценко, Иван Ефимович; Protsenko, Ivan YukhymovychУ роботі представлені результати досліджень впливу складу на структурно-фазовий стан та магніторезистивні властивості свіжосконденсованих та термооброблених при температурах Tв ≤ 900К зразків плівкових сплавів на основі Py та Cu. Зразки тонкоплівкових сплавів товщиною d = 25 нм в інтервалі складів 19 ≤ cCu ≤ 69 (де cCu – загальна концентрація Cu, ат.%) були отримані методом одночасного випаровування у вакуумі з двох незалежних випарників. Методом просвічуючої електронної мікроскопії було досліджено структурно-фазовий стан зразків плівкових сплавів при cCu = 19 ат.%, 34 aт.% та 61 ат.%. Структура тонких плівок як в свіжесконденсованому так і у відпаленому при Tв ≤ 900 K стані складаються з квазігранул пермалою, вбудованих у немагнітну матрицю Cu. Фазовий стан зразків при cCu = 19 ат.% та cCu = 3 4 ат.% у свіжосконденсованому стані та після термообробки при Tв = 600К відповідав ГЦК-NixFe(x ≈ 3) + ГЦК-Cu. Після термообробки при температурах 700 ≤ Tв ≤ 900 К фазовий стан зразків при cCu = 19 ат.% та cCu = 34 ат.% відповідав Ni3Fe + ГЦК-Cu. Для зразка плівкового сплаву при cCu = 61 ат.% у свіжесконденсованому стані та після термообробки при температурах 600 ≤ Tв ≤ 900 К фазовий стан відповідав ГЦК-NixFe (x ≈ 3) + ГЦК-Cu. Дослідження магніторезистивних властивостей плівкових зразків показали, що плівкові зразки у всьому інтервалі складів 19 ≤ cCu ≤ 69 aт.% характеризувалися ізотропним магнітоопором. Максимальне значення гігантського магнітоопору спостерігалося для зразка з cCu = 34 aт.% як у свіжосконденсованому стані так і після термообробки при температурах 600 ≤ Tв ≤ 900К. Термообробка зразків в інтервалі температур 600 ≤ Tв ≤ 900 К майже не вплинула на величину ГМО плівок при 19 ≤ cCu ≤ 51 aт.%.Item Electrical Conductivity and Magnetoresistive Properties of Film Alloys Based on Permalloy Fe0.5Ni0.5 and Copper(Sumy State University, 2020) Бездідько, Олександр Валерійович; Бездидько, Александр Валерьевич; Bezdidko, Oleksandr Valeriiovych; Шкурдода, Юрій Олексійович; Шкурдода, Юрий Алексеевич; Shkurdoda, Yurii Oleksiiovych; Шпетний, Ігор Олександрович; Шпетный, Игорь Александрович; Shpetnyi, Ihor OleksandrovychВ роботі представлені експериментальні результати стосовно магніторезистивних властивостей та електропровідності середньоентропійних сплавів на основі пермалою Fe0,5Ni0,5 та Cu з концентрацією міді від 5 до 50 %, отриманих методом одночасного осадження у вакуумі. Показано, що фазовий склад як свіжосконденсованих так і термостабілізованих при температурі 700 К плівкових сплавів товщиною d = 20-100 нм відповідає ГЦК фазі т.р. FeNi(Cu) з параметром решітки а = 0,360-0,361 нм. Після відпалювання зразків при температурі 700 К фіксується збільшення розміру кристалітів до 50 нм. Для всіх зразків фіксується анізотропний характер польових залежностей магнітоопору з амплітудним значенням 0,02-0,3 % в залежності від товщини та вмісту Cu. При збільшенні концентрації міді величина поздовжнього і поперечного магнітоопору зменшується. Відпалювання плівкових сплавів приводить до збільшення величини анізотропного магнітоопору в 1,5-3 рази. Зниження температури вимірювання до 120 К приводить до зростання величини магнітоопору у 1,3-1,5 рази. Для плівок з d = 20-30 нм та вмістом міді 5-30 % величина питомого опору складає (40-55)·10 – 7 Ом·м, а для плівок з d = 40-70 нм та вмістом міді 40-50 % – (10-20)·10 – 7 Ом·м. Відпалювання зразків при температурі 700 К призводить до незворотнього зменшення питомого опору в 1,5-2 рази залежно від товщини та вмісту Cu. Для всіх термостабілізованих зразків спостерігаються типові металічні температурні залежності питомого опору.Item Вплив умов термообробки на магніторезистивні властивості тришарових структур Fe0,2Co0,8/Cu/Fe0,2Co0,8(Сумський державний університет, 2018) Шкурдода, Юрій Олексійович; Шкурдода, Юрий Алексеевич; Shkurdoda, Yurii Oleksiiovych; Проценко, Іван Юхимович; Проценко, Иван Ефимович; Protsenko, Ivan Yukhymovych; Салтиков, Д.І.Проведено дослідження впливу умов термообробки на магніторезистивні властивості тришарових структур на основі сплаву Fe0,2Co0,8 (dF 10-30 нм) з прошарком міді (dN 5-10 нм). Показано, що ефект ГМО спостерігається при dN 5-10 нм, а його максимальне значення (до 2 %) фіксується при однакових товщинах магнітних шарів і dCu ≅ 5 нм. Встановлено, що при поетапному термомагнітному відпалюванні для всіх зразків спостерігається перехід від ГМО до АМО. При безпосередньому відпалюванні до 700 К зазначений перехід не фіксується. Отримано залежності величини амплітудного значення ГМО від товщини немагнітного прошарку та температури вимірювання.Item Структурно-фазовий стан та електропровідність плівкових структур на основі ОЦК фази сплаву Fe-Со та Cu(Сумський державний університет, 2018) Шкурдода, Юрій Олексійович; Шкурдода, Юрий Алексеевич; Shkurdoda, Yurii Oleksiiovych; Проценко, Іван Юхимович; Проценко, Иван Ефимович; Protsenko, Ivan Yukhymovych; Салтиков, Д.І.Проведено дослідження структури, фазового складу та електропровідності тонких плівок спла- вів FeхСо1 – х (х ≅ 0,2) та тришарових систем на їх основі з прошарком міді. Показано, що фазовий склад свіжосконденсованих плівок відповідає ОЦК– FeхСо1 – х + ГЩП-Со, а після відпалювання за 700 К фіксується лише ОЦК– FeхСо1 – х. У тришарових плівках FeхСо1 – х/Cu/FeхСо1 – х з dF = 20-40 нм та dN = 5-20 нм фазовий склад відповідає евтектиці ОЦК– FeхСо1 – х + ГЦК т.р. Cu (Fe або Co) незалежно від умов термообробки. На температурній залежності питомого опору виділено та обгрунтовано три характерні ділянки, на яких домінують різні механізми розсіювання електронів.Item Ефекти гігантського і анізотропного магнітоопору: демонстрація і вивчення в курсі фізики закладів вищої освіти(Сумський державний університет, 2018) Шкурдода, Юрій Олексійович; Шкурдода, Юрий Алексеевич; Shkurdoda, Yurii Oleksiiovych; Лобода, В.Б.; Довжик, М.Я.; Кравченко, В.О.; Хурсенко, С.М.Стаття присвячена розгляду методичних аспектів формування у студентів знань про ефекти гігантського (ГМО) і анізотропного (АМО) магнітоопору як базових фізичних ефектів, на основі яких ро зроблені високоефективні інформаційні та сенсорні прилади наноелектроніки і спінтроніки. Запропонована методика демонстрації магніторезистивного ефекту в плівкових зразках у CIP-геометрії при кімнатній температурі. Використання двох плівкових зразків (одношарова плівка Со і тришарова плівка Co/Cu/Co) однакових геометричних розмірів дає можливість одночасно продемонструвати типовий анізотропний (одношарова плівка) і гігантський (тришарова плівка) магнітоопір при кімнатній температурі з використанням простої лабораторної установки.