Журнал нано- та електронної фізики (Journal of nano- and electronic physics)
Permanent URI for this collectionhttps://devessuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/197
Browse
8 results
Search Results
Item Effect of Electron-Phonon Interaction on the Resistivity of Metal Films as Sensor Electronics Elements(Sumy State University, 2024) Однодворець, Лариса Валентинівна; Odnodvorets, Larysa Valentynivna; Проценко, Іван Юхимович; Protsenko, Ivan Yukhymovych; Шабельник, Юрій Михайлович; Shabelnyk, Yurii Mykhailovych; Мальована, Нiна Володимирiвна; Malovana, Nina Volodymyrivna; Нефедченко, Василь Федорович; Nefedchenko, Vasyl Fedorovych; Рилова, Анастасія Костянтинівна; Rylova, Anastasiia KostiantynivnaСучасні технології електроніки і сенсорної техніки дозволяють отримувати плівкові матеріали нанометрової товщини із унікальними властивостями, які не є типовими для масивного стану. Експериментально встановлено, що перехід від масивного до плівкового матеріалу призводить до змін його фізичних властивостей. Основні причини цього пов’язані: з різною структурою матеріалів; розмірними ефектами, які виникають у результаті обмеження середньої довжини вільного пробігу носіїв електричного струму зовнішніми поверхнями плівки або геометричними розмірами кристалітів; зміною частотних і енергетичних характеристик атомів кристалічної решітки під дією температурного фактору. На основі температурних залежностей питомого опору одношарових металевих плівок благородних металів (Pd, Pt і Ag) проаналізовані особливості високотемпературної електрон-фононної взаємодії. Нами установлено, що кутовий коефiцiєнт лiнiйної дiлянки температурних залежностей питомого опору одношарових плiвок зростає при зменшеннi їх товщини. При зменшенні товщини плівки середня енергія фонона збільшується, що призводить до підвищення ефективності електрон-фононного розсіювання і, як наслідок цього, – зростання питомого опору.Item Deformation and Magnetoresistive Properties of Low Entropy Functional Film Materials Based on Fe and Pd or Pt(Sumy State University, 2023) Однодворець, Лариса Валентинівна; Odnodvorets, Larysa Valentynivna; Шабельник, Юрій Михайлович; Shabelnyk, Yurii Mykhailovych; Шумакова, Наталія Іванівна; Shumakova, Nataliia Ivanivna; Пасько, Ольга Олександрівна; Pasko, Olha Oleksandrivna; Толстіков, Дмитро Ігорович; Tolstikov, Dmytro Ihorovych; Nazarenko, D.S.У статті наведені результати досліджень магніторезистивних властивостей низькоентропійних нанорозмірних плівкових матеріалів на основі Fe та Pd або Pt. Зразки формувалися методом пошарової конденсації з наступною термооброкою, що дозволило отримати системи з атомним упорядкуванням, в яких реалізуються ефекти анізотропного (АМР) і гігантського (ГМО) магнітоопору. Дослідження проводилися в трьох геометріях вимірювання. Товщину окремих шарів плівкових матеріалів підбирали таким чином, щоб відповідно до діаграм стану Fe-Pd та Fe-Pt для масивних зразків в плівкових системах стабілізувались стійкі в широкому інтервалі температур фази FePd або FePt і FePd3 або FePt3, що підтверджено електронографічними дослідженнями. У таких сплавах спостерігалися аномально малі (від 1,9 до 2,2 одиниць) значення коефіцієнта тензочутливості при деформації до 2 % та ознаки ГМО з малою амплітудою від 0,1 до 0,4 %. Установлено, що плівкові сплави на основі Fe і Pd або Pt можуть бути використані як чутливі елементи гнучких датчиків магнітного поля з широким робочим діапазоном температур.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 Concentration Dependence of Thermodynamic and Dynamic Parameters of High-Entropy Alloys(Sumy State University, 2022) Проценко, Іван Юхимович; Проценко, Иван Ефимович; Protsenko, Ivan Yukhymovych; Однодворець, Лариса Валентинівна; Однодворец, Лариса Валентиновна; Odnodvorets, Larysa Valentynivna; Шумакова, Наталія Іванівна; Шумакова, Наталия Ивановна; Shumakova, Nataliia Ivanivna; Клочок, Владислав Сергійович; Клочок, Владислав Сергеевич; Klochok, Vladyslav Serhiiovych; Шабельник, Юрій Михайлович; Шабельник, Юрий Михайлович; Shabelnyk, Yurii Mykhailovych; Хижня, Ярослава Володимирівна; Хижня, Ярослава Владимировна; Khyzhnia, Yaroslava VolodymyrivnaУ рамках концепції адитивності фізичних величин високоентропійних сплавів проаналізовані концентраційні залежності температури плавлення ss.. Ts , температури Дебая ss.. ΘD і параметра решітки as.s. для масивних високоентропійних сплавів на основі Fe, Ni, Co, Cu та Al. Розглянуті 4-и та 5-ти компонентні сплави у вигляді твердих розчинів однофазного складу. Установлено, що ss.. Ts може змінюватися у межах 150 К, тобто ss.. Ts не дуже чутлива до зміні концентрації окремих атомів. Ще у меншій мірі чутлива до концентрації ss.. ΘD , оскільки максимальна величина ss. . ∆ΘD ≅80 К. Зміна параметрів решітки відбувається відповідно до правила Вегарда.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 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 Correlation Between the Entropy Degree and Properties of Multi-component (High-entropy) Film Materials(Sumy State University, 2020) Однодворець, Лариса Валентинівна; Однодворец, Лариса Валентиновна; Odnodvorets, Larysa Valentynivna; Проценко, Іван Юхимович; Проценко, Иван Ефимович; Protsenko, Ivan Yukhymovych; Шабельник, Юрій Михайлович; Шабельник, Юрий Михайлович; Shabelnyk, Yurii Mykhailovych; Шумакова, Наталія Іванівна; Шумакова, Наталия Ивановна; Shumakova, Nataliia IvanivnaA correlation between the degree of entropy and the electrophysical and magnetoresistive properties of film materials with different architecture in the paper establishes. It is established that the gradual decrease in thermal coefficient of resistance (TCR) during the transition from low-entropy (LEA) to high-entropy (HEA) alloys is explained by the fact that the resistivity in the direction of LEA → HEA increases as a result of the decrease of the atoms mobility during the formation of basic phase and solid phase. It is shown that the temperature sensitivity of the resistance almost does not change depending on the entropy degree. The magnetic field dependences in all three measurement geometries differs only in amplitude and has all the GMR characteristics. It is concluded that the elements of granular state are realized in HEA films. At the same time, anisotropic magnetoresistance is observed for all cases of film material architecture under certain conditions which is caused not by spin-dependent electron scattering but by spin-orbital electron interaction, that is, the architecture of the samples does not play a prominent role.