Физика металлов и металловедение

Исследованы магнитные свойства многослойных пленок Fe20Ni80, обладающих магнитной анизотропией, наведенной в плоскости образцов методом наклонного напыления. Процесс напыления обеспечивал ортогональную ориентацию осей магнитной анизотропии соседних слоев. В двухслойных пленках верхний слой FeNi определял формирование результирующей магнитной анизотропии образца. При увеличении количества слоев до четырех ось результирующей анизотропии оказалась ориентированной под углом 45◦ к осям анизотропии индивидуальных слоев. Обнаружено немонотонное изменение магнитного состояния многослойной пленочной структуры [FeNi/Cr]×4 при увеличении толщины прослойки Cr.

Рассматривается параметрический авторезонанс спиновых волн в ферромагнетиках с анизотропией типа “легкая ось”, когда постоянное магнитное поле и переменное поле накачки ориентированы вдоль оси анизотропии. Найдены пороговые значения амплитуды накачки, необходимые для развития процесса авторезонанса. Показано, что авторезонансное возмущение в конечной стадии преобразует однородные спиновые колебания в бегущую спиновую волну. В промежуточной стадии процесса трансформации, вблизи резонансной области, образуются устойчивые сильно-нелинейные структуры типа “темных” солитонов. Обсуждается влияние диссипации на процесс авторезонанса.

В работе рассматривается новый подход к моделированию магнитного поведения сплава Гейслера. Распределение намагниченности в образце находится из решения уравнения, определяющего результирующее направление вектора намагниченности. Это уравнение вытекает из уравнения Ландау–Лифшица–Гильберта, описывающего всю историю процесса. Поле размагничивания определяется через скалярный магнитный потенциал, используя уравнения магнитостатики. Этим уравнениям поставлены в соответствие вариационные уравнения, что во многих случаях позволяет снизить требования к гладкости искомого решения и очень удобно для численной реализации задачи. Предложен итерационный алгоритм последовательного уточнения намагниченности и потенциала. Проведено численное моделирование установившегося распределения намагниченности внутри двумерного образца, а также поля размагничивания как в объеме этого образца, так и в окружающем его пространстве при различных значениях внешнего магнитного поля.

Исследовано влияние толщин ферро- и антиферромагнитных слоев на магнитные свойства синтезированной структуры Pt/Co/FeMn/Pt на кремниевой подложке SiO2. Для экспериментального и теоретического исследования использовали петли магнитного гистерезиса, угловые зависимости спектров ферромагнитного резонанса и выражение для резонансного поля, полученное в ходе решения уравнения Ландау–Лифшица для динамики намагниченности. Установлены величины коэрцитивного поля, а также полей однонаправленной и одноосной анизотропии при толщинах антиферромагнитного слоя 5, 10, 15 нм и ферромагнитного слоя 5, 10 нм. Обнаружено подавление одноосной анизотропии и коэрцитивного поля в ферромагнитном слое с увеличением однонаправленной анизотропии в структурах Pt/Co/FeMn/Pt, что связано с усилением обменного взаимодействия между слоями АФМ и ФМ. Полученные результаты подчеркивают потенциал использования АФМ/ФМ-гетероструктур в устройствах спинтроники.

В данной работе, используя точное решение для модели Изинга на декорированной квадратной решетке с произвольным числом декорирующих спинов, обнаружена возможность описания явления магнитной реентерабельности. Показано, что магнитная реентерабельность возникает в режиме конкурирующих обменных взаимодействий в таких спиновых системах. Также обнаружено, что в изучаемой системе возможны только один, три или пять магнитных фазовых переходов.

Несмотря на постоянно расширяющий объем экспериментальных данных по ультрамелкозернистым материалам, полученным интенсивной пластической деформацией, протекание структурообразующих конкурирующих процессов (упрочнение/релаксация) все еще нуждается в теоретическом объяснении. По результатам анализа данных твердости технически чистой меди, подвергнутой сдвигу под давлением в наковальнях Бриджмена, установлена стадийность упрочнения. С целью учета стохастической природы проявления релаксационных процессов при деформации для анализа данных о твердости материала предложена модель, которая основывается на трех постулатах: (а) отклик структуры на измерение твердости, характерный для ее микро-/наноструктурного состояния, включающий возможное протекание процесса релаксации, учитывается как случайный фактор; (б) каждому структурному состоянию можно поставить в соответствие его уникальный набор откликов на измерение твердости; (в) возможна суперпозиция структурных состояний. Показано, что каждому отклику структуры на измерение твердости можно поставить в соответствие конкретное структурное состояние. В то время как эволюция твердости от приложенной деформации отражает последовательную смену комбинаций трех структурных состояний (ячеистая структура, микрокристаллическая без значительного влияния динамической рекристаллизации, и сформированная динамической рекристаллизацией), которые и определяют стадии деформационного упрочнения.

Предложен и реализован новый подход к легированию оксида индия–галлия–цинка (IGZO) сурьмой. Материалы получены путем разложения нитратно-тартратного комплекса с использованием винной кислоты в качестве комплексообразователя. Фазовый состав и морфология легированных материалов исследованы методами рентгеновской дифрактометрии, сканирующей электронной микроскопии, энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии и просвечивающей электронной микроскопии. Определены физические параметры легированных оксидов, такие как ширина запрещенной зоны (по данным УФ-спектрофотометрии) и удельное электрическое сопротивление.