Магнитооптические свойства наногранулированных пленок Co-(Ti-O) Текст научной статьи по специальности «Нанотехнологии»

Рис. 2. Зависимость угла удельного фарадеевского вращения поликристаллических пленок феррита

Со07ре2,зО4

Зависимость удельного фарадеевского вращения для неотожженной и отожженной при 200 оС пленок особых различий не имеют. Спектр пленки, синтезированной при температуре подложки 200 оС, имеет явные отличия от других образцов: наблюдается существенное увеличение абсолютного значения угла фарадеевского вращения во всей области длин волн. Длинам волн, равным 630 нм и 800 нм, соответствуют значения двойного удельного фарадеевского вращения равные, 2о и 4,5о.

Библиографический список

1. One-dimensional magnetophotonic crystals / Mitsuteru Lnoue et al. // Journal of Applied Physics. 1999. Vol. 85. № 8. P. 5748-5750.

K. P. Polyakova, V. A. Seredkin, V. V. Polyakov L. V. Kirensky Institute of Physics, Russian Аcademy of Science, Siberian Branch, Russia, Krasnoyarsk

A. S. Ivanov

Siberian State Aerospace University named after academician M. F. Reshetnev, Russia, Krasnoyarsk

SYNTHESIS AND MAGNETOOPTICAL CHARACTERISTICS OF POLYCRYSTAL FILM OF THE FERRITE ^^^

The results of investigation of the magnetic and magnetooptical parameters of polycrystal films of the ferrite Со0¡7Fe2¡3O4 depending on temperature of the synthesis and further crystallizational anneal are presented.

© Полякова К. П., Иванов А. С., Середкин В. А., Поляков В. В., 2009

УДК 548:537.611.44

К. П. Полякова, В. В. Поляков, В. А. Середкин, Г. В. Бондаренко Институт физики имени Л. В. Киренского Сибирского отделения Российской академии наук, Россия, Красноярск

А. И. Табакаев

Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Россия, Красноярск

МАГНИТООПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА НАНОГРАНУЛИРОВАННЫХ ПЛЕНОК Co-(Ti-O)*

Представлены результаты исследования магнитооптических свойств наногранулированных пленок Co-(Ti-O), синтезированных в условиях твердофазной реакции с обменом кислородом в слоистой структуре CoO/Ti. Показана зависимость магнитооптических спектров полученных пленок от концентрации магнитной фазы

Наногранулированные пленки, состоящие из ферромагнитных гранул, находящихся в диэлектрической матрице, вызывают повышенный интерес исследователей благодаря необычным свойствам. Большинство исследований посвящено гранулированным пленкам в диэлектричеких

матрицах Б102 и А1203. Теоретические расчеты показывают, что магнитооптические спектры в неоднородных системах, в сравнении со сплошными пленками, зависят от коэффициента заполнения магнитной фракцией (или относительного объема) и типа диэлектрической матрицы [1].

Работа выполнена при частичной финансовой поддержке РФФИ (гранты № 07-03-00190а, 08-02-00397-а).

Наноматериалы и нанотехнологии в аэрокосмической отрасли

В связи с этим представляют интерес магнитооптические свойства гранулированных пленок в матрице ТЮ2 с диэлектрической константой, превышающей соответствующие значения БЮ2 и АЬОз.

Наногранулированные пленки Со-(ТьО) были синтезированы способом, описанным в работе [2]. Подложками служили пластины покровного стекла. В работе представлены результаты исследования наногранулированных пленок с объемной долей магнитной фазы X = 0,2...0,52. Кривые пере-магничивания пленок Со-ТьО, полученные магнитооптическим методом (полярный эффект Керра) в магнитном поле до 14 кЭ, показали, что для составов с объемной концентрацией магнитной фазы 0,3...0,52 они носят ферромагнитный характер, а для концентрации 0,21 не имеют гистерезиса, что указывает на суперпарамагнитное состояние [2].

Магнитооптические спектры наногранулиро-ванных пленок с различной концентрацией магнитной фазы (Со) были исследованы в области видимого света в магнитном поле до 14 кЭ. Показано, что спектральные зависимости угла керров-ского вращения носят немонотонный характер. Для пленки с X = 0,52 кривая имеет резонансный вид со значительным увеличением угла керров-ского вращения в области длин волн 500...700 нм. Следует отметить, что наблюдаемые особенности в спектре эффекта Керра полученных нанограну-лированных пленок характерны для неоднородных сред «металл-диэлектрик» [3-6].

Зависимость абсолютного максимального значения угла керровского вращения от объемной концентрации, а также абсолютных значений угла на длинах волн 630 и 700 нм показана на рисунке.

Концентрационные зависимости имеют две области возрастания угла вращения при увеличении концентрации, одна из которых находится в доперколяционной области, а другая вблизи порога перколяции. Первый максимум наблюдался в работе [5] и связан, по мнению авторов, с эффектами интерференции. Вторая область объясняется, скорее всего, процессом перколяции

[5; 6].

Исследование спектров фарадеевского вращения полученных пленок показало, что эти спектры так же, как и спектры керровского вращения представляют собой немонотонную зави-

симость. Для пленок с объемной долей магнитной фазы Х = 0,46 величина удельного фарадеевского вращения на длине волны 630 нм составляет 12 град/мкм.

1,4 -|

1,2 -1 -

! 0,8 -

СМ

0,40,200,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 x, отн ед.

Зависимость угла керровского вращения

от объемной концентрации магнитной фазы:

1 - максимального угла; 2 - на длине волны 700 нм;

3 - на длине волны 630 нм

Установлено, что на кривой зависимости значений угла удельного фарадеевского вращения от содержания магнитной фазы на длине волны 630 нм наблюдаются два максимума: первый соответствует X = 0,3, второй - X = 0,52, т. е. наблюдается корреляция концентрационных зависимостей керровского и фарадеевского вращения.

Библиографический список

1. Abe, M. / M. Abe, M. Gomi // J. Jpn. Appl. Phys. 1984. Vol. 23. P. 1580.

2. Miagkov, V. G. / V. G. Miagkov, K. P. Polyakova, V. V. Polyakov // MMM. 2003. Vol. 258, 259. P. 358.

3. Жигалов, В. С. / В. С. Жигалов, Р. Д. Иван-цов, И. С. Эдельман и др. // ФТТ. 2005. T. 47. C. 91.

4. Дынник, Ю. А. / Ю. А. Дынник, И. С. Эдельман, Т. П. Морозова и др. // Письма в ЖЭТФ. 1997. T. 65. C. 531.

5. Калашникова, А. М. / А. М. Калашников, В. В. Павлов, Р. В. Писарев и др. // ФТТ. 2004. T. 46. C. 2092.

6. Jiang, Z. S. / Z. S. Jiang et al. // J. Appl. Phys. 1995. Vol. 78. P. 439.

K. P. Polyakova, V. V. Polyakov, V. A. Seredkin, G. V. Bondarenko L. V. Kirensky Institute of Physics, Russian Аcademy of Science, Siberian Branch, Russia, Krasnoyarsk

A. I. Tabakaev

Siberian State Aerospace University named after academician M. F. Reshetnev, Russia, Krasnoyarsk MAGNETOOPTICAL PROPERTIES OF NANOGRANULAR Co-(Ti-O) FILMS

In this work the research results of the magnetooptical properties of nanogranular are presented. The films were prepared in conditions of the solid-state reactions in the layer structure CoO/Ti. The co-relation between the magnetooptical spectra of the obtained films and concentration of the magnetic phase (Co) was shown.

© Полякова К. П., Поляков В. В., Середкин В. А., Табакаев А. И., Бондаренко Г. В., 2009

УДК 629.78:62-982

О. П. Пчеляков, Л. В. Соколов Институт физики полупроводников имени А. В. Ржанова Сибирского отделения Российской академии наук, Россия, Новосибирск

Л. Л. Зворыкин

Московский физико-технический институт, Россия, Долгопрудный

Л. В. Мишина, А. Н. Крылов ОАО «Ракетно-космическая корпорация „Энергия"», Россия, Королев

ПЕРСПЕКТИВЫ РЕАЛИЗАЦИИ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ НАНОТЕХНОЛОГИЙ В УСЛОВИЯХ ОРБИТАЛЬНОГО ПОЛЕТА

Представлены некоторые научно-технические аспекты развития космической вакуумной технологии получения полупроводниковых многослойных наногетероструктур. Показано, что метод молекулярно-лучевой эпитаксии при реализации в сверхглубоком космическом вакууме имеет явные преимущества по сравнению с земными аналогами.

Развитие современной вакуумной техники связано с непрерывной и тяжелой борьбой за сверхвысокий и чистый вакуум в тесных и жестких рамках наземных условий. Стоимость современных наземных установок для получения и использования сверхвысокого вакуума достигает десятков и сотен миллионов долларов. Эксплуатация таких систем обходится тем дороже, чем более глубоким является получаемый в них вакуум и чем больше расходуется для его получения энергии, а также жидкого азота и гелия.

Синтез тонкопленочных структур типа А3В5, А4В4 и А2В6 методом молекулярно-лучевой эпи-таксии для создания приборов микро- и наноэлек-троники нового поколения требует обеспечения в технологической зоне стабильных уровней вакуума порядка 10-14...10-12 мм рт. ст., недостижимых в наземных условиях. Поэтому представляется необходимым использовать возможности космической вакуумной технологии как альтернативы наземной в условиях полета орбитальных пилотируемых комплексов (Н = 250.400 км).

В работе представлен состав и основные технические характеристики бортовой установки мо-лекулярно-лучевой эпитаксии, разработанной в ИФП СО РАН и предназначенной для функционирования в условиях орбитального полета.

Для отработки систем и узлов этой установки, а также для дальнейшего ее промышленного применения рассмотрена возможность использования технологической области сверхвысокого вакуума, образующейся в ближнем аэродинамическом следе за поперечно обтекаемым защитным экраном (ЗЭ) на высотах полета орбитальных пилотируемых полетов. В основном эта область формируется в результате суперпозиции двух эффектов: экранирования набегающего потока газов верхней атмосферы и собственного газовыделения материалов поверхности ЗЭ в область этого следа.

Приведены методика и результаты расчетов параметров течения газов верхней атмосферы в ближнем аэродинамическом следе за ЗЭ на высотах полета Н = 250.400 км и потоков собственного газовыделения с поверхности ЗЭ в область