CC BY
18Решетневскце чтения
O. P. Pchelyakov, A. K. Gutakovsky, A. V. Latyshev, V. M. Vladimirov, N. A. Pachanov, V. V. Preobrazhensky, M. A. Putyato, B. R. Semyagin Rzhanov Institute of Semiconductor Physics, SB RAS, Russia, Novosibirsk
A. S. Parshin
Siberian State Aerospace University named after academician M. F. Reshetnev, Russia, Krasnoyarsk
DEVELOPMENT OF SEMICONDUCTOR SPACE NANOTECHNOLOGIES TO OBTAIN HIGH EFFICIENCY SOLAR BATTERIES
Creation of high efficiency devices of micro-, nano- and photoelectronics based on semiconductor heteronanostructures consisting of III-V compounds, grown on cheap and permanent Si underlayers, is one of key assignments of modern semiconductor material engineering. The problem solution is dramatically important to develop high efficiency PV.
© Пчеляков О. П., Гутаковский А. К., Латышев А. В., Владимиров В. М., Паршин А. С., Паханов Н. А., Преображенский В. В., Путято М. А., Семягин Б. Р., 2012
УДК 583.975 + 621.318.1
В. А. Семячков, В. С. Жигалов, В. Г. Мягков Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М.Ф. Решетнева, Россия, Красноярск
Г. Н. Бондаренко, И. В. Немцев Институт физики имени Л. В. Киренского Сибирского отделения Российской академии наук, Россия, Красноярск
ПОЛУЧЕНИЕ ГРАНУЛИРОВАННЫХ ПЛЕНОК FePd-МЕТОДОМ АЛЮМОТЕРМИИ
Представлен способ получения гранулированных пленок FePd. Показаны фазовые превращения и магнитные свойства слоистых структур FePd при окислении и восстановлении алюминием. В результате реакции в системе формируются три фазы: FePd3(001), FePd3(200), a-Al2O3. Начальная температура инициирования твердофазного синтеза при восстановлении оксида железа составляет 400 °С. Исследования магнитных свойств фаз показали, что в образце с увеличением температуры отжига возрастает намагниченность насыщения. Получено изображение поверхности пленки с помощью электронного микроскопа. Результаты работы имеют как научное, так и прикладное значение.
Гранулированные тонкие пленки являются особым классом пленочных образцов со специфическими свойствами. Управляя размерами структурных образований, изменяя материалы матрицы и межзеренные расстояния между гранулами можно в широких пределах варьировать свойства пленок. Окисление и последующее восстановление алюминием пленок L1o-FePd позволяет получать гранулированные тонкие пленки со значительно отличающимися структурными, магнитными, электрическими свойствами. В данной работе эти свойства исследуются в связи с их возможностью применения для высокоплотной магнитной записи.
В качестве исходных образцов была изготовлена серия пленок Fe/Pd методом электронной бомбардировки тигельных испарителей с кольцевым катодом на подложках из монокристаллического М^О с атомным соотношением железа и палладия 1 : 1. Образцы изготавливались в вакууме 10-6 торр на установке напыления УВН-2М-1. Исходные образцы подверга-
лись термическому отжигу при Т = 550 °С. После отжига из слоистой структуры Fe/Pd формировалась высокоанизотропная фаза L10-FePd с тетрагональной решеткой. Рентгеновский спектр имеет сверхструктурный рефлекс, а также рефлексы от различных ори-ентаций поверхностей FePd(001), FePd(200), FePd(002) [1].
Синтезированные пленки окислялись на воздухе до полного исчезновения намагниченности, затем был нанесен слой А1 с толщиной 40 нм, что соответствовало эквивалентному атомному соотношению с железом. Полученные структуры подвергались последовательному термическому отжигу в диапазоне от 300 до 700 оС с шагом в 50° и выдержкой при каждой температуре в течение 30 мин. После каждого отжига проводились рентгеновские и магнитные измерения, были получены изображения поверхности образца с помощью электронного микроскопа.
Окисление на воздухе полученного образца L10-FePd и последующее напыление А1 приводит к
Наноматериалы и нанотехпологии в аэрокосмической отрасли
изменениям в структуре, которые выражаются в появлении немагнитной и анизотропной фазы гематита a-Fe2O3 (113) и рефлексов от алюминия и свободного палладия (рис. 1, а).
При увеличении температуры до 300 оС образец остается немагнитным и твердофазные реакции в пленке не происходят. Намагниченность насыщения начинает плавно возрастать, начиная с Т > 300 °С, и достигает 750 Гс при Т = 650 °С. Максимальная коэрцитивная сила пленки наблюдается при T = 400 °С и составляет 160 Э, затем резко уменьшается с увеличением температуры до 65 Э. С помощью четырехзон-дового метода было получено значение электросопротивления образца R = 20 Ом.
Термический отжиг при Т = 600 °С данной структуры способствует образованию фаз FePd3(001)
и БеРёз (200), а-Л12Оз (113), отличных от исходных Ь^-БеРё (рис. 1, б).
Изображение поверхности образца БеРё после алюмотермии, полученное с помощью электронного микроскопа, показано на рис. 2. Видно, что полученная структура является гранулированной пленкой, при этом фазы оксида алюминия на изображении выглядят светлыми образованиями, темные области представлены фазами железа. Средний размер гранул сопоставим с 1 микрометром.
Библиографическая ссылка
1. Твердофазные реакции в пленочных двуслойных структурах переходных металлов / В. А. Семяч-ков [и др.] // Вестник СибГАУ, 2012. Вып. 1.
Рис. 1. Рентгенограммы образца БеРё после окисления и напыления А1 (а) и отжига полученной структуры (б)
Рис. 2. Изображение поверхности образца FePd после алюмотермии
V. A. Semiachkov, V. S. Zhigalov, V. G. Myagkov Siberian State Aerospace University named after academician M. F. Reshetnev, Russia, Krasnoyarsk
G. N. Bondarenko, I. V. Nemtsev Kirensky Institute of Physics, SB RAS, Russia, Krasnoyarsk
PRODUCTION OF FePd GRANULATED FILMS BY ALUMINOTHERMY
In this investigation production of FePd granulated film are shown. It is shown phase transformation and magnetic properties of schistose structures FePd after oxidation and recovery by aluminium. FePd3(001), FePd3(200), a-Al2O3 are formed in film. The initiation reference temperature of solid phase synthesis after restoration iron oxide is 400 0С. Examinations of magnetic properties of phases have shown that increasing annealing temperature affect saturation magnetization are increased. Image of film surface are received by electronic microscope. The obtained results have scientific and applied value.
© Семячков В. А., Жигалов В. С., Мягков В. Г., Бондаренко Г. Н., Немцев И. В., 2012
