CC BY
10Решетневские Чтения
УДК 539.23 + 541.182.024 + 537.611.46
Г. С. Патрин, К. П. Полякова, Д. А. Великанов, А. А. Клабуков Институт физики имени Л. В. Киренского Сибирского отделения Российской академии наук, Россия, Красноярск
Т. Н. Патрушева, И. В. Башков Сибирский федеральный университет, Россия, Красноярск
А. В. Шиверский Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Россия, Красноярск
ЗАВИСИМОСТЬ МАГНИТНЫХ СВОЙСТВ ПОЛИКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ ПЛЕНОК МАНГАНИТОВ Ьао^ГоэМпОз И РгоуСаозМпОз ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ СИНТЕЗА*
Представлены результаты экспериментальных исследований магнитных свойств пленок манганитов, полученных экстракционно-пиролитическим методом. Показано, что на магнитные характеристики существенно влияют условия отжига. Установлено существование термомагнитных эффектов в зависимости от температуры отжига и величины внешнего магнитного поля.
Благодаря эффекту колоссального магнитосо-противления (КМС) манганиты со структурой пе-ровскита в настоящее время являются предметом многочисленных исследований [1]. Свойства таких соединений в значительной мере зависят не только от состава и внешних условий, а также от размерности системы [2]. По современным представлениям эффект КМС связывается с явлением электронного фазового расслоения [1; 3]. Это явление обусловлено весьма тонким энергетическим балансом от конкурирующих вкладов, главным образом, решеточного и магнитного происхождения. Перевод системы в гранулированное или квазидвумерное состояние может существенно изменять энергетическую структуру вещества, а это открывает дополнительные возможности для предания новых свойств.
В ходе работы были синтезированы поликристаллические пленки манганитов La0JSr0)3MnO3 и Pr0)7Ca0)3MnO3 экстракционно-пиролитическим методом с целью исследования их магнитных свойств. Суть этого метода заключается в экстракции компонентов из водных растворов, смешении их в требуемом соотношении, нанесении раствора на подложку и последующем пиролизе. Нанесение пленки на подложку из кварцевого стекла осуществлялось методом центрифугирования со скоростью вращения 3 000 об/мин. Для получения пленок манганита был использован раствор с концентрацией 2 %. После нанесения смачивающей пленки производили подсушивание пленки над нагревателем при температуре 390...410 ^ Затем пленки помещались в вертикальную печь. После пиролиза при температуре 770 K в течение 5...10 мин подложка с пленкой охлаждалась вне печи в течение 2 мин, и далее
наносился следующий слой. В процессе пиролиза образовывался аморфный или мелкокристаллический слой. Всего было нанесено 10 слоев. Далее проводился отжиг на воздухе при различных температурах.
При паспортизации методами рентгенострук-турного анализа установлено, что пленки, полученные на стадии пиролиза и не подверженные последующему отжигу, имели рентгеноаморфную структуру. Последующий отжиг приводит к образованию поликристаллического однофазного пе-ровскита. Магнитные измерения были выполнены на СКВИД-магнитометре в полях Н = 0...800 Э, в интервале температур Т = 4,2...350 ^
Было исследовано изменение магнитных свойств пленок La0JSr0)3MnO3 в зависимости от условий отжига. Пленки были получены в одном цикле и имели толщину t = 270 нм. Оказалось, что при одной и той же температуре пиролиза поведение намагниченности зависит как от температуры отжига, так и от времени отжига. Для пленки после первичного отжига при температуре 870 K наблюдаются сильные термомагнитные эффекты, и температурная зависимость здесь имеет вид, подобный тому, что присуще спиновым стеклам. После повторного отжига при температуре 1 000 K ситуация заметно улучшается, но зависимость о(Т) все еще имеет «касп», хотя и менее выраженный. В случае пленки, подвергнутой первичному отжигу при температуре 1 000 ^ термомагнитный эффект выражен гораздо слабее, и поведение намагниченности является близким к ферромагнитному. Также обращает на себя внимание сильное различие температур Кюри (Тс) и поведение намагниченности пленок в окрестности Тс.
Исследования ведутся при финансовой поддержке РФФИ (грант № 08-02-00259-а, грант № 0-802-00397-а).
Наноматериалы и нанотехнологии в аэрокосмической отрасли
S.riKlf
1J М О /II I
; n-smoct: fc-s:h ¡-Dt;. " 11-5; Юм гг-5-iCiJ
д
ifi НЯ I |Ч||
ь
—■—I—■—|—
\
I к%-L.1 у
1 i-:w ж
. I-1 ^
(I М Ш Ш НС -Ч1С 1SU W> 1SIJ
ЦП
Температурные зависимости намагниченности пленок Рг0,7Са03МпО3, измеренные в поле H = 50, 500 Э (пленка № 1) и в поле H = 500 Э (пленка № 2)
Магнитные измерения были проведены на пленках манганита Рг0,7Са03МпО3, полученных при температурах отжига 1 000 К (пленка № 1) и 1 070 К (пленка № 2).
Исследование температурной зависимости магнитного момента в полях до 500 Э показало наличие термомагнитных эффектов. Так при охлаждении пленки без поля кривые температурной зависимости магнитного момента имеют «касп» при температурах 40 и 50 К, соответственно для пленок № 1 и 2, исчезающий при охлаждении в магнитном поле 500 Э. Температурная зависимость магнитного момента пленок, измеренная в
магнитном поле 500 Э (см. рисунок) имеет вид, подобный тому, что присуще спиновым стеклам, и наблюдалась выше в пленках манганита La0,7Sr0,3MnO3.
Библиографический список
1. Dagotto, E. T. / E. T. Dagotto, T. Hotta, A. Moreo // Phys. Rep. 2001. Vol. 344. № 1.
2. Пул, Ч. Нанотехнологии / Ч. Пул, Ф. Оуэнс. М. : Техносфера, 2004.
3. Горьков, Л. П. / Л. П. Горьков // УФН. 1998. Т. 168. С. 665.
G. S. Patrin, K. P. Polyakova, D. A. Velikanov, A. A. Klabukov L. V. Kirensky Institute of Physics, Russian Аcademy of Science, Siberian Branch, Russia, Krasnoyarsk
T. N. Patrusheva, I. V. Bashkov Siberian Federal University, Russia, Krasnoyarsk
A. V. Shiversky
Siberian State Aerospace University named after academician M. F. Reshetnev, Russia, Krasnoyarsk
THE CO-RELATION BETWEEN MAGNETIC PROPERTIES OF POLYCRYSTALLINE MANGANITE La0,7Sr0.3MnO3 AND Pr0,7Ca0,3MnO3 FILMS AND SYNTHESIS TEMPERATURE
In the work the results of experimental magnetic properties researches of magnet films, received by an ek-straktsion-pyrolitic method are presented. It is shown, that magnetic characteristics are influenced essentially by manganite conditions. Existence of thermomagnetic effects depending on annealing temperature and sizes of an external magnetic field is established.
© Патрин Г. С., Полякова К. П., Патрушева Т. Н., Великанов Д. А., Клабуков А. А., Шиверский А. В., Башков И. В., 2009
