Основные типы магнитных состояний вещества
Download 5.02 Mb. Pdf ko'rish
|
06 ГЛАВА 2
|
Вопросы для самопроверки
1. Какие диэлектрики наиболее широко применяются в туннельных структурах и каковы их электронные свойства? 64 2. Что представляют собой и чем характеризуются магнитные диэлектрики? 3. Что такое ферриты и каковы их основные типы? 4. Каковы основные свойства ферритов? 2.6. Тонкие пленки магнитных материалов Структурные, и как следствие электрические и магнитные свойства материалов в пленочном состоянии отличаются от их свойств в объемных образцах. Изменение электрических свойств тонких магнитных пленок из проводящих материалов в зависимости от их толщины не отличается от закономерностей, присущих немагнитным проводникам – металлам и сплавам. Одной из причин таких изменений является структура пленок, которая с толщиной пленки может изменяться от неупорядоченного аморфного или мелкодисперсного поликристаллического состояния до совершенного монокристаллического. Другая причина связана с поверхностными эффектами, преобладание которых над объемными усиливается по мере уменьшения толщины пленки. Влияние поверхностных эффектов на электрическое сопротивление пленки становится ощутимым, когда её толщина оказывается соизмеримой со средней длиной свободного пробега электронов. Типичные зависимости удельного сопротивления и температурного коэффициента сопротивления от толщины пленки показаны на рис. 2.5. Штриховыми горизонтальными линиями отмечены значения этих параметров для проводящего материала в объемном состоянии. Рис. 2.5. Зависимость удельного сопротивления и температурного коэффициента сопротивления от толщины металлической плёнки на непроводящей подложке Вертикальные штриховые линии и номера I, II, III не понятны НП Различают три, отмеченные на рисунке вертикальными штриховыми линиями, характерные области изменения электропроводящих свойств тонких пленок в зависимости от их толщины. Область I соответствует толщинам 1–10 нм и характеризуется значительно 65 более высоким по сравнению с объемным материалом удельным сопротивлением и отрицательным температурным коэффициентом сопротивления. Пленки такой толщины, как правило, имеют островковую структуру. Их сопротивление во многом определяется поверхностным сопротивлением подложки. В области II – при толщинах пленки 10–100 нм – промежутки между островками исчезают, и пленка становится сплошной. Однако удельное сопротивление пленки все еще велико из-за высокой концентрации дефектов и развитых межзеренных границ. Их количество и роль быстро снижаются при толщинах проводящих пленок более 100 нм – область III. При этом электропроводящие свойства пленок выходят на уровень, соответствующий объемному материалу. Магнитные свойства тонких пленок также претерпевают изменения по мере увеличения их толщины. Основной причиной этих изменений выступают процессы, связанные с образующимися в них магнитными доменами. Плёнку магнитного материала считают и называют тонкой, начиная с толщины, меньше которой в ней образуется сквозная доменная структура, то есть толщина магнитных доменов становится равной толщине пленки. Характер доменов и границ раздела между ними зависит от толщины пленки, физических свойств ее материала и технологии формирования. Равновесное состояние и процессы в пленках магнитных материалов существенно отличаются от тех, что имеют место в объемных материалах. Это объясняется специфическими соотношениями между магнитостатической диполь-дипольной энергией взаимодействия доменов и энергией магнитной анизотропии, которая связана с особенностями атомарного состава и кристаллической структуры пленки и энергией наведенной анизотропии. Наведенная анизотропия создается искусственно – обычно наложением внешнего магнитного поля в процессе нанесения пленки. В результате в пленке образуется ось легкого намагничивания в соответствии с направлением внешнего поля. В очень тонких магнитных пленках (толщиной, как правило, меньше 100 нм), благодаря геометрической анизотропии, вектор намагниченности ориентируется в плоскости пленки, обеспечивая ориентацию оси легкого намагничивания в этом направлении. Размагничивающее поле в этой плоскости равно нулю. Таким пленкам присуща однодоменная структура по всему объему пленки – рис. 2.6, а. а б Download 5.02 Mb. Do'stlaringiz bilan baham: 
|