Введение к работе
гуальность проблемы. Оксидные ферримагнетпки со структурой граната широкое применение в микроэлектронике, магнитооптических приборах, альной оптике и технике СВЧ. Продолжаются разработки новых материалов /емым комплексом свойств, в том числе, обеспечивающих повышение плот-записи информации и быстродействия запоминающих устройств. В результа-ньшения размеров и усложнения ячеек памяти усиливается влияние на про-их перемагничивания огромного многообразия несовершенств структуры, о же время, решение задач повышения качества эпитаксиальных пленок и ия новых совершенных монокристаллических материалов осложняется сла-ученностью процессов формирования в многокомпонентных оксидных сис-'в частности, феррогранатах) микронеоднородностей, являющихся сложными :ксами точечных дефектов нестехиометрии и характеризующих их ионов пе-юй валентности.
настоящего времени не нашла достаточно адекватного объяснения природа женных в гранатовых пленках дефектов субмикронных размеров, имеющих гую концентрацию и влияющих на движение доменных границ. Весьма скуд-ажена в литературе информация о собственных магнитных параметрах мик-;нородностей и, тем более, об их внутреннем строении. Во многом это обу-но большой сложностью теоретического анализа дефектности1 даже более їх оксидных систем и неотработанностью экспериментальных методик ис-ания эволюции индивидуальных свойств микронеоднородностей при внеш-
ІДЄЙСТВИЯХ.
іь и задачи работы. Целью настоящей работы явилось изучение физнко-:ской природы и магнитных параметров микронеоднородностей кристалли-структуры, связанных с отклонениями от стехиометрии, в феррогранатовых
пленках. Для достижения указанной цели, с учетом проведенного анализа состоян проблемы, в работе решались следующие основные задачи:
разработка методов определения параметров дефектности зпитаксиальні структур твердых гранатовых растворов с неизовалентным замещением катионов;
исследование индивидуальных и статистических магнитных характерист микронеоднородностей, в том числе и искусственно созданных, в зависимости кислородной нестехиометрии;
разработка моделей объемных микродефектов, процессов их формирование эпитаксиальных структурах и взаимодействия с доменными границами.
Научная новизна. Впервые прослежено изменение индивидуальных характер стик микронеоднородностей в зависимости от содержания кислорода. Разработав методики определения магнитного дипольного момента объемных микронеодн родностей с помощью измерения деформации доменных границ и коэрцитивное по отношению к цилиндрическим магнитным доменам (ЦМД).
Впервые определены дипольные моменты микронеоднородностей, притяг вающих и отталкивающих доменные границы, экспериментально обнаружены исследованы неоднородности различных типов, отличающиеся по характеру взаі модействия с доменными границами.
Впервые изучен механизм формирования объемных микродефектов нестехиі метрии в феррогранатовых пленках с учетом упругих напряжений и кластеризацк точечных дефектов.
Впервые рассмотрена связь магнитных параметров микронеоднородностей с и внутренним строением и компонентным составом твердых растворов.
Разработан новый способ расчета влияния кислородных вакансий на перио кристаллической решетки, оценены радиусы катионных вакансий в различных по; решетках фанатов и их вклад в магнитные свойства микронеоднородностей.
Практическая ценность. Полученные результаты могут быть использованы дг управления технологическими процессами синтеза новых материалов с высоким
иенством структуры или с целенаправленно вводимыми дефектами, так как
гляют закономерности формирования мнкронеоднородностей твердых рас-
j и позволяют прогнозировать вклады дефектов нестехиометрии в их струк-
е и магнитные характеристики.
фаботанные методики измерения магнитного момента неоднородностей и ус-
іения его связи с кристаллохимическими параметрами обеспечивают возмож-
использования доменных границ как зондов для анализа объемных локальных
ений стехиометрии в оксидных ферримагнетиках. Полученные значения ра-
j катионных вакансий и вклада вакансий кислорода в период кристаллической
ки могут служить табличными данными при расчетах структурных характе-
; твердых феррогранатовых растворов.
зашиту выносятся:
результаты экспериментальных исследований влияния режимов отжига и об-
:и в окислительно-восстановительных средах на структурные, магнитные и
:ские характеристики эпитаксиальных пленок феррогранатов с неизовалент-
імещением трехвалентных катионов;
способ расчета вкладов катионных и анионных вакансий в период кристал-
ой решетки твердых растворов со структурой граната;
результаты экспериментальных и теоретических исследований влияния мик-
.нородностей на спектр ферромагнитного резонанса пленок;
результаты экспериментальных исследований и модели взаимодействия при-
оших и отталкивающих дефектов в монокристаллических пленках феррогра-
: плоской доменной границей, страйп-доменом, с ЦМД и со спиральными
ми;
методика определения магнитного дипольного момента объемных микроне-
дностей;
іредставления о формировании и магнитных свойствах микронеоднородно-
:стехнометрических твердых растворов в зависимости от ігх внутреннего
ія, состава и упругих напряжений.
Апробация работы и публикации. Материалы диссертации были представле ны и обсуждены на 13-й и 15-й школах-семинарах «Новые магнитные материалі микроэлектроники» (Астрахань, 1992г.; Москва, 1996г.), Шестом Всероссийскої совещании вузов по физике магнитных материалов (Иркутск, 1992г.), Всероссиг ской научно-технической школе «Запоминающие устройства ЭВМ и информацией ных систем» (Астрахань, 1993г.), The 6th Joint МММ—INTERMAG Conferenc (Albuquerque, USA, 1994), Всероссийской научно-практической конференци «Оксиды. Физико-химические свойства и технологии» (Екатеринбург, 1995г.), Th 40th Annual Conference on Magnetism and Magnetic Materials (Philadelphia, US/ 1995), а также на научных конференциях АГПУ (Астрахань, 1991г., 1993 г., 1995г 1996г., 1997г.).
По теме диссертации опубликовано 10 печатных работ.
Объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключение списка цитированной литературы. Работа содержит 156 страниц, включая 46 рисуь ков, 10 таблиц, список литературы из 161 названия на 21 странице.