Введение к работе
Актуальность темы. Многослойные пленки,
приготовленные из периодически повторяющихся слоев металлов (металлические сверхрешетки) стали в последнее десятилетие объектом самого интенсивного изучения. Благодаря достигнутым успехам в технологии их приготовления и исследованиях структуры такие пленки по существу образовали новый класс материалов, уникальные свойства которых представляют большой интерес для физики твердого тела и технических приложений. Особенно широко используются магнитоупорядоченные пленки, состоящие из чередующихся слоев магнитного и немагнитного металлов. Характерные свойства такого рода магнитных сверхрешеток, среди которых наиболее известны сверхрешетки Fe/Cr, состоят в особом типе магнитного упорядочения с непараллельной ориентацией намагниченностей слоев и в эффекте гигантского магнитосопротивления. Большим числом работ, посвященных анализу и объяснению таких свойств, создано в последнее время одно из самых актуальных направлений в области физики магнитных пленок. Современное состояние исследований в данном направлении характеризуется большим объемом экспериментальных данных в рамках сложившихся экспериментальных методик и подходов и, вместе с тем, неполнотой и неоднозначностью их теоретической интерпретации на атомном уровне. Один из путей решения связанных с этим проблем состоит в расширении круга явлений, исследование которых в
магнитных многослойных пленках позволит получить новую информацию о микропараметрах таких пленок. В этом отношении существенное значение могут иметь магнитоакустические эффекты, проявляющиеся в зависимостях от напряженности магнитного поля акустических параметров исследуемых объектов. Анализ акустических свойств твердых тел уже давно является одним из самых информативных методов, возможности которого в области исследования магнитных сверхрешеток до сих пор практически не используются.
Цель диссертационной работы состоит в теоретическом
изучении магнитоакустических явлений, связанных с
характерными электронными и магнитными свойствами
сверхрешеток типа Fe/Cr. В работе проведены расчеты
акустических параметров многослойных магнитных
пленок и детально проанализирована их зависимость
от напряженности магнитного поля, коррелирующая с
кривой намагничения, гигантским
магнетосопротивлением и магнитным резонансом.
Научная новизна и практическая значимость работы определяются тем, что в ней впервые:
рассчитаны коэффициенты отражения и прохождения упругих волн в тонких мультислоях на подложках.
с учетом магнитодеформационного взаимодействия изучено влияние электронной системы на распространение ультразвука в мультислоях типа Fe/Cr;
— проведено теоретическое исследование
акустического магнитного резонанса,
обусловленного магнитодеформационным
взаимодействием, и установлен характер корреляции его параметров с кривой намагничения.
Изложенные в диссертации результаты получены современными методами на хорошо апробированных моделях. Экспериментальное обнаружение изучаемых эффектов позволит получить новую информацию о механизмах магнитного упорядочения в металлических магнитных сверхрешетках.
На защиту выносятся:
-
Результаты расчета коэффициентов отражения и прохождения для звуковых волн вертикальной и горизонтальной поляризаций, распространяющихся в сверхрешетках типа Fe/Cr на массивных подложках.
-
Результаты расчета статического вклада электронов проводимости в модуль упругости мультислоя, обусловленного спиновым расщеплением уровней электронов и магниодеформационным взаимодействием с кристаллической решеткой.
-
Определение характерной зависимости от намагниченности и напряженности магнитного поля амплитуды упругой волны, распространяющейся в кристаллической пластине с тонкой многослойной магнитной пленкой на границе.
-
Предсказание возможности наблюдения акустического
магнитного резонанса в поглощении упругих волн в магнитных сверхрешетках, обусловленного магнитоупругим взаимодействием.
5. Результаты исследования формы линий акустического магнитного резонанса в зависимости от магнитного поля и намагниченности сверхрешетки.
Апробация работы. Основные результаты диссертации докладывались на конференци НАТО (NATO Advanced Study Institute Conference) (Крым, 1997), Симпозиуме по металлическим мультислоям (MML/EMRS 1998 Symposium) (Канада, Ванкувер, 1998), Всероссийской школе-семинаре "Новые магнитные материалы микроэлектроники" (Москва, 1998) и опубликованы в пяти работах.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения и четырех глав с выводами к каждой главе, заключения и изложена на 100 страницах машинописного текста, включая десять рисунков, список литературы, содержащий 63 наименования, и приложение.