Высокочастотные магнитные и электрические свойства пленок и функциональных структур на основе нанокомпозита (Co40Fe40B20)X(SiO2)100-X

Содержание

1 Обзор литературы 12

1.1 Описание нанокомпозитов 12

1.2 Структурные и фазовые особенности нанокомпозита (Co40Fe40B20)Х(SiO2)100-Х 14

1.3 Магнитные явления в гетерогенных наносистемах 19

1.3.1 Ферромагнитный резонанс 19

1.3.2 Магнитостатические и магнитодинамические свойства гетерогенных наносистем 24

1.3.3 Высокочастотные магнитные свойства материалов 31

1.4 Адсорбционные свойства наногранулировнных композионных структур в СВЧ диапазоне 33

2. Методики измерения и изготовление образцов 36

2.1 Методика измерения намагниченности нанокомпозитов 36

2.2 Измерение комплексной магнитной проницаемости на частоте от 15 до 250 МГц 37

2.3 Измерение комплексной магнитной проницаемости на частоте от 0.5 до 10 ГГц 40

2.4 Измерение электромагнитных свойств образцов рупорным методом 45

2.4.1 Измерение коэффициента отражения однорупорным методом 45

2.4.2 Измерение коэффициента поглощения двух рупорным методом 47

2.4.3 Измерение коэффициента поглощения одно рупорным методом в геометрии экрана Солсбери 49

2.5 Изготовление образцов 50

2.5.1 Установка ионно-лучевого распыления 51

2.5.2 Получение многослойных структур композит – окисленный композит 54

2.5.2 Получение стеклотекстолита с нанесенным функциональным покрытием из нанокомпозита (Co40Fe40B20)58,5(SiO2)41,5 и многослойной структуры {[(Co40Fe40B20)58,5(SiO2)41,5]/[(Co40Fe40B20)58,5(SiO2)41,5+O2]}n на поверхность стеклоткани 58

2.5.3 Получение квазифрактальной структуры с нанесенным функциональным покрытием из нанокомпозита (Co40Fe40B20)Х(SiO2)100-Х на поверхности лавсана 64

Заключение к главе 2 70

3 Электрические и магнитные свойства композита (Co40Fe40B20)Х(SiO2)100-Х и многослойных структур {[(Co40Fe40B20)X(SiO2)100-X]/[(Co40Fe40B20)X(SiO2)100-X+O2]}n 71

3.1 Электрические свойства композита (Co40Fe40B20)Х(SiO2)100-Х и многослойных структур {[(Co40Fe40B20)X(SiO2)100-X]/[(Co40Fe40B20)X(SiO2)100-X+O2]}n 71

3.2 Магнитные свойства 75

3.2.1 Магнитные свойства композитов (Co40Fe40B20)X(SiO2)100-X и многослойных структур {[(Co41Fe39B20)X(SiO2)100-X]/[(Co41Fe39B20)X(SiO2)100-X+О2]}n в ВЧ диапазоне 75

3.2.2 Магнитные свойства функциональных покрытий для адсорбционных структур в СВЧ диапазоне 80

Заключение к главе 3. 92

4. Высокочастотные свойства СВЧ структур с функциональным покрытием на основе нанокомпозитов (Co40Fe40B20)X(SiO2)100-X 93

4.1 Коэффициент отражения структур с функциональным покрытием на основе нанокомпозитов (Co40Fe40B20)X(SiO2)100-X 93

4.2 Коэффициент поглощения структур с функциональным покрытием на основе нанокомпозитов (Co40Fe40B20)X(SiO2)100-X 100

4.3 Коэффициент поглощения структур с функциональным покрытием на  основе нанокомпозитов (Co40Fe40B20)X(SiO2)100-X в геометрии экрана Солсбери 108

Заключение к главе 4 124

Выводы: 126

Список литературы

Список литературы
1. Haycock, P. W. Remanence studies of cobalt thin films exhibiting inverse hysteresis / P. W. Haycock, M. F. Chioncel, J. Shah // Journal of Magnetism and Magnetic Materi-als. –2002. – № 242. – P. 1057.
2. Lu, H. M. Saturation magnetization of ferromagnetic and ferromagnetic nanocrys-tals at room temperature / H. M. Lu, W. T. Zheng and Q. Jiang // J. Phys. D: Appl. Phys. –2007. – № 40. – P. 320.
3. Ohtake, M. Preparation and characterization of Co single–crystal thin films with hcp, fcc and bcc structures / M. Ohtake, O. Yabuhara, J. Higuchi, M. Futamoto // Journal of Appl.Phys . – 2011. – № 109. – P. 07C105 –1.
4. Wong, J. I. Tailoring Interlayer exchange coupling of ferromagnetic films across MgO with Fe nanoclusters / J. I. Wong, L. Ramirez, A. G. Swartz, A. Hoff, W. Han, Y. Li, R. K. Kawakami // Phys. Rev. B. – 2010. –№ 81. – P.094406 – 1.
5. Munoz–Martın, A. Anomalous magnetic behavior of iron thin films prepared by dc–sputtering at very low temperatures / A. Munoz–Martın, C. Prieto, C. Ocal , J.L. Martınez // Scripta mater. – 2000. –№ 43. –P. 919.
6. Wang, W.T. Nonlinear optical properties of thin iron films grown on MgO (100) by pulsed laser deposition / W.T. Wang, D.Y. Guan, G. Yang, G.Z. Yang, Y.L. Zhou, H.B. Lu, Z.H. Chen // Thin Solid Films. – 2005. – № 471. –P. 86.
7. Kneedler, E. M. Influence of substrate surface reconstruction on the growth and magnetic properties of Fe / E. M. Kneedler, B. T. Jonker, P. M. Thibado, R. J. Wagner, B. V. Shanabrook, and L. J. Whitman // Phys. Rev. B, – 1997. – V. 56. – № 13. –P. 8163.
8. Технология тонких пленок: cправочник в 2 т./ под ред. Л. Майссела и Р. Глэн-га. – М.: Советское радио, 1977, – 1, 2т.
9. Gester, M. Thickness–dependent in–plane magnetic anisotropy in epitaxial Fe films on GaAs substrates / M. Gester, C. Daboo, R.J. Hicken, S.J. Gray, J.A.C. Bland // Thin Solid Films. – 1996. – № 275. –P. 91.
 

Рис. 2.4. Схема расположения подложек в коаксиальном резонаторе для измерения комплексной магнитной проницаемости в случае нанесения пленки на гибкую подложку (а) и на поверхность ситалла (b)
Из теории возмущения справедливы выражения для комплексной магнитной восприимчивости [123]
, (2.13)
, (2.14)
где - изменение магнитной энергии при внесении образца в пучность магнитного поля в резонаторе, - полная магнитная энергия в резонаторе, - потеря магнитной энергии при внесении образца в пучность магнитного поля в резонаторе, ΔV - объем образца, - относительное изменение резонансной частоты при внесении образца в пучность магнитного поля, изменение добротности резонатора с образцом.