WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 | 2 ||

Именно это наблюдается в спектре ЯМР от однослойной пленки ванадия в сверхпроводящем состоянии при перпендикулярной ориентации плоскости образца относительно направления внешнего магнитного поля (Рис. 2(б) при Т = 1.4 К). Для наших трехслойных систем С/Ф/С коэффициент Гинзбурга – Ландау составляет 4 – 5, поэтому так же, как и в случае однослойной пленки ванадия, следует ожидать пиннинг вихрей на неоднородностях кристаллической структуры сверхпроводящих слоев. Более того, Брандтом [13] показано, что в трехслойной системе Ф/С/Ф пиннинг вихрей может только усиливаться из-за контакта сверхпроводящей пленки с ферромагнитной. Таким образом, при рассмотрении влияния вихрей на форму линии в наших трехслойных образцах (Рис. 2(в, г, д)), мы приходим к выводу, что их образование при переходе в сверхпроводящее состояние не может быть причиной уширения высокополевого крыла линии ЯМР. Уширение высокополевого крыла наблюдается в трехслойных образцах и в параллельной ориентации плоскости образцов относительно внешнего магнитного поля (Рис. 3 (а)), когда пленки находятся в безвихревом состоянии.

Согласно модели спинового экранирования Бержерет и др. [2], спиновая поляризация электронов проводимости (x) от границы раздела проникает в сверхпроводящий слой на глубину s так, что направление этой поляризации противоположно направлению намагниченности ферромагнитного слоя, и, следовательно, направлению внешнего магнитного поля. Через сверхтонкое (контактное) взаимодействие эта спиновая поляризация индуцирует в окружении ядер сверхпроводника локальное магнитное поле Hloc, противоположное внешнему магнитному полю. Это означает, что при регистрации ЯМР от этих ядер сигнал будет смещаться в сторону больших магнитных полей. Для того, чтобы оценить, каким образом возникшая поляризация повлияет на регистрируемые спектры ЯМР от сверхпроводящих слоев, нужно рассмотреть пространственное распределение индуцированного момента в сверхпроводящем слое. Дополнительное локальное магнитное поле можно записать как exp, (1) где x = 0 соответствует положению границы раздела С/Ф, а Hm – максимальное локальное поле от наведенной спиновой поляризации. Распределение этого локального поля можно рассчитать по формуле:

. (2) Свертка этого распределения с невозмущенной производной Гауссовой линии даст нам форму результирующего сигнала от сверхпроводящих слоев с конечной индуцированной спиновой поляризацией, приникающей через границу раздела С/Ф. Результат численного моделирования линии ЯМР имеет уширенное высокополевое крыло, сильно напоминающее экспериментальные спектры, наблюдавшееся в трехслойных образцах (Рис. 2(в, г, д)). Степень искажения высокополевого крыла линии ЯМР так же, как положение резонансной линии, определяются амплитудой спиновой поляризации. Вклад в низкополевую часть резонансных линий, в основном, дают ядра ванадия, находящиеся в глубине слоя ванадия, которая не подвержена неоднородной спиновой поляризации. На Рис. открытыми кружками показана численная подгонка экспериментальных спектров в соответствии с вышеприведенной моделью для двух образцов Ni/V/Ni с различными толщинами сверхпроводящего слоя ванадия.

Как видно из рисунка, подгонка спектров по модели, учитывающей эффект спинового экранирования, дает хорошее совпадение экспериментальных и рассчитанных кривых. Тот факт, что проявление эффекта спинового экранирования в спектрах ЯМР с увеличением толщины пленок ванадия резко уменьшается (Рис. 3(б)), указывает на то, что глубина проникновения спиновой поляризации в сверхпроводящий слой сравнима с величиной сверхпроводящей длины когерентности. Это хорошо согласуется с теоретическими представлениями работы [2].

Основные результаты и выводы 1. Разработан и создан оригинальный спектрометр ЯМР, обладающий высокой чувствительностью на рабочей частоте 5 - 6 МГц. Созданный стационарный спектрометр ЯМР позволяет регистрировать сигналы поглощения от пленок ванадия или ниобия толщиной в несколько десятков нанометров.

2. На основе анализа экспериментальных данных, касающихся структуры границы раздела в исследованных ранее слоистых тонкопленочных системах С/Ф, сделан вывод о том, что ванадий является наиболее подходящим материалом в качестве сверхпроводящего слоя для поиска эффекта спинового экранирования в тонких пленках сверхпроводник/ферромагнетик.

3. Установлено, что сдвиг Найта в ванадии уменьшается при переходе в сверхпроводящее состояние, что является необходимым условием для наблюдения эффекта спинового экранирования.

4. Экспериментально обнаружено, что в трехслойных образцах Ф/С/Ф происходит заметное искажение высокополевого крыла линии поглощения ЯМР в сверхпроводящем состоянии образца. Анализ характера искажения формы линии, а также анализ его зависимости от толщины сверхпроводящего слоя ванадия в трехслойных образцах Ni/V/Ni позволили сделать однозначный вывод о том, что данный эффект обусловлен предсказанным ранее эффектом спинового экранирования в слоистых системах сверхпроводник/ферромагнетик.

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

А1. Гарифуллин И.А. Структура границ раздела в многослойных тонкопленочных металлических гетероструктурах /И.А.Гарифуллин, Н.Н.Гарифьянов, Р.И.Салихов //Известия РАН. Серия физическая.- 2007.- Т.71, №2.- С.280-282.

A2. Сдвиг Найта в сверхпроводящем ванадии /И.А.Гарифуллин, Н.Н.Гарифьянов, Р.И.Салихов, Л.Р.Тагиров //Письма в ЖЭТФ.- 2008.- Т.87, №6.- С.367-371.

А3. Experimental observation of the spin screening effect in superconductor/ferromagnet thin film heterostructures /R.I.Salikhov, I.A.Garifullin, N.N.Garif’yanov et al. //Phys.

Rev. Lett.- 2009.- V.102.- P.087003.

A4. Структура границ раздела в многослойных тонкопленочных металлических гетероструктурах /И.А.Гарифуллин, Н.Н.Гарифьянов, Р.И.Салихов //Сборник трудов симпозиума. 9-ый Международный симпозиум «Порядок, беспорядок и свойства оксидов».- ODPO-9.- Ростов-на-Дону, п. Лоо, 19-23 сентября 2006г.- Ростов н/Д: Изд-во РГПУ, 2006.- Т.1.- С.99-102.

А5. Knight shift in the superconducting vanadium /I.A.Garifullin, N.N.Garif’yanov, R.I.Salikhov, L.R.Tagirov //Book of abstracts. EUROMAR magnetic resonance conference – 6-11 July 2008, St.Petersburg.- St.Petersburg 2008.- P.170.

А6. Экспериментальное наблюдение эффекта спинового экранирования в тонкопленочных гетероструктурах сверхпроводник/ферромагнетик /И.А.Гарифуллин, Н.Н.Гарифьянов, Р.И.Салихов, Л.Р.Тагиров //Сборник трудов симпозиума. XIII Международный симпозиум «Нанофизика и наноэлектроника».- Институт физики микроструктур РАН, Нижний Новгород, 16-20 марта 2009г.- отпечатано ИФМ РАН, Ниж. Новгород, 2009.- Т.1.- С.22-23.

Литература 1. Magnetic heterostructures /K.B.Efetov, I.A.Garifullin, A.F.Volkov, and K.Westerholt.- Book series: Springer tracts in modern physics, 2008.- V.227.-P.251-289.

2. Bergeret F.S. Induced ferromagnetism due to superconductivity in superconductorferromagnet structures /F.S.Bergeret, A.F.Volkov, and K.B.Efetov //Phys. Rev. B.-2004.- V.69.- P.174504.

3. Noer R.J. Nuclear magnetic resonance and relaxation in superconducting vanadium /R.J.Noer, and W.D.Knight /Rev. Mod. Phys.- 1964.- V.36.- P.177.

4. Possible origin for oscillatory superconducting transition temperature in superconductor-ferromagnet multilayers /Th.Muhge, N.N.Garif’yanov, Yu.V.Goryunov, G.G.Khaliullin, L.R.Tagirov, K.Westerholt, I.A.Garifullin, H.Zabel //Phys. Rev Let.- 1996.- V.77.- P.1857.

5. Magnetism and superconductivity of Fe/Nb/Fe trilayers /Th.Muhge, K.Westerholt, H.Zabel, N.N.Garif’yanov, Yu.V.Goryunov, I.A.Garifullin, G.G.Khaliullin //Phys. Rev.

B.- 1997.- V.55.- P.8945.

6. Superconductor/ferromagnet proximity effect in Fe/Pb/Fe trilayers /L.Lazar, K.Westerholt, H.Zabel, L.R.Tagirov, Yu.V.Goryunov, N.N.Garif’yanov, I.A.Garifullin //Phys. Rev. B.- 2000.- V.61.- P.3711-3722.

7. Re-entrant superconductivity in the superconductor/ferromagnet V/Fe layered system /I.A.Garifullin, D.A.Tikhonov, N.N.Garif'yanov, L.Lazar, Yu.V.Goryunov, S.Ya.Khlebnikov, L.R.Tagirov, K.Westerholt, and H.Zabel //Phys. Rev. B.- 2002.- V.66, N.020505(R).- P.1-4.

8. Redfield A. G. Local-field mapping in mixed-state superconducting vanadium by nuclear magnetic resonance /A.G. Redfield //Phys. Rev.- 1967.- V.162, N.2.- P.367-374.

9. Rossier D. Magnetic field distribution in superconducting niobium by nuclear magnetic resonance Fourier Spectroscopy /D.Rossier, and D.E.MacLaughlin //Phys. Kon. Mat.- 1970.- V.11.- P.66-92.

10. Pippard A.B. Experimental analysis of the electronic structure of metals /A.B.Pippard //Rep. Prog. Phys.- 1960.- V.23, N.1.- P.176-266.

11. Behavior of first- and second-kind superconducting films near their critical fields /J.P.Burger, G.Deutscher, E.Guyon, and A.Martinet //Phys. Rev.- 1965.- V.137, №3A.- P.A853-A859.

12. Brandt E.H. Magnetic field density of perfect and imperfect flux line lattices in type II superconductors /E.H.Brandt //J. Low Temp. Phys.- 1988.- V.73.- P.355.

13. Brandt E.H. Muon spin rotation and the vortex lattice in superconductors /E.H.Brandt //Physica B, Cond. Mat.- 2008.- V.404.- P.695-699.

Pages:     | 1 | 2 ||






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»