WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 |   ...   | 4 | 5 || 7 |

- вести конденсацию пленки металлов со скоростями роста ~ 104 нм/c за импульс за счет быстрой и дискретной подачи пароплазменных сгустков на подложку, что на три порядка превышает обычные скорости термической конденсации;

- получать конденсаты в нанокристаллическом состоянии, осуществляя формирование сплошного покрытия металла уже при толщине слоя 1 – 2 нм;

- проводить напыление металлов в ионизированной контролируемой атмосфере различных паров и газов, что позволило получать их пересыщенные твердые растворы;

- осуществлять регулируемую закалку со скоростями охлаждения конденсата ~ 107 K/c, что позволило получать и сохранять метастабильные состояния в образцах при температурах выше комнатной.

4. Изучено влияние физико-технологических параметров процесса конденсации в предложенной технологии (степени вакуума, скорости конденсации, температуры подложки, толщины пленки) на фазовое и структурное состояние синтезированных конденсатов.

Установлено:

- пленки железа толщиной до 100 нм, полученные в вакууме 10-9 мм рт.ст. на неподогреваемых подложках, характеризуются нанофазной структурой, составленной из равных объемных долей ферромагнитного феррита (ОЦК – Fe) и метастабильного парамагнитного аустенита (ГЦК – Fe);

- пленки железа толщиной до 150 нм, сконденсированные в вакууме 10 мм рт. ст. на неподогреваемые подложки, представляют собой ферромагнитные, нанокристаллические, пересыщенные твердые растворы с углеродом, характеризуемые ГЦК структурой. Содержание углерода превышает 20 ат.% (четырехкратное пересыщение ГЦК-Fe углеродом), что указывает на высокую химическую активность конденсата металла;

- пленки никеля, сконденсированные в аналогичных условиях, представляют собой нанокристаллический метастабильный ГПУ карбид Ni3C;

- пленки кобальта, сконденсированные при этом же вакууме, представляют собой нанофазную систему из пересыщенного ГЦК-Со(С) и метастабильных карбидов кобальта. Так пленки, полученные: на неподогреваемые подложки, о либо на подогреваемые до 50 С, состоят из пересыщенного ГЦК-Со(С) и метастабильного карбида Со3С, подогреваемые до 150 оС – из метастабильных о карбидов Со3С и Со2С, подогреваемые до 250 с и выше – из нанокристаллического кобальта и графита.

- пленки железа и никеля, сконденсированные в газообразной среде бутана или азота, представляют собой карбидные (-Fe3C) или нитридные (-Fe3N) гомогенные фазы с нанокристаллической структурой.

5. Установлено, что в результате нагревания исходных наноконденсатов в них реализуются многочисленные фазовые и структурные превращения, подчиняющиеся обобщенному правилу ступеней Оствальда-Палатника, что позволяет получать новые метастабильные атомные структуры в конденсатах.

Так при нагревании железных наноконденсатов осуществляется следующая цепь структурных превращений: ГЦК-Fe(C) ГПУ-Fe(C) карбидные соединения ОЦК-Fe(C) + C. Однако порядок и последовательность этих превращений, а также их температуры зависят от содержания углерода в системе и от размера наночастиц.

6. Для метастабильных пересыщенных твердых растворов железа ГЦК-Fe(C), ГПУ-Fe(C) измерены основные структурные и, впервые, основные магнитные характеристики – намагниченность насыщения, константа обменного взаимодействия, температура Кюри, константа магнитной локальной анизотропии. Установлено, что отношение этих фундаментальных магнитных параметров для синтезированных полиморфных модификаций железа близко к отношению аналогичных параметров, описывающих магнитную систему полиморфных фаз кобальта. Показано, что ферромагнетизм метастабильных ГЦК- и ГПУ-фаз Fe(C) обусловлен их пониженной плотностью по сравнению с термически стабильным ГЦК и ГПУ железом. Величина объема на атом Fe в этих фазах составляет ~ 13 3.

7. Для синтезированных метастабильных карбидных фаз железа, кобальта и никеля -FexC (x = 2 – 8), -Fe3C, -Fe5C2, ’-Fe5C2, -Ni3C, Co3C и Со2С определены основные параметры атомной кристаллической решетки, а также основные магнитные характеристики – намагниченность насыщения, константа обменного взаимодействия, температура Кюри, поле локальной анизотропии, величины сверхтонких полей эффекта Мессбауэра, параметры ядерного магнитного резонанса и СВЧ-свойств. Для систем Fe – C, Co – C построены качественные фазовые диаграммы в координатах: концентрация углерода – энергия Гиббса.

8. Проведено исследование физических свойств в синтезированных, метастабильных нитридных фазах типа -Fe3N, -Fe4N, -Ni3N, -Ni4N, Fe2N. В этих гомогенных нитридных фазах измерены структурные и магнитные параметры. Установлены особенности синтеза фазы -Ni3N и определены условия реализации фазового перехода -Ni3N -Ni4N.

9. Исследованы эффекты, обусловленные нанокристаллическим состоянием в пленках 3d-металлов, которое обладает большим количеством запасенной энергии. Обнаружены и изучены эффекты:

• взрывной перекристаллизации наноструктуры в дендритную;

• множественного двойникования в нанокристаллических пленках железа и кобальта;

• образования фрактальной структуры при окислении, структурной перестройке;

• реализации отслоений синусоидального характера;

• самораспространяющегося высокотемпературного синтеза в системе нанокристаллический ферромагнетик – моноокись кремния (SiO) или кремний (Si).

Все указанные процессы реализуются с высокими скоростями, а фронт процесса характеризуется температурой, достаточной для квазиплавления нанокристаллических материалов.

10. Разработанная технология и материалы обладают большими потенциальными возможностями для практического использования в устройствах магнитоэлектроники и в настоящее время некоторые из них уже нашли практическое применение. Для магнитомягких материалов наиболее широкие разработки проведены при создании магниточувствительных элементов датчиков слабого магнитного поля. Для ряда материалов получены авторские свидетельства на изобретения и они могут быть рекомендованы:

• магнитожесткие с гранулированной морфологией и слабой обменной связью между наночастицами в качестве носителей памяти для продольной записи или в качестве магнитооптических сред;

• с увеличенным магниторезистивным эффектом для применения в устройствах считывания;

• магнитостатические свойства металло-диэлектрических слоев позволяют визуализировать поля рассеяния от битов информации, от магнитных неоднородностей и т.д., что позволяет осуществлять контроль за состоянием магнитных сред.

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ АВТОРА ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ 1. Жигалов В.С., Кононов В.П., Фролов Г.И., Яковчук В.Ю. Вакуумная технология получения тонких магнитных пленок // Препринт № 406-Ф, 1987, Красноярск, Институт физики СО АН СССР, 47 с.

2. Фролов Г.И., Жигалов В.С., Польский А.И., Поздняков В.Г.

Исследование электропроводности в нанокристаллических пленках кобальта // ФТТ, 1996, Т. 38, № 4, С. 1208-1213.

3. Жигалов В.С., Фролов Г.И., Квеглис Л.И. Нанокристаллические пленки кобальта, полученные в условиях сверхбыстрой конденсации // ФТТ, 1998, Т. 40, № 11, С. 2074-2079.

4. Фролов Г.И., Жигалов В.С., Мальцев В.К. Влияние температуры на структурные превращения в нанокристаллических пленках кобальта // ФТТ, 2000, T. 42, № 2, C. 326-328.

5. Квеглис Л.И., Лисица Л.И., Жарков С.М., Басько А. Л., Мытниченко С.В., Жигалов В.С., Фролов Г.И. Масштабная инвариантность структуры при взрывной кристаллизации аморфных пленок Со // ПОВЕРХНОСТЬ, Рентг., синхротрон. и нейтронные исследования, 1998, № 7, С. 112-117.

6. Жарков С.М., Жигалов В.С., Фролов Г.И. ГПУ фаза в пленках никеля // ФММ, 1996, Т. 81, В. 3, С. 170-173.

7. Жарков С.М., Жигалов В.С., Квеглис Л.И., Лисица Ю.В., Ренская К.В., Фролов Г.И. Кластерная структура и сверхрешетки в пленках Со и Fe // Письма в ЖЭТФ, 1997, Т. 65, В. 12, С. 872-875.

8. Фролов Г.И., Баюков О.А., Жигалов В.С., Квеглис Л.И., Мягков В.Г.

Электронномикроскопические и мессбауэровские исследования сверхрешетки в пленках железа // Письма в ЖЭТФ, 1995, Т. 61, № 1, С. 61-64.

9. Фролов Г.И., Жигалов В.С., Квеглис Л.И., Жарков С.М., Баюков О.А., Басько А.Л. Структура и магнитные свойства нанокристаллических пленок железа // ФММ, 1999, Т. 88, № 2, С. 85-89.

10. Фролов Г.И., Жигалов В.С., Жарков С.М., Яруллин И.Р. Пленки железа с микрокластерной структурой // ФТТ, 1994, Т. 36, № 4, С. 970-972.

11. Исхаков Р.С., Комогорцев С.В., Столяр С.В., Прокофьев Д.Е., Жигалов В.С. Структура и магнитные свойства нанокристаллических конденсатов Fe, полученных методом импульсно-плазменно9го испарения // ФММ, 1999, Т. 88, № 3, С. 56-65.

12. Novakova A.A., Ganschina E.A., Kiseleva T.Yu., Rodin L.R., Zhiga-lov V.S. Magnetic and structural state of thick iron film // Moscow Intern.

Symp. on Magnetism, Abstr. of reports, 1999, Москва, МГУ, (23Р3-3) P. 213215.

13. Исхаков Р.С., Комогорцев С.В., Столяр С.В., Прокофьев Д.Е., Жигалов В.С., Балаев А.Д. Правило ступеней Оствальда в пленках метастабильных нанокристаллических сплавов Fe-C, полученных методом импульсно-плазменного испарения // Письма в ЖЭТФ, 1999, Т.70, В.11, С.72732. 14. Исхаков Р.С., Столяр С.В., Чеканова Л.А., Артемьев Е.М., Жигалов В.С. Фазы высокого давления в нанокристаллических пленках Со(С), полученных методом импульсно-плазменного испарения // Письма в ЖЭТФ, 2000, Т.72, В. 6, С. 457-462.

15. Iskhakov R.S., Stoljar S.V., Prokofev D.E., Komogortsev S.V., Zhigalov V.S., Artem,ev E.M., Chekanova L.A. Structure transformation in Fe-C, Co-C, Ni(Fe)-C nanocrystalline films // Abstr. Euro-asian symposium “TRENDS IN MAGNETISM”, Ecaterinburg, 2001, P. 218.

16. Жигалов В.С., Баюков О.А., Исхаков Р.С., Фролов Г.И.

Исследование фазовых переходов в пленках Fe-C. // ФММ, 2002, Т. 93, № 3, С.

1-8.

17. Жигалов В.С., Фролов Г.И., Мягков В.Г., Жарков С.М., Бондаренко Г.В. Исследование нанокристаллических пленок никеля, осажденных в атмосфере азота // ЖТФ, 1998, Т. 68, № 9, С. 136-138.

18. Фролов Г.И., Жигалов В.С., Баюков О.А. Фазовый состав нанокристаллических пленок железа, осажденных в атмосфере азота // ФТТ, 1999, Т. 41, В. 10, С. 1819-1821.

19. Жигалов В.С., Фролов Г.И., Баюков О.А. Свойства нанокристаллических пленок 3d-металлов, полученных в среде азота // В матер. конф. «Ультрадисперсные порошки, наноструктуры, материалы», Красноярск, 1999, С. 127-128.

20. Кононов В.П., Жигалов В.С. Тигельный испаритель для получения однородных тонких пленок // ПТЭ, 1975, № 1, С. 235-236.

21. Жигалов В.С. Физические свойства пленок системы (Fe-Ni)-SiO // Кандидатская диссертация, 1982, 116 с.

22. Хрусталев Б.П., Фролов Г.И., Жигалов В.С., Поздняков В.Г., Хрусталева Л.И., Звегинцев С.А. Ферромагнитный резонанс в пленках Fe1(SiO)x, Co1-x (SiO)x. // В кн. "Магн. свойства кристал-х и аморфных x материалов", Иркутск, ГПИ, 1985, С. 155-23. Жигалов В.С., Фролов Г.И. Напряжения в керметных пленках системы (Fe-Ni)1-x(SiO)x // ФММ, 1978, Т. 45, В. 6, С. 1289-1291.

24. Фролов Г.И., Жигалов В.С. Коэрцитивная сила пленок системы (Fe-Ni)100-x(SiO)x // ФММ, 1975, Т. 40, В. 3, С. 518-523.

25. Саланский Н.М., Жигалов В.С., Фролов Г.И. Коэрцитивная сила разбавленных пленок пермаллоя // В кн. “Научное приборостроение для физических исследований”, Ч. 2, Красноярск, 1975, С. 34-38.

26. Жигалов В.С., Фролов Г.И., Величенко П.П. Магнитные и электрические свойства пленок (Fe-Ni)100-x(SiO)x // В кн. «Физика магнитных пленок», Иркутск, 1975, С. 106-110.

27. Жигалов В.С., Федоров Ю.М., Фролов Г.И. Эффект увеличения намагниченности и фарадеевского вращения в пермаллоях, разбавленных диэлектриком // ФММ, 1977, Т. 44, В. 6, С. 1303-1305.

28. Фролов Г.И., Польский А.И., Жигалов В.С., Середкин В.А. Новые магнитопленочные материалы и их применение // В кн. «Физика твердого тела.

Биофизика», 1982, Красноярское кн. изд-во, С. 62-65.

29. Ерухимов М.Ш., Жигалов В.С., Фролов Г.И. Температурное поведение намагниченности пермаллоевых сплавов при наличии примесных атомов // ФММ, 1980, Т. 49, В. 6, С. 1210- 1215.

30. Середкин В.А., Ерухимов М.Ш., Жигалов В.С., Яковчук В.Ю.

Каналы продвижения ПМД Fe-SiO и NiFe-NiFeMn // В кн. «Магнитные материалы для радиоэлектроники», 1982, Красноярск, С. 56-69.

31. Середкин В.А., Жигалов В.С. Кристаллическая структура и магнитооптические свойства пленок системы Fe-SiO // В сб.

«Высокочастотные свойства магнитных пленок», Красноярск, 1978, С. 112-117.

32. Балаев А.Д., Жигалов В.С., Поздняков В.Г., Хрусталев Б.П.

Магнитные свойства аморфных пленок Fe100-x(SiO)x // В кн. «Магнитные материалы для радиоэлектроники», 1982, Красноярск, С. 185-196.

33. Жигалов В.С., Фролов Г.И., Фиш Г.И. Намагниченность насыщения и величина обменного взаимодействия в пленках пермаллоя, разбавленных SiO. // В кн. «Высокочаст. свойства магн. пленок», Красноярск, 1978, С. 62-66.

34. Исхаков Р.С., Прокофьев Д.Е., Чеканова Л.А., Жигалов В.С.

Концентрационные неоднородности, стимулированные нанокристаллическим состоянием пленок сплавов Ni-Fe-P и Ni-Fe-C. Исследование методом спинволнового резонанса // Письма в ЖТФ, 2001, Т. 27, В. 8, С. 81-89.

35. Исхаков Р.С., Столяр С.В., Чеканова Л.А., Жигалов В.С.

Исследование пространственных флуктуаций намагниченности в метастабильных нанокристаллических пленках сплавов на основе Fe методом спин-волновой спектроскопии // ФТТ, 2001, Т. 43, В. 6, С. 1072-1075.

36. Мягков В.Г., Квеглис Л.И., Жигалов В.С., Фролов Г.И. Дендритная кристаллизация аморфных пленок железа // Изв. РАН, сер. физ., 1995, Т. 59, № 2, С. 152-156.

37. Мягков В.Г., Жигалов В.С., Жарков С.М.. Фрактальное окисление аморфных пленок железа. ДАН, 1996, Т. 346, № 5, С. 612-615.

38. Мягков В.Г., Квеглис Л.И., Жигалов В.С., Фролов Г.И.

Морфологические нестабильности при взрывной кристаллизации пленок железа // Поверхность, 1994, № 1, С. 105-109.

39. Мягков В.Г., Жигалов В.С., Середкин В.А. Осциллирующие нестабильности при распространении отслоений в тонких пленках // ДАН, 1999, Т. 366, № 4, С. 472-474.

40. Баженов С.Л., Мягков В.Г., Жигалов В.С., Волынский А.Л.

Энергия отслоения нанометрового покрытия от жесткой подложки // ДАН, 2002, Т. 382, № 6, С. 761-764.

41. Мягков В.Г., Жигалов В.С., Быкова Л.Е., Мальцев В.К.

Самораспространяющийся высокотемпературный синтез и твердофазные реакции в двухслойных тонких пленках // ЖТФ, 1998, Т. 68, № 10, С. 58-62.

42. Мягков В.Г., Жигалов В.С., Быкова Л.Е., Бовина А.Ф., Бондаренко Г.Н. Самораспространяющийся высокотемпературный синтез силицида никеля в двухслойных пленках нитрида никеля и моноокиси кремния // ИЗВ. РАН, неорг. материалы, 1999, Т. 35, № 5, С. 600-603.

Pages:     | 1 |   ...   | 4 | 5 || 7 |






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