WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 | 2 ||

(12) knи считая их малыми параметрами задачи, можно получить общее выражение для МРЭ на отражении, то есть для изменения коэффициента отражения R образца при его намагничивании R R(M = 0) - R(M ) = (13) RR(M = 0), Полученное таким путем на основе формул (10-13) выражение имеет вид R 4M= R [(a1cos0 - g1)2 + (a2cos0 - g2)2][(a1cos0 + g1)2 + (a2cos0 + g2)2] b 2 [(a cos - g )(b g cos - a cos Re( )) + 1 0 1 1 1 0 1 2g b 2 + (a cos - g )(b g cos - a cos Im( )) + 2 0 2 2 2 0 2 2g 2 2 + 2b 1cos ( 2a a g cos - g g - g a cos ) + 0 1 2 2 0 1 2 1 2 2 2 + 2b 2cos ( 2a a g cos - g g - g a cos ) 0 1 2 1 0 2 1 2 1 b 2 - 2Re( )(a a cos + a g cos - 2g a g cos ) 1 2 0 1 2 0 1 2 2 2g b 2 - 2Im( )(a a cos + a g cos - 2g a g cos )], 2 1 0 2 1 0 1 1 2 2g (14) где a=a1-ia2, a1=n2- k2, a2=2nk, b=b1-ib2, b1=2cn2-2dk2, b2=2nk(c+d), (15) (ag= g1-ig2= - ia2 )2 - sin2 0 (16) Аналогично можно рассчитать и коэффициент прохождения T p-поляризованного света для бесконечно тонкой пленки 2 gp p (17) T =| t12 |2,t12 =, 2 g1 + g n2 T МРЭ на прохождении и те же величины для случая s-поляризации.

T На рис. 6 приведены результаты расчета угловой зависимости для pполяризованного света при двух значениях МС. Оптические параметры n и k выбраны типичными для композитов вблизи порога перколяции [1] в ИК области спектра = 9 мкм, а МО параметр Q, соответствующий Fe в видимой области спектра. К сожалению, значение МО параметра в ближней ИК области спектра неизвестно, но оно заведомо меньше чем в видимой области. Результаты расчета, как уже отмечалось выше, свидетельствуют о несущественной роли традиционного четного МО эффекта при произвольных углах падения света за исключением непосредственной окрестности угла Брюстера, то есть именно там, где измерения МРЭ на отражении невозможны. Во всем остальном диапазоне углов вклад за счет ориентационного эффекта меньше 0.01%, что и следовало ожидать в виду малости спин-орбитального взаимодействия.

/=3% ---/=8% ----0 10 20 30 40 50 60 70 80 0,deg Рис. 6 Зависимость МРЭ нанокомпозита от угла падения p-поляризованного света с учетом (сплошная линия-/=3% и толстая сплошная линия-/=8%) и без учета (точки-/=3% и пунктир-/=8%) четного ориентационного магнитооптического эффекта; n=2.5, k=0.5, Q=0.034+ i 0.003, =9 мкм.

На Рис. 7 показаны рассчитанные угловые зависимости МРЭ при p- и sполяризации, а также угловые зависимости коэффициента отражения. Приведены данные для составов слева и справа от порога перколяции, а именно, на Рис. 7а для диэлектрического состава, когда ярко выражено явление Брюстера, а на Рис. 7б для металлического состава, когда явление Брюстера незначительно. Отчетливо видна корреляция между МРЭ и коэффициентом отражения для каждой поляризации, хотя это MRE,% корреляция не является линейной.

0.-0.(R/R)s -1.(R/R)p -1.-2.-2.-3.Rs -3.-4.Rp -4.-5.0 10 20 30 40 50 60 70 80 0,deg Рис. 7а Угловая зависимость МРЭ и коэффициента отражения диэлектрического нанокомпозита (ниже перколяционного перехода) для р-поляризации (сплошная линия) и для sполяризации (пунктир) /=3%, n=2.5, k=0.5.

При малых углах падения света практически нет зависимости МРЭ от поляризации излучения. Для диэлектрических составов при увеличении угла падения света МРЭ значительно возрастает для р-поляризованного света, и незначительно уменьшается для sполяризации. Для металлического же состава зависимость МРЭ от поляризации излучения достаточно слабая вплоть до 700-800, т.е. до углов, которые соответствуют главному углу падения света для металла. Следует отметить, что МРЭ для нанокомпозитов в металлической фазе положителен.

1.Rs 0.0.Rp 0.(R/R)p 0.(R/R)s 0.0 10 20 30 40 50 60 70 80 0,deg R,% R,% MRE,% MRE,% Рис. 7б Угловая зависимость МРЭ и коэффициента отражения металлического нанокомпозита (выше перколяционного перехода) для р-поляризации (сплошная линия) и для s-поляризации (пунктир) /=3%, n=4, k=8.

На Рис. 8 приведены результаты расчета для МРЭ на прохождении. Они были получены для системы воздух – пленка нанокомпозита (толщина 2 мкм) - кремниевая подложка. При этом в отличии от формулы (17) учитывалось возможное влияние отражения от подложки [7]. Как видно из Рис. 8, поляризационные зависимости МРЭ на прохождении сильно отличаются от соответствующих поляризационных зависимостей на отражении - МРЭ на прохождении для p-поляризованного света слабо зависит от угла падения, а для s-поляризации наоборот сильно.

12.Tp 12.Ts 11.(T/T)s 11.10.(T/T)p 10.0 10 20 30 40 50 60 70 80 0,deg Рис. 8 Угловая зависимость МРЭ и коэффициента прохождения нанокомпозита для рполяризации (сплошная линия) и для s-поляризации (пунктир) /=8%, n=2.5, k=0.В параграфе 4.3 получены аналитические выражения для расчета МРЭ при малых углах падения света. Показано, что МРЭ прямо пропорционален магнитосопротивлению.

Если среда 1 вакуум (n1=1) и падение света близко к нормальному (0=0), то все выражения значительно упрощаются. Тогда:

T,% MRE,% (1 - n2) + kR =, (18) (1 + n2) + k22 00 1- n2 + k2 k( ) ( ) ( ) R = 1- R M - 2d ( )c (19).

22 00 R 1- n2 + k2 1- n2 + k( ) ( ) ( ) ( ) T 2 0 0 = M T[cn2(n2 +1) + d(k2 )2]. (20) T Данные выражения имеют общий характер, так как связывают МРЭ произвольной системы с ее оптическими параметрами и с микроскопическими параметрами c и d.

Последние зависят от принятых представлениях о механизме МРЭ. Учитывая формулу (9), справедливую вблизи порога перколяции, когда туннельный зазор рассматривается как параллельно включенное электрическое сопротивление и конденсатор с диэлектрической проницаемостью ins. и, полагая, что МС (H) (0)- (H) = (21) (0) мало, используя (12), получаем c k(c + d )M = ;

= (22) d n что эквивалентно соотношениям:

k 2 n 2.

dM = ;

cM = (23) k k 1+ 1+ n n В (23) опущен как индекс 2, указывающий на магнитную среду, так и верхний индекс 0, указывающий на размагниченное состояние. Тогда в частном случае нормального падения света из вакуума из выражений (19-20) следует:

R 3n2 - k - = -( ) 1- R k 2 (24) 2 R n2 + k [ 1- n + k ], ( ) () T 1 2n2 + n = Tk(25) T 2 n2 + k2.

Таким образом показана линейная зависимость между МРЭ и туннельным магнитосопротивлением. При произвольном угле падения света и p-поляризации следует использовать выражения (14-17) в сочетании с формулами (23), и аналогичные, громоздкие выражения в случае s-поляризации.

В параграфе 4.4 прозведено сравнение рассчитанного эффекта с эспериментальными данными. Показано их хорошее качественное согласие.

В параграфе 4.5 приведены выводы к главе 4.

В заключении сформулированы основные результаты диссертационной работы.

Основные результаты диссертации опубликованы в работах:

1. А.Б. Грановский, М.В. Кузьмичев, А.Н. Юрасов "Влияние квазиклассического размерного эффекта на оптические и магитооптические свойства гранулированных сплавов" Вестник МГУ Серия Физика. Астрономия. 6, 67 (2000).

2. Е.А. Ганьшина, А.Б. Грановский, Б. Диени, Р. Ю. Кумаритова, А.Н. Юрасов "Особенности магнитооптических спектров гибридных мультислоев Co/SiO2" ФТТ 42, 1860 (2000).

3. E.A.Gan’shina, A.B.Granovsky, B.Dieny, M.Kumaritova, A.Yurasov “Magnetooptical spectra of discontinuous multilayers Co/SiO2 with tunnel magnetoresistance”, Physica B 299, 260 (2001).

4. A.B.Granovsky, E.A.Gan’shina, A.N. Vinogradov, I.K. Rodin A.N.Yurasov and H.R. Khan “Magnetooptical spectra of ferromagnetic Co-CoO composites”, Physics of Metals and Metallography 91, S52 (2001).

5. А.Н.Драченко, А.Н.Юрасов, И.В.Быков, Е.А.Ганьшина, А.Б.Грановский, В.В.Рыльков, Д.В.Смирнов, Ж.Леотен, Б.Диени “Оптические свойства магнитных квази 2D нанокомпозитов в ИК области спектра”, Физика Твердого Тела 45, 897 (2001).

6. H.Akinaga, M.Mizuguchi, T.Manado, E.Ganshina, A.Granovsky, I.Rodin, A.Vinogradov, and A. Yurasov “Enhanced magnetooptical response of magnetic nanoclusters embedded in semiconductor”, Journ.Magn.Magn.Mat. 242-245, 470-472 (2002).

7. А. Грановский, И. Быков, Е. Ганьшина, В. Гущин, А. Козлов, А. Юрасов, Ю. Калинин, M. Инуе “Магниторефрактивный эффект в магнитных нанокомпозитах” ЖЭТФ, 123, вып. 6, 1256 (2003).

8. А.Б. Грановский, М. Инуе, Ж.П. Клерк, А.Н. Юрасов “Магниторефрактивный эффект в нанокомпозитах: зависимость от угла падения и поляризации света ФТТ (в печати) (2004).

9. A. Granovsky, A. Kozlov, A. Yurasov, M. Inoue, J.P. Clerc “Magnetorefractive effect in magnetic nanocomposites in reflection: dependencies on incident angle and polarization of light” in Nanostructured Magnetic Materials and their Applications, ed. Kluwer Academic Publishers, B. Aktas, L. Tagirov (2004) (in press).

10. Е.А. Ганьшина, А.Б. Грановский, А.Н. Виноградов, П.Н. Щербак, А.Н. Юрасов, Ф. Эрнульт, Б. Диени. “Многослойная наноразмерная система Co- Al2O3: магнитооптические свойства”, Сборник трудов Международного симпозиума “Порядок, беспорядок и свойства оксидов - ODPO-2002” (Сочи), ч.1, стр.

74.

11. А.Granovsky, M. Kuzmichov and A. Yurasov " Influence of granular size on optical and magneto-optical spectra of ferromagnetic granular alloys" Proceedings of Moscow International Symposium on Magnetism, Part II, Moscow, 1999, p. 223-226.

12. Е.Ганьшина, А.Грановский, А.Виноградов, П.Щербак, А.Юрасов, Ф.Эрнульт, Б.Диени “Исследование магнитооптических свойств многослойной наноразмерной системы CoAl2O3”, “Новые магнитные материалы микроэлектроники”, Сборник трудов XVIII Международной школы семинара, июнь 2002, Москва, c. 229.

13. A.B.Granovsky, E.A.Gan'shina, A.N.Vinogradov, A.N.Yurasov, H.R.Khan “Magneto-optical spectra of ferromagnetic Co-CoO composites”, Euro-Asian symposium "Trends in Magnetism", Ekaterinburg, February 27-March 2, 2001, p.44.

14. I.Bykov, E.Gan'shina, A.Granovsky, V.Guschin, A.Yurasov “Magnetorefractive effect in CoAl-O films”, Euro-Asian symposium "Trends in Magnetism", Ekaterinburg, February 27March 2, 2001, p.41.

15. H.Akinaga, M.Mizuguchi, T.Manago, A.Vinogradov, E.Gan'shina, A.Granovsky, I.Rodin, A.Yurasov “Enhanced magneto-optical response of magnetic nanoclusters embedded in semiconductor”, Joint European Magnetic Symposium, Grenoble, August 28 -September 1, 2001, p.60.

16. H.R.Khan, A.Granovsky, E.Gan'shina, M.Prudnikova, A.Vinogradov, A. Yurasov “Magnetic, magnetotransport and structural properties of ferromagnetic Co- Co oxides nanocomposites”, Joint EuropeanMagnetic Symposium, Grenoble, August 28 -September 1, 2001, p.168.

17. В.С.Гущин, А.Б.Грановский, Е.А. Ганьшина, И.В. Быков, А.А. Козлов, А.Н. Юрасов “Инфракрасные оптика и магнитооптика гранулированных магнитных пленок с гигантским магнитосопротивлением”, International Baikal Scientific Conference "Magnetic Materials", Irkutsk, September 21 - September 24, 2001, с. 31.

18. Е.А.Ганьшина, А.Б. Грановский, А.Н. Виноградов, И.К. Родин, А.Н. Юрасов “Усиление магнитооптических эффектов в гибридных системах и нанокомпозитах”, International Baikal ScientificConference "Magnetic Materials", Irkutsk, September 21 - September 24, 2001,с. 19.

19. И.В. Быков, Е.А. Ганьшина, А.Б. Грановский, В.С. Гущин, А.Н. Юрасов "Магнитооптические и оптические эффекты в гранулированных пленках Co-Al-O" Вторая международная конференция "Фундаментальные проблемы физики", Саратов2000, Материалы конференции, с. 53-54.

20. Е.А. Ганьшина, А.Б. Грановский, А.Н. Виноградов, Р. Ю. Кумаритова, А.Н. Юрасов "Магнитооптические свойства ферромагнитных нанокомпозитов" Вторая международная конференция "Фундаментальные проблемы физики", Саратов-2000, Материалы конференции, с. 60.

21. И.В. Быков, Е.А. Ганьшина, А.Б. Грановский, В.С. Гущин, А.Н. Юрасов "Магниторефрактивный эффект в гранулированных пленках с туннельным магнитосопротивлением", Вторая объединенная конференция по магнитоэлектронике, Екатеринбург-2000, с. 145-146.

22. Е.А. Ганьшина, А.Б. Грановский, Б. Диени, Р. Ю. Кумаритова, А.Н. Юрасов "Особенности магнитооптических спектров гибридных мультислоев Co/SiO2", “Новые магнитные материалы микроэлектроники”, Сборник трудов XVII Международной школы семинара, июнь 2000, Москва с. 592-594.

23. E.Ganshina, A.Granovsky, A.Yurasov, B.Dieny "Magneto-optical spectra of discontinuous multilayers Co/SiO2 with tunnel magnetoresistance", Symposium on Spin-Electronics, Halle, Germany, 2000, Воок of Abstracts p. 58.

24. А.Granovsky, M. Kuzmichev, A. Yurasov "Effect of spin-dependent scattering and tunneling on optical properties of granular systems", Symposium on Spin- Electronics, Halle, Germany, 2000, Воок of Abstracts, p. 79.

Цитируемая литература 1. G.A. Niklasson, C.G. Granqvist. J. Appl. Phys. 55 (1984) 3382.

2. E. Ganshina, A. Granovsky, V. Gushin, M. Kuzmichov, P. Podrugin, A.Kravetz, E. Shipil. Physica A 241 (1997) 45.

[3]. F. Brouers, A. Granovsky, A. Sarychev, A. Kalitsov Physica A 241 (1997) 284.

[4]. V.M. Shalaev. Physics Reports 272 (1996).

[5]. Г.А. Болотин. ФММ 39 (1975) 731.

[6]. M. Buttiker, R.Landauer, Phys.Rev.Lett. 49 (1982) 1739.

[7]. В.М. Маевский. ФММ 59 (1985) 213.

Pages:     | 1 | 2 ||






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