WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 ||

что в несколько раз ниже порога протекания, и все M(T ) C (T ) =, (4) образцы проявляли отчетливо диэлектрическое повеH T - p дение. Сдвиг порога перколяции к Gcrit = 0.5-0.m где (T ) — магнитная восприимчивость, M(T ) —насвойствен тонкопленочным объектам [11,12]. Для магниченность, H — напряженность магнитного поля образцов, имеющих на кривых R(T ) минимум и и p — парамагнитная температура Кюри. В качестве максимум, наибольшее значение Cm не превышало 0.06, а удельная электропроводность образцов при Tmax ( = 2.3 · 10-9-3.1 · 10-11 -1 · cm-1) на 11-13 порядков ниже минимума металлической проводимости (min 102 -1 · cm-1 [13,14]). Это является ярким свидетельством того, что природа участка на кривых R(T ) при T < Tmax с производной dR/dT > в манганитах не обязательно связана с реализацией металлической проводимости в окрестности Tmax и кластеризованных структурах может быть обусловлена увеличением размеров металлических кластеров с понижением температуры [4,5].

На рис. 6, в соответствии с формулой (2), представлена экспериментальная зависимость = f (L), описывающая изменение удельного сопротивления образцов в пределах 7 порядков за счет изменений концентрации и размеров кластеров. Величина 0 10-1 · cm на порядок выше значения, соответствующего min, что Рис. 7. Температурная зависимость намагниченности для обусловлено не только малым размером кластеров, но пленки a-LaSrMnO с Ts = 20C. Квадраты соответствуют экси низкой концентрацией свободных дырок в результате периментальным данным, сплошная кривая отображает закон их локализации в периферийных областях кластеров. Кюри-Вейсса.

Журнал технической физики, 2006, том 76, вып. Фазовые переходы в атомной, электронной и магнитной подсистемах пленок LaSrMnO... примера на рис. 7 приведена температурная зависимость намагниченности (при H = 6kOe) для образца с Ts = 20C, которая описывается соотношением:

M(T)/H = 4.05 · 10-5 + 3.12 · 10-2/(T + 5.045).

Отрицательное значение p, в соответствии с (4), характеризует тенденцию к антипараллельной ориентации локальных магнитных моментов в ансамбле атомов парамагнитной пленки [16]. Результаты анализа дифракционных картин (рис. 1) показывают, что в структуре образцов, проявляющих парамагнитные свойства, имеются кластеры, которые по своему атомному порядку соответствуют кластерам, выявляемым в кристаллических ферромагнитных пленках манганитов [4,5]. Однако концентрация и размеры таких кластеров малы, что Рис. 8. Типичные температурные зависимости магнитной приводит к слабому взаимодействию между локальными восприимчивости для пленок a-LaSrMnO в парамагнитном магнитными моментами ансамбля кластеров и препят- состоянии (образцы с Ts = 20 и 100C) и при наличии ферромагнитных кластеров (образцы с Ts = 300C).

ствует установлению дальнего магнитного порядка.

Группа кластеров большого размера структурой [4,5,18]. Наряду с существенным увеличением магнитной восприимчивости (рис. 8) по сравнению В структурах, формирующихся при Ts = 250-300C, с парамагнитным состоянием (кривые для образцов с имеет место высокая концентрация кластеров большого Ts = 20 и 100C) наблюдается существенное различие размера 200-300, часть из которых превратилась между зависимостями, полученными в режимах FC в кристаллики, интенсивность рассеяния которых на (измерения после предварительного охлаждения образпорядок выше интенсивности рассеяния от остальных цов в магнитном поле) и ZFC (после охлаждения кристаллических кластеров. В результате имеем размерв нулевом поле). FC-кривые имеют тенденцию к наный фазовый переход от мезоскопического порядка к сыщению при низких температурах, что свойственно дальнему. Изменения характера дифракционной картиферромагнетикам, ZFC-кривые имеют колоколообразны, когда появляются интенсивные дебаевские отраженый вид, характерный для кластерных спиновых стения на фоне гало, показывают, что в этих структурах кол. Различие между FC- и ZFC-кривыми выявляется реализуется переход: аморфное состояние-кристалл, в только в слабых (H < 1kOe) полях. Ферромагнетизм объеме пленки содержится 20% кристаллической фахарактерен для пленок с Ts = 250-300C, в которых зы. При этом одна из ярких линий, на гало 2 (рис. 1), локальные области в виде металлических кластеров соответствует семейству плоскостей (004) орторомбичес магнитным упорядочением испытывают переход от ской фазы, включающих Mn(3-4)+–O связи. Увеличение мезоскопического к дальнему атомному порядку в струкконцентрации ионов Mn4+ стимулирует быстрый рост туре, т. е. при развитии процесса фазового перехода электрической проводимости (рис. 5,c) и проявление аморфного состояния в кристаллическое. В магнитной ферромагнетизма (рис. 8, кривые FC и ZFC для пленки подсистеме при этом имеет место фазовый переход с Ts = 300C).

парамагнетикферромагнетик (рис. 8).

Электрические свойства. Наличие разновалентных ионов марганца Mn3+ и Mn4+ в диэлектрической аморфной среде приводит к тому, что при низких Выводы температурах основным механизмом электропроводности становится прыжковая проводимость с переменной На основании исследований полной дифракционной длиной прыжка. Температурная зависимость сопротив- картины когерентного и некогерентного рассеяний рентления (рис. 5,c) образцов этой группы соответствует геновских лучей аморфными пленками LaSrMnO устазакону Мотта [17]: новлены следующие закономерности эволюции структуры при увеличении температуры роста слоев в интервале Ts = 20-300C.

T = 0 exp. (5) 1. Впервые выявлены изменения интенсивности эксT тремального характера когерентного и некогерентного М а г н и т н ы е с в о й с т в а. Температурные зависимо- рассеяния при Ts = 100C, доказывающие существовасти магнитной восприимчивости (T ) образцов этой ние фазового перехода типа беспорядокпорядок в группы имеют черты, свойственные ферромагнитным мелких группировках атомов (в аморфных кластерах с пленкам манганитов LaCa(Sr)MnO с кристаллической размером D 20 ) с последующим разупорядочением Журнал технической физики, 2006, том 76, вып. 118 З.А. Самойленко, В.Д. Окунев, Е.И. Пушенко, Н.Н. Пафомов, R. Szymczak...

структуры при Ts = 150C, о чем свидетельствует мак- [13] Самойленко З.А., Окунев В.Д., Пушенко Е.И., Дьяченсимум интенсивности некогерентного рассеяния. ко Т.А., Черенков А., Gierlowski P., Lewandowski S.J., Abal’oshev A., Klimov A., Szewczyk A. // ЖТФ. 2003. Т. 73.

2. Усиление интенсивности (от 10 до 60%) когеС. 118–124.

рентного рассеяния в интервале Ts = 150-300C с [14] Окунев В.Д., Самойленко З.А., Дьяченко Т.А., Szymczak R., появлением дебаевских линий на фоне гало свиBaran M., Gierlowski P. // ФТТ. 2004. Т. 46. № 10. С. 1831– детельствует о развитии фазового перехода аморф1840.

ное состояниекристалл с заменой кластерного (D [15] Окунев В.Д., Самойленко З.А., Исаев В.А., Klimov A., 100-200 ), мезоскопического, атомного порядка Lewandowski S.J. // Письма в ЖТФ. 2002. Т. 28. Вып. 2.

дальним, кристаллическим.

С. 12–20.

3. Показано, что эволюция атомного строения аморф[16] Белов К.П., Бочкарев Н.Г. // Магнетизм на Земле и в ных пленок a-LaSrMnO интервале Ts = 20-300C соКосмосе. М.: Наука, 1983. 192 с.

провождается перестраиванием электронной и магнит[17] Мотт Н., Дэвис Э. Электронные процессы в некристалной подсистем и проявляется в снижении удельного лических веществах. М.: Мир, 1982. Т. 1. 368 с.

сопротивления (при T = 220 K) на девять порядков: от [18] Демин Р.В., Королева Л.И., Шимчак Р., Шимчак Г. // 3 · 1010 (Ts = 150C) до 4.8 · 101 · cm (Ts = 300C) и Письма в ЖТФ. 2002. Т. 75. Вып. 7. С. 402–406.

смене туннельного механизма проводимости на прыжковый с переменной длиной прыжка.

4. В магнитной подсистеме при переходе от мезоскопического к дальнему атомному порядку осуществляется фазовый переход типа парамагнетикферромагнетик.

Работа частично поддержана грантом Польского правительства № 2 P03B 044 23.

Список литературы [1] Okunev V.D., Samoilenko Z.A., Svistunov V.M., Abal’oshev A., Dynowsla E., Gierlowski P., Klimov A., Lewandowski S.J. // J. Appl. Phys. 1999. Vol. 85. N 10. P. 7282–7290.

[2] Самойленко З.А., Окунев В.Д., Дьяченко Т.А., Пушенко Е.И., Lewandowski S.J., Gierlowski P., Klimov A., Abal’oshev A.A. // ЖТФ. 2004. Т. 74. Вып. 4. С. 58–65.

[3] Самойленко З.А., Окунев В.Д., Пушенко Е.И., Дьяченко Т.А., Черенков О.П., Szymczak R., Szymczak H., Lewandowski S.J., Baran M., Gierlowski P. // ЖТФ. 2004.

Т. 74. Вып. 5. С. 50–55.

[4] Okunev V.D., Samoilenko Z.A., Abal’oshev A., Baran M., Berkowski M., Gierlowski P., Lewandowski S.J., Szewczyk A., Szymczak H., Szymczak R. // Phys. Lett. A. 2004. Vol. 325.

P. 79–85.

[5] Okunev V.D., Samoilenko Z.A., Pafomov N.N., Plehov A.L., Szymczak R., Baran M., Szymczak H., Lewandowski S.J., Gierlowski P., Abal’oshev A. // Phys. Lett. A. 2004. Vol. 332.

P. 275–285.

[6] Samoilenko Z.A., Okunev V.D., Pushenko E.I., Abal’oshev A., Baran M., Gierlowski P., Lewandowski S.J., Szymczak R. // Acta Physica Polonica A. 2004. Vol. 105. N 1–2. P. 93–98.

[7] Окунев В.Д., Пафомов Н.Н., Самойленко З.А., Свистунов В.М. // Письма в ЖТФ. 1993. Т. 19. Вып. 5. С. 39–42.

[8] Китайгородский А.И. Порядок и беспорядок в мире атомов. М.: Наука, 1966. 167 с.

[9] Китайгородский Л.И. Рентгеноструктурный анализ мелкокристаллических и аморфных тел. М.: Наука, 1952.

588 с.

[10] Кривоглаз М.А. // Электронная структура и свойства металлов и сплавов: Сб. науч. тр. Киев: Наук. думка, 1988.

С. 3–39.

[11] Шкловский Б.И., Эфрос А.Л. Электронные свойства легированных полупроводников. М.: Наука, 1979. 416 с.

[12] Ханикаев А.Б., Грановский А.Б., Клерк Ж.-П. // ФТТ.

2002. Т. 44. Вып. 9. С. 1537–1539.

Журнал технической физики, 2006, том 76, вып.

Pages:     | 1 ||



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

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.