На підставі результатів комплексного дослідження електрофізичних властивостей, фазових перетворень і дифузійних процесів встановлено кореляцію між електрофізичними властивостями і структурно-фазовим станом плівкових матеріалів. Вперше вивчено процеси фазоутворення в двошарових плівках Ni/V, Ni/Cr, Ni/Co та Co/Cr. Виявлено можливість формування заданого структурно-фазового стану плівкових матеріалів методом зміни товщини компонент двошарової структури та режимів термообробки. Встановлено імовірні типи багатоатомних кластерів, які утворюються у колоні мас-спектрометра під час взаємодії первинного пучка іонів аргону з двошаровими плівковими зразками. На підставі дослідження взаємної дифузії атомів показано, що наявність кластерів істотно не впливає на форму дифузійних профілів. Здійснено розрахунок коефіцієнтів взаємної дифузії атомів у процесі зерномежової конденсаційно-стимульованої дифузії та термодифузії. Встановлено, що у першому випадку величина коефіцієнта дифузії на порядок вища у порівнянні з термодифузією. Доведено вплив на температурні залежності опору та температурного коефіцієнта опору (ТКО) фазових перетворень і дифузійних процесів у двошарових плівкових системах Ni/V, Ni/Cr, Ni/Co та Co/Cr. Апробовано теоретичні моделі розмірного ефекту в ТКО двошарових плівок і плівкових сплавів. Показано існування чіткої кореляції між величиною ТКО та структурно-фазовим станом плівкових систем.

  Скачати повний текст

Дисертацiя присвячена вирiшенню наукової проблеми впливу структурно-фазового стану, розмірних та концентраційних ефектів на фізичні властивості плівкових магнітних систем на основі перехідних 3d металів. Для зразків тонкоплівкових сплавів товщиною 20 ≤ d ≤ 85 нм установленні закономірності формування структурного стану, фазового складу, магнітних, магніторезистивних, магнітооптичних та електрофізичних властивостей від складу та товщини плівки, від матеріалу матриці, від температури вимірювання та від температури відпалювання. Проведено апробацію теорії Левінштейна для прогнозування порогу структурної перколяції зразків гранульованих плівкових сплавів CoxAg100-x різної товщини (20, 35, 45 і 85 нм), яка показала якісне узгодження теорії з експериментом. Встановлено, що у тришарових плівкових системах спін-вентильного типу магнітні, магнітотранспортні та структурні характеристики залежать від товщини наношарів немагнітного та магнітного матеріалів. Експериментально показано, що відпалювання зразків двошарових, тришарових плівок та тонкоплівкових сплавів завжди спричиняє зміни магнітних, магніторезистивних та електрофізичних властивостей за рахунок змін структурно-фазового стану.^UThe thesis is devoted to the solution of the scientific problem of the influence of a structural-phase state, size, and concentration effects on physical properties of film magnetic systems on the basis of transitional 3d metals. The regularities of structural state formation, phase composition, magnetic, magnetoresistive, magneto-optical and electrophysical properties of film composition and thickness, matrix material, measurement temperature, and annealing temperature are established for samples of thin film alloys with a thickness of 20 ≤ d ≤ 85 nm. The Levinshtein theory was used to predict the threshold of structural percolation of samples of granular film alloys CoxAg100-x of different thickness (20, 35, 45, and 85 nm), which showed a qualitative agreement between the theory and the experiment. In a three-layer film system of the spin-valve type, the magnetic, magnetotransport and structural characteristics depend on the thickness of the nanolayer of nonmagnetic and magnetic materials. It was experimentally shown, that annealing of samples of two-layer, three-layer films and thin film alloys always leads to changes in magnetic, magnetoresistive and electrophysical properties due to changes in the structural-phase state.