Экспериментальное исследование динамики спиновой намагниченности металла вблизи поверхности методом ЭПР
Диссертация
Результата изложенной вше работы могут найти практическое применение при отработке технологии производства многослойных металлических систем, поскольку возможность наблюдения эффектов поверхностной релаксации тесно связана с наличием электрического контакта между слоями. Преимуществом такого метода является его бесконтактность. Другой областью использования изложенного материала является… Читать ещё >
Содержание
- 1. ОБЗОР ОСНОВНЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ И ТЕОРЕТИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ СРЭП В МЕТАЛЛАХ
- 1. 1. Мэдифицированное уравнение Блоха
- 1. 2. Решение модифицированного уравнения Блоха в рамках феноменологического подхода
- 1. 3. Феноменологическое описание формы линии СРЭП
- 1. 4. Микроскопическое описание поверхностной релаксации
- 1. 5. Постановка задачи
- 2. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА
- 2. 1. Технология приготовления образцов
- 2. 2. Методика измерения толщины пленок и защиты их от окисления
- 2. 3. Аппаратура для записи сигналов СРЭП и ФМР
- 3. СПИНОВЫЙ РЕЗОНАНС В УСЛОВИЯХ КРОСС-РЕЛАКСАЦИИ ЭЛЕКТРОНОВ ПРОВОДИМОСТИ И МАГНИТНЫХ МОМЕНТОВ НА ПОВЕРХНОСТИ ОБРАЗЦА
- 3. 1. Особенности экспериментальной методики и результаты измерений
- 3. 2. Анализ формы линии
- 3. 3. Интерпретация и обсузкднние экспериментальных результатов
- Выводы
- 4. СИЛЬНАЯ ПОВЕРХНОСТНАЯ МАГНИТНАЯ РЕЛАКСАЦИЯ ЭЛЕКТРОНОВ ПРОВОДИМОСТИ
- 4. 1. Особенности экспериментальной методики и результаты измерений
- 4. 2. Теория формы линии резонанса
- 4. 2. 1. Несимметричные граничные условия
- 4. 2. 2. Анализ формы линии при симметричных граничных условиях
- 4. 3. Интерпретация и обсуждение полученных экспериментальных результатов
- Выводы
- 5. ОСОБЕННОСТИ ФЕРРОМАГНИТНОГО РЕЗОНАНСА В ПЛЕНКАХ ЖЕЛЕЗА ПРИ НАНЕСЕНИИ НА ИХ ПОВЕРХНОСТЬ ПАРАМАГНИТНОГО МЕТАЛЛА
- 5. 1. Методика и результаты эксперимента
- 5. 1. 1. Результаты исследования Ш? в пленках железа
- 5. 1. 2. Методика и результаты эксперимента в биметаллических образцах
- 5. 2. Теория размерной зависимости ширины линии
- 5. 3. Обсуждение результатов
- 5. 1. Методика и результаты эксперимента
- Выводы
Список литературы
- Платцман Ф., Вольф П. Волны и взаимодействия в плазме твердого тела, М.: «Мир», 1975, с. 284 — 295.
- Pifer J.H. and Magno R. Conduction-electron spin resonance in a lithium film. Phys.Rev., 1971, B?, Ю, p.663 — 673.
- Janossy A. and Monod P. Spin relaxation of conduction electrons at a surface. J.Phys.F: Met.Phys., 1973, 2, N9, p.1752 1759.
- Vigoroux B. and Rolland J.G. Conduction electron spin relaxation at Li/Cu interface. J.Phys.Letters, 1978, ?9, N15, P. L261 — L262.
- Graham G.W. and Silsbee R.H. Transmission electron-spin resonance in cooper-niobium sandwiches. Phys.Rev., 1980, B22, N9, p.4184 — 4191.
- Magno R. and Pifer J.H. Conduction-electron spin-resonance study of bimetallic samples. Phys.Rev., 1974, BIO, N9, p.3727 3738.
- Flesner L.D., Fredkin D.R. and Schultz S. Transmission electron spin resonance as a probe of the metallic interface. Solid State Comm., 1976, — 18, N2, p.207 — 210.
- Janossy A. and Csermak K. Interface conduction electron spin relaxation in lithium-cooper double layers. КЖ1−74−17, 1974.
- Allam L. and Vigouroux B. Conduction electron spin resonance in lithium-3d metal double layers Solid State Comm., 1981. 40, N10, p.955 — 959.
- Vigouroux B. and Gourdon J.C. Conduction electron spin relaxation at bimetallic Li-Me interfaces (Me: Si, Cu, Zn, Sn, Sb, Bi). J.Phys.F: Met.Phys., 1981, F7, p.1505 — 1519.
- Janossy A. and Monod P. Investigation of magnetic coupling at the interface of a ferromagnetic and paramagnetic metal by conduction electron spin resonance. Solid State Comm., 1976, 18, N2, p.203 — 205.
- Monod P. and Janossy A. Conduction electron spin resonance in gold. J. Low Temp.Phys., 1977, 26, N½, p.311 — 316.
- Ген М.Я., Петинов В. И. Электронный парамагнитный резонанс на мелкодисперсном литии. ЮТФ, 1965, вып.1, с. 29 — 33.
- Asayama К.A. and Oda V. Size dependence of the electron spin relaxation in metallic lithium. J.Phys.Soc.Japan, 1967, 22, Ю, 937 p.
- Saiki K., Fujta T. and Shimisu V. Electron spin resonance in fine particles of metallic lithium. J.Phys.Soc.Japan, 1972, Д2, p.447 450.
- Wang S-K. and Schumacher R.T. Measurement of conduction-electron-spin relaxation in sodium, 14 20 K. — Phys.Rev., 1973, B8, p.4119 4124.
- Schumacher R.T. and Wang S-K. Measurement of conduction-electron-spin relaxation in sodium, 14 20 K. A correction.
- Phys.Rev., 1974, M2> N5, p.2129 2130.
- Жихарев B.A., Кессель А. П., Харахашьян Э. Г. и др. Спиновое эхо на электронах проводимости в металлах. ЖЭТФ, 1973, 64″ вып.4, с. 1356 — 1366.
- Sharp-Dent G., Hardiman М., Sambles J.R. and Cousins J.E. Sample size effect on the spin resonance of conduction electrons in aluminium. Phys.stat.sol., 1976, b75, N1, p.155 -161.
- Braim S.P., Sambles J.R. and Cousins J.E. Samples size effect on the spin resonance of conduction electrons in silver. Solid State Comm., 1978, 28, N12, p.981 — 984.
- Gordon D.A. Conduction-electron spin resonance in small particle of sodium. Phys.Rev., 1976, B13, p.3738 — 3747.
- Kato T., Huramatsy S. and Hiracawa H. Transmission electron spin resonance in cooper. J.Phys.Soc.Japan, 1978, 44, №, -p. 449 — 452.
- Walker M.B. Surface relaxation and quasiparticle interactions in conduction-electron spin resonance. Phys.Rev., 1971, B3, N1, p.30 — 41.
- Feher G. and Kip A.P. Electron spin resonance absorption in metals. I. Experimetal. Phys.Rev., 1955, 98, N2, p.337 -348.
- Хабибуллин Б.М., Харахашьян Э. Г. Парамагнитный резонанс на электронах проводимости в металлах. УФН, 1973, III. вып. З, с. 483 — 505.
- Watts A.J. and Cousins J.E. Temperature dependence spin-lattice relaxation times for conduction electrons in lithium particles in n-irradioted lithium fluoride. Phys.stat.sol., 1968, 30, Fl, p. Ю5 112.
- Eigler D.M. and Schultz S. Clarification of the measurement of surface spin relaxatuon via conduction electron spin res onance. — Sol. State Gommun., 1982, 44, N2, p.1565 -1568.
- Устинов В.В. Форма линии спинового резонанса электронов проводимости в металлах при сильной поверхностной релаксации. ФММ, 1978, 45, вып. 3, с. 473 — 483.
- Замалеев И.Г., Харахашьян Э. Г. Спиновая релаксация электронов проводимости при произвольной величине вероятности рассеяния на поверхности металла. Письма в ЕЭТФ, 1978, 27, вып.12, с. 677 — 680.
- Окулов В.И., Устинов В. В. Поверхностная релаксация магнитного момента и граничное условие для спиновой функции распределения электронов проводимости в металле. ФММ, 1977, 44, вып.1, с. 43 — 55.
- Устинов В.В. Граничные условия к кинетическим уравнениям движения намагниченности электронов проводимости металла с поверхностными парамагнитными примесями. ТМФ, 1980, 44, 1?3, с. 387 — 399.
- Ustinov V.V. Surface spin-flip scattering of conduction electrons and resonance phenomena in metals. In: Proceeding4.у.of the 10 Int.Symp.Electronic Structure of metals and alloys. Dresden, 1980, p.169 180.
- Устинов В.В. В кн.: Электронная структура и свойства твердых тел, Спиновый резонанс и поверхностная релаксация электронов проводимости в металлах, Свердловск, 1982, с.57−63.
- Griswold J., Kip А.P. and Kittel G. Microwave spin resonance absorption by conduction electrons in metallic sodium. Phys.Rev., 1952, 88, Щ, p.951 — 953.
- Taupin G. Resonance magnetiques de petites particules de lithium. J.Phys.Chem.Sol., 1967, 28, N1, p.41 — 47.
- Damay P. and Sienko M.J. Conduction electron spin resonance in metallic lithium, Phys.Rev., 1967, B13, H2, p.603 612.
- Петинов В.И., Ардашев А. Ю. Электронный парамагнитный резонанс на мелких частицах натрия. ФТТ, 1969, П, вып.1,с.3 7.
- Витол А.Я., Харахашьян Э. Г., Черкасов Ф. Г., Шварц К. К. Парамагнитный резонанс электронов проводимости в коллоидах натрия в аддитивно окрашенных кристаллах ЛЬС£. ФТТ, 1971, 13, вып.7, с. 2133 — 2135.
- Lue J.Т. Spin-lattice relaxation time of conduction electrons in alkali metals: Sodium. 11 Nuovo Cimento, 1974, 22, N1, p. f — 12.
- McMillan R.C., King C.J., Miller B.S. and Carison F.F. Temperature dependence of electron spin resonance in colloidal sodium. J.Phys.Chem.Sol., 1962, N10, p.1379 — 1380.
- Vescial F., Van der Ven N.S. and Schumacher R.T. Spin-lattice relaxation time of conductoon electrons in sodium metal. Phys.Rev., 1964, A134, N5, p.1286 — 1290.
- Kolbe W. Spin relaxation time of conduction electrons in bulk sodium metal. Phys.Rev., B^, N2, p.320 — 323.
- Bullet J., Car R. and Myles C.W. Size dependence of the conduction-electron spin-resonance g-shift in a small sodium particle: Orthogonolized standing-wave calculations. Phys. Rev., 1982, B26, N5, p.2414 — 2436.
- Walsh W.M., Rupp L.W. and Schmidt R.H. g-value of potassium conduction electrons. Phys.Rev., 1966, 142, N2, p.414- 417.
- Devine R.A.B. and Dupree R. Spin lattice relaxation in liquid and solid potassium. Phylos.Mag., 1970, 22, p.657- 662.
- Schultz S. and Shanabarger M. Observation of electronspin resonance in rubidium and cesium. Phys.Rev.Lett., 1966, 16, N5, p.178 — 181.
- Walsh W.M., Rupp L.W. and Schmidt P.H. g-value of rubidium and cesium conduction electrons. Phys.Rev., 1966, 16, N5, p.181 — 183.
- Cousins J.E. and Dupree R. Electron spin resonance of electrons in berilium. Phys.Lett., 1965, 19, N6, p.464 — 465.
- Bowring S.B., Smithard M.A. and Cousins J.E. Conduction electron spin resonance in magnesium. Phys.Stat.Sol., 1971, 4?, N2, p.625 — 630.
- Damay P., David Т., Sienko M.J. Conduction electron spin resonance in metallic calcium. J.Chem.Phys., 1974, 6J, N10, p.4369 — 4371.
- Janossy A. and Monod P. Conduction electron spin transmission in normal metals. КЖ1 — 1977 — 10, 1977.
- Monod P. Conduction electron spin resonance in palladium. Journal de Physique, 1978, 22, supplement an n°8, p. C6−1472 -1477.
- Vier D.C. and Schultz S. Observation of conduction electron spin resonance in both the normal and superconducting states of niobium. Phys.Rev.Lett., 1983, 98A, N5,6, p.283−286.
- Torrey H.C. Bloch equations with diffusion terms. -Phys.Rev., 1956, .104, N3, p.563 565.
- Kaplan J.I. Application of the diffusion-modified Bloch equation to electron spin resonance in ordinary and ferro-magnet metals. Phys.Rev., 1959, N3, p.575 — 577.
- Schultz S. and Latham G. Observation of electron spin resonance in cooper. Phys.Rev.Lett., 1965, .15, N4, p.148 -151.
- Азбель М.Я., Герасименко В. И., Лифшиц И. М. К теории парамагнитного резонанса в металлах. ЖЭТФ, 1958, 35, вып. З, с. 691 — 702.
- Dunifer G.L., Pinkel D. and Schultz S. Experimental determination of Landau-Fermi-liquid-theory parameters- Spin waves in sodium and potassium. Phys.Rev., 1974, B10, N9, p.3159 — 3185.
- Силин В.П. К кинетике парамагнитных явлений. ЖЭТФ, 1956, 30, № 2, с. 421 — 422.
- Силин В.П., Рухадзе А. А. Электромагнитные свойства плазмы и плазмоподобных сред, Москва, Госатомиздат, 1961, § 30.
- Силин В.П. Спиновые волны в неферромагнитных металлах. Дополнение к монографии А. И. Ахиезера, В. Г. Барьяхтара, С. В. Пелетминского. Спиновые волны, Москва, «Наука», 1967.
- Menard M.R. and Walker М.В. Boundary conditions describing surface relaxation in conduction electron spin resonance. Can.J.Phys., 1974, 52, N1, p.61 — 67.
- Meservey R. and Tedrow P.M. Surface relaxation times of conduction-electron spin in superconductors and normal metals. Phys.Rev.Lett., 1978, 4J, N12, p.805 — 808.
- Sambles J.R. and Cousins J.E. Spin scattering and spin-orbit coupling in metals. Solid State Comm., 1979, 32, N11, p.1021 — 1024.
- Замалеев И.Г., Кессель A.P., Тейтельбаум Г. Б., Харахашьян Э. Г. Форма линии парамагнитного резонанса электронов проводимости в металлических слоях. ФММ, 1972, 34, вып.1, с. 16 — 20.
- Окулов В.И., Устинов В. В. Граничное условие для функции распределения электронов, рассеивающихся на поверхности металла. ЖЭТФ, 67, № 3,1974, с. 1176 — 1189.
- Окулов В.И., Устинов В. В. Поверхностное рассеяние электронов проводимости и кинетические явления в металлах. ФНТ, 1979, 5, № 3, с. 213 — 252.
- Устинов В.В. Спиновый резонанс в пленке металла с локализованными на поверхности магнитными примесями. ФТТ, 1980,22, вып.5, с.1433 1438.
- Yafet Y. g-factors and spin-lattice relaxation of conduction electrons. Solid State Phys., 1963, .14, p.1 — 98.
- Шанк Ф. Структуры двойных сплавов. Москва: «Металлургия», 1973, 354 с.
- Технология тонких пленок. Под редакцией Л. Майсел, Р.Глэнг. Москва: чСов. радио", 1974, т.1
- Иванов Р.Д. Магнитные металлические пленки в микроэлектронике. Москва: «Сов. радио», 1980.
- Тагиров Р.И. Исследование магнитной одноосности в ферромагнитных пленках. Диссертация на соискание уч.ст.к-та физ.-мат.наук. Свердловск, 1969 г.
- Светицкий Н.С. Стилоскоп.Москва-Ленинград.Гостехиздат, 1948.
- Пул Ч. Техника ЭПР-опектроокопии."Мир", 1973.
- Медведев Е.Ю., Бочегов В. А., Дерябин Ю. И. и др. Автоматизированный система рентгено-структурных исследований аморфных тел. В кн.: Аппаратура и методы рентгеновского анализа. Ленинград: «Машиностроение», 1983, вып.29, с. 79 — 84.
- Cherkasov P.G., Kharakhash’yan E.G., Yadanov V.P. Spin-echo measurement of conduction electron self-diffusion coffi-cient in metal. Phys.Lett., 1975, 50A, N6, p.399 — 400.
- Moodera J.S. and Meservey R. Magnetic proximity effect in thin films of Ni on nonmagnetic metals. Phys.Rev., 1984, B29, N6, p.2943 — 2946.
- Tersoff J. and Palikov L.M. Magnetic and electronic properties of Ni films, surfaces and interfaces. Phys.Rev., 1982, B26, N11, p.6186 — 6208.
- Тонкие ферромагнитные пленки. Под редакцией Р.В.Телесни-на. Москва:"Мир", 1964, Гл. 8.
- Hine S., Shigematsy, Shinjo Т. and Takado Т. Interface magnetism of epitaxial Pe films on Sb by Mossbayer effect. -J.de Physique, G2, suppl.3, 1979, 40, G2−82 C2−85.
- Медведев Е.Ю., Дерябин Ю. И., Романюха А. А., Остерн A.M. Автоматизированный спектрометр ЭПР для исследования металлических пленок. Депонировано в ВИНИТИ, № 3279−84 ДЭП., 22.5.84.
- Романюха А.А., Степанов А. П., Устинов В.В., Влияние поверхностной магнитной кросс-релаксации на спиновый резонанс электронов проводимости в литии. ФММ, 1983, 56, вып. З, с.484 494.
- Романюха А.А., Степанов А. П., Устинов В.В. Исследование поверхностной магнитной кросс-релаксации в литии методом
- ЭПР. Тезисы докладов Всесоюзной конференции по магнитному резонансу в конденсированных средах (физические аспекты), Казань, 1984, часть №№, с. 8.
- Романюха А.А., Степанов А. П., Устинов В. В. Сильная поверхностная магнитная релаксация электронов проводимости в пленках Li -fe. ФММ, 1984, 57, вып. З, с. 493 — 499.
- Кобелев А.В., Романюха А. А., Степанов А. П., Устинов В. В. Размерный эффект в магнитном резонансе в двуслойных пленках Fe -Li . ФММ, 1984, 58, вып. 6, С. Ц64-Ц70.