Search academic texts

Registration Number

0825U004104, PhD dissertation

Status

Доктор філософії

Date

15-01-2027

popup.evolution

o

Title

The influence of crystal structure on magnetostatic and magnetodynamic properties of epitaxial films of Heusler alloys

Author

Dariіa L. Popadiuk,

popup.head Volodymyr O. Golub
popup.opponent Viacheslav V. Lizunov
popup.opponent Dariia V. Savchenko
popup.review Ihor V. Gerasimchuk
popup.review Larysa Y. Kozlova

Description

Основною метою досліджень, проведених у дисертаційній роботі, було визначення впливу мікро та мезоскопічної кристалічної структури епітаксіальних плівок сплавів Гейслера на їх магнітні та магнітотинамічні характеристики, а також встановлення технологічних методів їх контролю. Cтворення магнітної наноелектроніки потребує розв’язання низки як фундаментальних, так і технологічних проблем. Серед фундаментальних слід зазначити проблеми керування магнітною динамікою та магнітними параметрами наносистем (магнітною анізотропією, коефіцієнтами затухання, обмінною константою, тощо). З прикладної точки зору є нагальна необхідність пошуку матеріалів, які мають параметри, що відповідають вимогам конкретних систем та приладів, а, з іншого боку, є високотехнологічними і можуть бути легко інтегровані в сучасні промислові цикли. Найбільш привабливим було б використання суцільнометалевих магнітних елементів, технологія виготовлення яких є достатньо відпрацьованою і дозволяє використовувати стандартні технологічні потужності. Крім того, такі елементи можуть бути легко інкорпоровані в сучасні мікросхеми. Одним з найбільш перспективних матеріалів для цього вважаються сплави Гейслера. Розрахунки показують, що деякі сплави Гейслера можуть мати стовідсоткову спінову поляризацію. Дане твердження досі залишається теоретичним передбаченням, але ступінь спінової поляризації в цих сплавах є значними в області кімнатних температур, і вони вже використовуються в спінтрониці. Крім того, сплави Гейслера на основі заліза та кобальту характеризуються найнижчим серед металічних феромагнетиків коефіцієнтом магнітного затухання, що відкриває шлях для їх застосування в елементах магноніки. Основною проблемою на шляху використання сплавів Гейслера в спінтроніці та магноніці є той факт, що їхні магнітні властивості суттєво залежать від кристалічної структури (ступеня впорядкованості, однорідності, розмірів кристалітів, двійникової структури, тощо), яка, в свою чергу, визначається технологію виготовлення та обробки. Тому встановлення взаємозв’язку між кристалічною структурою та магнітними параметрами цих матеріалів, а також розробка магнітних структур з контрольованими параметрами є актуальною задачею. В даній дисертаційній роботі досліджувались фізичні закономірності формування магнітних характеристик епітаксіальних плівок сплавів Гейслера. Дисертаційна робота складається з чотирьох розділів. У Вступі викладено основні аргументи щодо актуальності обраної теми, визначено основну мету та завдання дослідження, а також окреслено об’єкт і предмет вивчення. Крім того, представлені ключові наукові положення, які винесені на захист і відображають новизну отриманих результатів, показано особистий внесок здобувача у виконані роботи. Також наведена інформація про апробацію наукових результатів на фахових наукових конференціях та про зв’язок дисертаційного дослідження з науково- дослідницькими роботами. Перший розділ містить інформацію про сучасний стан дослідження тонких плівок сплавів Гейслера та обгрунтування актуальності та новизни результатів, які описані в подальших розділах. Наведені основні данні про структуру та магнітні властивості сплавів Гейслера з акцентом на особливості, які мають місце в тонких епітаксіальних плівках цих матеріалів. В другому розділі наведена коротка інформація щодо експериментальних методів, які використовувались в даній роботі для дослідження структурних та магнітних властивостей зразків (енерго-дисперсійна рентгенівська спектроскопія, рентгенівська дифракція, атомно-силова мікроскопія, вібраційна магнітометрія, феромагнітний резонанс та Бріллюенівське розсіювання), та основні фізичні принципи, які лежать в їх основі. Третій розділ присвячений дослідження структури та магнітних властивостей епітаксіальних плівок сплаву Гейслера Co2FeGe, осаджених на монокристалічні підкладинки MgO (100). Це дослідження показує значну роль термічної обробки в оптимізації магнітних властивостей плівок Co2FeGe для застосувань в системах спінтроніки та магноніки. Було показано, як на магнітнітостатичні та магнітодинамічні властивості впливає мікроструктура плівок, на яку, у свою чергу, впливає термічна обробка. Зокрема, було продемонстровано, що вплив температури обробки має немонотонний характер і показані шляхи оптимізації технологічних параметрів для досягнення потрібних магнітних властивостей плівок. В четвертому розділі наведені результати по дослідженню впливу мезоскопічної просторово періодичної двійникової структури, яка формується в епітаксіальних плівках сплавів з магнітним ефектом пам’яті форми, на їх магнітні властивості та магнітодинамічні характеристики. Обговорюється механізми формування просторово періодичної двійникової структури в тонких плівках сплавів з ефектом пом’яті форми та вплив товщини плівок на період такої структури. Показана аналогія між нанодвійниковими структурами та шаруватими системами на основі феромагнетиків.

Registration Date

2025-11-15

popup.nrat_date

2025-11-15