Рентгеновская диагностика слоёв и интерфейсов в слабоконтрастных многослойных металлических наногетероструктурах

  • автор:
  • специальность ВАК РФ: 01.04.07
  • научная степень: Кандидатская
  • год, место защиты: 2013, Екатеринбург
  • количество страниц: 126 с. : ил.
  • бесплатно скачать автореферат
  • стоимость: 240,00 руб.
  • нашли дешевле: сделаем скидку
  • формат: PDF + TXT (текстовый слой)
pdftxt

действует скидка от количества
2 диссертации по 223 руб.
3, 4 диссертации по 216 руб.
5, 6 диссертаций по 204 руб.
7 и более диссертаций по 192 руб.
Титульный лист Рентгеновская диагностика слоёв и интерфейсов в слабоконтрастных многослойных металлических наногетероструктурах
Оглавление Рентгеновская диагностика слоёв и интерфейсов в слабоконтрастных многослойных металлических наногетероструктурах
Содержание Рентгеновская диагностика слоёв и интерфейсов в слабоконтрастных многослойных металлических наногетероструктурах
Вы всегда можете написать нам и мы предоставим оригиналы страниц диссертации для ознакомления

Содержание
Введение
Глава 1 Рентгеновские методы исследования атомного строения многослойных наногетероструктур. Литературный обзор
1.1 Основные понятия
1.2 Гигантский магниторезистивный эффект
1.3 Методы синтеза
1.3.1 Магнетронное распыление
1.3.2 Молекулярно-лучевая эпитаксия
1.3.3 Процесс и режимы роста
1.4 Теория метода ЕХАЕБ-спектроскопии
1.5 Постановка эксперимента по ЕХАРЭ-спектроскопии
1.6 Получение структурной информации из ЕХАРЭ-спектров
1.6.1 Предварительная обработка
1.6.2 Решение ЕХАРБ-уравнения. Однокомпонентная задача
1.6.3 Многокомпонентная задача. Алгоритм с парциальным обратным оператором
1.6.4 Многокомпонентная задача. Алгоритм с полным обратным оператором
1.6.5 Определение параметров координационной сферы
1.7 Рентгеновская рефлектометрия
1.8 Динамическая теория рассеяния
1.9 Заключение по литературному обзору
Глава 2 Модификации методов ЕХАРБ-спектроскопии и рентгеновской рефлектометрии для исследования концентрационного профиля и локального атомного строения плёнки с разрешением по глубине
2.1 Уравнение для концентрационного профиля элемента
2.2 Определение локальной атомной структуры с разрешением по глубине
2.3 Уравнение для концентрационного профиля образца в рентгеновской рефлектометрии
2.3.1 Связь электронной плотности и концентрационного профиля
2.3.2 Вывод интегрального уравнения рефлектометрии
2.4 Решение уравнения рефлектометрии
2.4.1 Функция Паттерсона
2.4.2 Восстановление фазы рефлектометрического сигнала
2.4.3 Оценка френелевской интенсивности для рефлектометрической кривой

Глава 3 Концентрационный профиль многослойных наногетероструктур и их локальное атомное строение с разрешением по глубине по данным угловой зависимости выхода флуоресценции
3.1 Моделирование многослойной гетероструктуры
3.2 Восстановление концентрационного профиля
3.3 Восстановление локальной атомной структуры с разрешением по глубине
3.3.1 Моделирование локального атомного строения
3.3.2 Построение ЕХАР5-спектров
3.3.3 Построение спектров поглощения
3.3.4 Построение угловых зависимостей выхода флуоресценции
3.3.5 Восстановление спектров поглощения
3.3.6 Получение осциллирующей части спектра
3.3.7 Восстановление парциальных межатомных расстояний
3.4 Измерение угловой зависимости выхода флуоресценции
3.5 Обработка экспериментальных данных. Восстановление концентрационного профиля
Глава 4 Локальное атомное строение многослойных наногетероструктур типа ЕеМ/У по данным ЕХАЕБ-спектроскопии
4.1 Приготовление образцов и съёмка ЕХАЕ5-спектров
4.2 Особенности ЕХАЕБ-исследования мультислойных плёнок
4.3 Простейшая модель мультислойной плёнки
4.4 Решение обратной задачи для модельной структуры плёнки
4.5 Обработка экспериментальных ЕХАЕБ-спектров
Глава 5 Толщина слоев в многослойных наногетероструктурах типа Сг/Ее/Сг по данным рентгеновской рефлектометрии
5.1 Постановка и условия эксперимента
5.2 Тонкая плёнка Сг(150 А)//А1
5.2.1 Алгоритм Парратта
5.2.2 Метод Паттерсона
5.2.3 Метод восстановления фазы
5.3 Наногетероструктуры типа Сг/Ее/Сг//А1
Заключение
Список работ соискателя
Список литературы
Приложение. Другой вид поправки к показателю преломления в рефлектометрии
Введение
Металлические многослойные наногетероструктуры представляют собой плёнки из чередующихся слоёв различных металлов, причём каждый слой имеет толщину от нескольких ангстремов до нескольких нанометров. Особый интерес к этим материалам возник после того, как было обнаружено, что они обладают уникальными электрическими и магнитными свойствами, например, эффектом гигантского магнитосопротивления [1, 2], имеющим большое практическое значение. Многослойные наногетероструктуры представляют интерес и для фундаментального аспекта науки - как объекты для изучения магнитотранспортных свойств и магнитных взаимодействий в низкоразмерных системах. С ростом числа исследований и публикаций по данным темам стали использоваться краткие названия для этого класса материалов-мультислойные плёнки или просто мультислои.
Электрические и магнитные свойства многослойных наногетероструктур (в том числе величина магнитосопротивления) сильно зависят от их атомной структуры. При этом наибольшее влияние оказывает структура интерфейса - граничной области между двумя слоями различных металлов. Характер изменения концентрационного профиля на этой границе позволяет делать выводы о межслойной диффузии и шероховатостях. Изучение особенностей локальной атомной структуры даёт возможность судить об искажениях кристаллической решётки, неизменно присутствующих в гетерогенных системах и влияющих на обменное взаимодействие.
Традиционно для изучения атомной структуры твёрдых тел применяются рентгеновские методы - дифракция, спектральный анализ и их различные вариации. Но при использовании этих методов для исследования многослойных наногетероструктур возникает ряд трудностей. Для синтеза плёнок часто используются атомные элементы с близкими электронными структурами атомов (Ре, Сг, N1, V и т.п.), которые очень сложно различить в рентгеновском эксперименте. Дифракция и ЕХАРБ-спектроскопия дают усредненную по области засветки информацию, то есть значения параметров атомной структуры. Отследить изменения в области интерфейсов, которые происходят на масштабах 1-10 А невозможно, поскольку первичный пучок проникает на всю глубину плёнки, которая составляет обычно десятки нанометров. Для обработки экспериментальных данных, как правило, используется метод подбора решения и прямой проверки. При таком способе получаемое решение зависит от выбора начальной модели и её параметров.

Ещё одним недостатком подхода является зависимость от модели (набора параметров, которые применяются для описания потенциала рассеяния). В большинстве задач начальное приближение в той или иной степени влияет на решение. Поэтому, при неудачном выборе исходной модели, можно получить медленную сходимость к решению (то есть увеличение времени обработки эксперимента), неточное решение (если вблизи искомого минимума расположен локальный со сравнимой глубиной) или отсутствие сходимости. Возможно и нахождение неправильного решения, если заданная модель была слишком грубой.
Чтобы избежать зависимости от модели, были предложены различные методы анализа рефлектометрических данных, которые используют априорную информацию об образце, но не требуют задания точных параметров потенциала рассеяния. Некоторые из этих методов кратко рассмотрены в следующем параграфе.
1.9 Заключение по литературному обзору
По данной главе можно сделать следующие выводы. Наибольший интерес представляют магнитотранспортные свойства металлических многослойных магнитных наногетероструктур, в частности, гигантский магниторезистивный эффект. К его возникновению приводит магнитное упорядочение ферромагнитных слоёв, обусловленное межслойным обменным взаимодействием. Механизм этого взаимодействия полностью не выяснен.
Частью этого вопроса является проблема связи атомной и химической структуры плёнки с её магнитными свойствами. Наиболее сложными областями с этой точки зрения оказываются интерфейсы, где соседствуют атомы различных сортов. К примеру, было обнаружено, что атом Ре в окружении атомов V полностью теряет свой магнитный момент, тогда как в окружении атомов Сг он остаётся равным 1,85дв [38]. В этой же работе показано, что такое поведение является результатом формирования псевдощели в плотности состояний для ОЦК решётки. Результаты расчёта хорошо согласуются с экспериментальными данными.
В первых теоретических расчётах для простоты полагалось, что интерфейсы являются атомно-гладкими. Тем не менее, шероховатость интерфейса можно учесть даже в первопринципных теориях, при этом с хорошей точностью воспроизводятся такие важные магнитные свойства, как магнитный момент, критическая температура и межслойное обменное взаимодействие [39].
Хорошим теоретическим методом расчёта магнитных свойств сверхрешёток является самосогласованный метод на основе периодической модели Андерсона. С его помощью были найдены магнитные и электронные свойства кластеров Ре вблизи поверхности и интерфейса в
Вы всегда можете написать нам и мы предоставим оригиналы страниц диссертации для ознакомления

Рекомендуемые диссертации данного раздела