автореферат диссертации по электронике, 05.27.01, диссертация на тему:Магниторефрактивный эффект и магнитооптические эффекты как бесконтактный метод исследования наноструктур



На правах рукописи

Юрасов Алексей Николаевич

Магниторефрактивный эффект и магнитооптические эффекты как бесконтактный метод исследования наноструктур

Специальность:

05.27.01 Твердотельная электроника, радиоэлектронные компоненты, микро- и наноэлектроника, приборы на квантовых эффектах

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора физико-математических наук

4 ДЕК 2014

Москва 2014

Работа выполнена в Московском государственном техническом университете радиотехники, электроники и автоматики (МГТУ МИРЭА).

Официальные оппоненты: Аронзон Борис Аронович, доктор физико-

математических наук, заведующий отделом РНЦ "Курчатовский институт".

Медведь Александр Владимирович, доктор физико-математических наук, зам. директора по научной работе ФИРЭ им. В.А. Котельникова РАН.

Тимошенков Сергей Петрович, доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой микроэлектроники МИЭТ.

Ведущая организация: Физико-технологический институт РАН (ФТИАН РАН)

Защита состоится « 25 » декабря 2014 г. в 1630 часов на заседании диссертационного совета Д212.131.02 в МГТУ МИРЭА по адресу: 119454, г. Москва, проспект Вернадского, 78.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МГТУ МИРЭА по адресу: 119454, г. Москва, проспект Вернадского, 78. Автореферат диссертации размещен на сайте МГТУ МИРЭА www.mirea.ru

Автореферат разослан « Я/У »

«-Х- 2014 г.

И.о. ученого секретаря

диссертационного совета Д212.131.02

доктор физико-математических наук, профессор

Е.Д. Мишина

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность работы

Важной и интересной задачей является исследование магнитооптических эффектов (МОЭ) в различных средах. Можно рассматривать МОЭ как на отражении (МОЭ Керра), так и на прохождении (МОЭ Фарадея и Фохта). Изучение данных эффектов позволяет исследовать структуру различных магнитных материалов, осуществлять поиск новых перспективных материалов с заданными свойствами, разрабатывать методы оптической спектроскопии, интерпретировать экспериментальные результаты, а также вносит вклад в решение фундаментальной задачи описания взаимодействия электромагнитного излучения с веществом. Ряд материалов обладают большой магнитооптической активностью и одновременно значительным магнитосопротивлением (МС). К таким материалам относятся магнитные нанокомпозиты и манганиты. Получение однозначной зависимости между МОЭ и МС дает возможность использовать данные материалы для измерения МС, т.е. МОЭ могут использоваться как бесконтактный метод измерения МС[1].

К настоящему времени отсутствовало последовательное теоретическое описание магнитооптических, а также ряда оптических свойств магнитных наноком-позитов и манганитов. Магнитные нанокомпозиты представляют собой неоднородные магнетики в которых ферромагнитные частицы, близкие к однодоменным, помещены в металлическую или диэлектрическую матрицу. Наличие в таких системах гигантского и туннельного магнитосопротивления, гигантского аномального эффекта Холла, большой магнитооптической активности, аномального оптического поглощения [2-12] и др. представляет как фундаментальный, так и практический интерес.

Магнитные гранулированные сплавы находят применение в средах для магнитной записи, в том числе с магнитооптическим считыванием информации. Они используются, как высокочувствительные магниторезистивные датчики и миниатюрные магнитосчитывающие головки, селективные усилители и модуля-

торы света, приемники теплового излучения и электрохромные дисплеи [13]. Принципиальным отличием нанокомпозитов от гранулированных систем металл-металл является наличие перехода металл-диэлектрик при определенной концентрации металла, называемой порогом перколяции. Вблизи этого перехода кардинально меняются все свойства нанокомпозитов. Наличие туннельных контактов вблизи порога перколяции, классического и квантового размерного эффекта приводит к многообразию наблюдаемых эффектов.

Наряду с трехмерными нанокомпозитами металл-диэлектрик, большой интерес представляют трехмерные системы ферромагнитный металл - немагнитный полупроводник и ферромагнитный металл - антиферромагнетик, а также квазидвумерные гибридные мультислои, в которых ультратонкие слои нанокомпозитов разделены диэлектрическими прослойками.

Манганиты представляют собой перспективные материалы с интересными и важными для практических применений свойствами. В частности, для целого ряда этих материалов в ближней ИК области спектра обнаружено значительное изменение как пропускания [14], так и отражения [15] света при их намагничивании.

Одним из новых и интересных МОЭ является магниторефрактивный эффект (МРЭ). Первоначально он рассматривался, как изменение коэффициента рефракции (п) в магнитном поле. В настоящее время в связи с возросшим интересом к неоднородным магнитным материалам, к которым относятся и магнитные нанокомпозиты, и манганиты и сложностью определения коэффициентов рефракции и энстинкции(к) МРЭ определяют как изменение коэффициента отражения или прохождения в магнитном поле. МРЭ представляет собой высокочастотный аналог магнитосопротивления (МС) и заключается в изменении коэффициентов отражения и прохождения электромагнитных волн для образцов с гигантским, туннельным или колоссальным магнитосопротивлением при намагничивании [16]. Важной особенностью данного эффекта является возможность его примене-

ния в качестве бесконтактного метода исследования различных функциональных материалов, элементов микроэлектроники и сенсоров [1].

В данной работе проведено теоретическое исследование МРЭ в нанокомпо-зитах и манганитах, исследовано магнитопропускание и магнитоотражение многослойных наноструктур в рамках теории МРЭ, а также развит подход теории эффективной среды для изучения оптических и магнитооптических (МО) спектров магнитных нанокомпозитов в видимой и ИК области спектра. Проведенные исследования позволяют рассматривать МРЭ, как бесконтактный метод исследования МС любых элементов спинтроники и фотоники. Также данный метод может быть использован для определения толщины активного элемента и дефектов наноструктур. Исследования МО эффектов важны, так как МО методы позволяют осуществлять МО запись, голографию, МО контроль МЯАМ, сенсоров, а также исследование многослойных материалов для стеллс-технологий.

Также в данной работе проведено теоретическое исследование оптических и магнитооптических свойств ферромагнитных нанокомпозитов и систем на их основе, типа гибридных мультислоев (слои металла и диэлектрика), а также проведено объяснение ряда экспериментальных данных недавно полученных на кафедре магнетизма МГУ и в Институте Физики Металлов УроРАН.

Цель работы- теоретическое изучение магниторефрактивного эффекта и магнитооптических эффектов, как бесконтактного метода исследования наноструктур, в частности измерения магнитосопротивления.

Для достижения поставленной цели решался следующий комплекс научных

задач:

1. Для магнитных нанокомпозитов построена теория магниторефрактивного эффекта. Исследовалась его поляризационная и угловая зависимости.

2. Теория магниторефрактивного эффекта была развита для манганитов в видимой и ИК области спектра в широком диапазоне концентраций.

3. Проводилось исследование оптических и магнитооптических свойств гибридных мультислоев

4. Были развиты, с учетом размерного эффекта, методы эффективной среды для расчета оптических и магнитооптических спектров ферромагнитных нано-композитов.

5. Рассчитывалась термоэдс в магнитных гранулированных сплавах с туннельным типом проводимости

6. В частотном диапазоне 30-50 ГГц рассчитывался коэффициент прохождения электромагнитных волн через пленки магнитных нанокомпозитов "ферромагнитный металл-диэлектрик", обладающих туннельным магнитосопротивлени-ем и магниторефрактивным эффектом. Рассмотрены случаи, когда образцы находятся вблизи и вдали ферромагнитного резонанса.

Все полученные результаты сравнивались с экспериментальными.

Научная новизна работы

1. Построена теория магниторефрактивного эффекта в нанокомпози-тах. Показано, что магниторефрактивный эффект в нанокомпозитах обусловлен туннельным магнитосопротивлением и может на два порядка превышать традиционные магнитооптические эффекты ( например, экваториальный эффект Керра в ферромагнетиках).

2. Впервые рассмотрены возможности усиления магниторефрактивного эффекта. Доказано, что в условиях интерференции, а также при использовании наноструктур в качестве дефекта в фотонных кристаллах величина магниторефрактивного эффекта значительно возрастает.

3. Развита, основанная на двухфазной модели проводимости, теория МРЭ в манганитах.

4. Выполнены модельные расчеты магнитопропускания и магнитоот-ражения многослойной плёнки, состоящей из нанослоёв Сг и Ре в рамках теории магниторефрактивного эффекта. Показано, что наряду с толщиной большое влияние как на величину, так и спектральную зависимость магнитопропускания и магнитоотражения, оказывает эффективное время релаксации, плазменная частота и параметр спиновой асимметрии. Доказано, что даже для тонких пленок, обладающих незначительным магнитосопротивлением (МС), эффекты магнитоотражения и магнитопропускания превышают традиционные магнитооптические эффекты (например, экваториальный эффект Керра для ферромагнетиков), что обусловливает перспективность этих новых эффектов для создания устройств магнитофотоники.

5. Впервые теоретически обосновано, что размерный эффект оказывает существенное влияние на оптический и магнитооптический отклик гранулированной системы вблизи порога перколяции в ближней ИК области. При этом размерный эффект изменяет амплитуду, профиль и даже знак магнитооптических эффектов в ближней ИК области спектра.

6. Теоретически обоснована важность учета размерного эффекта в системах с большим аномальным эффектом Холла, в частности для магнитных нанокомпозитов.

7. Расчет оптических и магнитооптических спектров гибридных систем показал, что аномально высокое оптическое поглощение и высокая магнитооптическая активность в гибридных мультислоях связаны с близостью композиционного состава слоев к порогу перколяции и наличием интерференции.

8. В частотном диапазоне 30-50 ГГц исследован коэффициент прохождения электромагнитных волн через пленки магнитных нано-композитов" ферромагнитный металл-диэлектрик", обладающих туннельным магнитосопротивлением и магниторефрактивным эффектом.

9. Показано, что природа полевой зависимости термоэдс в магнитных гранулированных сплавах Со-А1203 и Ре-АЬОз с туннельным типом проводимости связана с туннельной термоэдс. Туннельная термоэдс мала, приблизительно линейно зависит от температуры и от квадрата намагниченности. Впервые получена формула для ее полевой зависимости.

Практическая значимость

Практическая ценность диссертации заключается в следующем: Все рассчитанные величины и формы оптических и магнитооптических спектров и магниторефрактивного эффекта находятся в хорошем качественном и количественном согласии с экспериментальными данными.

Результаты работы могут найти применение для объяснения оптических и магнитооптических свойств систем металл-металл, металл-диэлектрик, гибридных мультислоев ферромагнитный металл-полупроводник, многослойных магнитных систем и манганитов, для бесконтактного контроля твердотельных элементов памяти, сенсоров с магнитосопротивлением, а также для поиска новых материалов с повышенным оптическим и МО откликом.

Основные положения, выносимые на защиту

• 1. Магниторефрактивный эффект (МРЭ) в манганитах и нанокомпозитах обусловлен магнитосопротивлением, что делает возможным использование его в качестве бесконтактного метода измерения магнитосопротивления.

• 2. Величина магниторефрактивного эффекта (МРЭ) в манганитах, нано-композитах и многослойных плёнках, состоящих из нанослоёв Сг и Ре превышает традиционные магнитооптические эффекты (например, экваториальный эффект Керра для ферромагнетиков) и может достигать десятков процентов.

• 3. Зависимости магниторефрактивного эффекта (МРЭ) от магнитосопро-тивления, оптических свойств тонких пленкок и кристаллов, а также форм-фактора частиц эффективной среды в манганитах и нанокомпозитах. Расчетами продемонстрировано, что данная корреляция наиболее ярко выражена в ближней ИК области спектра. Возможность использования данного эффекта в качестве важного инструмента измерения магнитосопротивления и других оптических и магнитооптических характеристик манганитов.

• 4. В области высоких частот изменение коэффициента прохождения в магнитном поле через пленки магнитных нанокомпозитов ферромагнитный металл-диэлектрик, прямо пропорционально туннельному магнитосопротив-лению как вблизи, так и вдали ферромагнитного резонанса. Магниторе-фрактивный эффект (МРЭ) в таких системах может достигать значения вплоть до 100%.

• 5. Магниторефрактивный эффект (МРЭ) в магнитофотонных кристаллах может достигать значения вплоть до 100%, если в качестве дефекта использовать пленки манганитов.

• 6. Показано, что, на спектральную зависимость магниторефрактивного эффекта (МРЭ) многослойной плёнки, состоящей из нанослоёв Сг и Ре наряду с толщиной большое влияние оказывает эффективное время релаксации, плазменная частота и параметр спиновой асимметрии. Теоретически доказано, что даже для тонких пленок, обладающих незначительным магни-тосопротивлением (МС), эффекты магнитоотражения и магнитопропуска-ния превышают традиционные магнитооптические эффекты, что обусловливает перспективность этих новых эффектов для создания устройств маг-нитофотоники.

• 7. В нанокомпозитах размерный эффект оказывает существенное влияние на оптический и магнитооптический отклик, изменяя его амплитуду, профиль и даже знак вблизи порога перколяции в ближней ИК области.

• 8. Аномально высокое оптическое поглощение и высокая магнитооптическая активность в гибридных мультислоях связаны с близостью композиционного состава слоев к порогу перколяции и наличием интерференции.

• 9. Природа полевой зависимости термоэдс в магнитных гранулированных сплавах с туннельным типом проводимости связана с туннельной термоэдс, для которой впервые получена формула полевой зависимости. Расчетами продемонстрировано, что туннельная термоэдс приблизительно линейно зависит от температуры и от квадрата намагниченности.

Апробация работы

Результаты работы доложены и обсуждены на:

Moscow International Symposium on Magnetism, Moscow, 2014

Ежегодная Научно-техническая конференция МГТУ МИРЭА, 2002-2014

3rd International Conference on Materials and Applications for Sensors and Transducers September 13-17, 2013, Prague, Czech Republic

2nd International Conference on Materials and Applications for Sensors and Transduc-ersMay 24-28,2012, Budapest, Hungary

XXII международная конференция Новое в магнетизме и магнитных материалах, Астраханский государственный университет, 17-21 сентября 2012года

SMM-20,h International Conference on Soft Magnetic Materials, 2011, Greece

Moscow International Symposium on Magnetism, Moscow, 2011

ICFM (International Conference, "Functional Materials"2011, Crymea

Moscow International Symposium on Magnetism, Moscow, 2008

"Новые магнитные материалы микроэлектроники", XX Международная школа семинар, июнь 2006, Москва

Moscow International Symposium on Magnetism, Moscow, 2005

Международный симпозиум "Порядок, беспорядок и свойства оксидов - ODPO-2002" (Сочи)

"Новые магнитные материалы микроэлектроники", XVIII Международная школа семинар, июнь 2002, Москва

Euro-Asian symposium "Trends in Magnetism", Ekaterinburg, February 27-March 2, 2001

Joint EuropeanMagnetic Symposium, Grenoble, August 28 -September 1, 2001

International Baikal ScientificConference "Magnetic Materials", Irkutsk, September 21 - September 24, 2001

Вторая международная конференция "Фундаментальные проблемы физики", Са-ратов-2000

Вторая объединенная конференция по магнитоэлектронике, Екатеринбург-2000 Symposium on Spin-Electronics, Halle, Germany, 2000

"Новые магнитные материалы микроэлектроники", XVII Международная школа семинар, июнь 2000, Москва

Moscow International Symposium on Magnetism, Moscow, 1999 Публикации

По материалам диссертации опубликовано 29 печатных работ, в том числе 20 работ - в рецензируемых журналах. Список публикаций приведен в конце автореферата.

Структура и объем работы

Диссертация состоит из введения, семи основных глав, заключения и списка цитируемой литературы. Основное содержание работы изложено

на 205 страницах, включая: _!_таблицу, 50_ рисунков и список цитируемой литературы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность диссертационной работы, сформирована проблема и определена основная цель работы, обоснована научная новизна полученных результатов, практическая их значимость, сформулированы положения, выносимые на защиту.

В первой главе рассмотрено состояние и дан обзор теоретических и экспериментальных работ по изучению магниторефрактивного эффекта, оптических и магнитооптических свойств гранулированных сплавов и манганитов, а также их возможностей применения в электронике. В параграфе 1.1 рассматриваются основные магнитооптические эффекты, которые позволяют исследовать микроструктуру образца. Параграф 1 ..2 посвящен описанию методов эффективной среды. В параграфе 1.3 дан обзор экспериментальных и теоретических работ по исследованию оптических и магнитооптических спектров магнитных нанокомпозитов и манганитов. В параграфе 1.4 рассматриваются работы по изучению магниторефрактивного эффекта.

Во второй главе исследован магниторефрактивный эффект в гранулированных магнитных пленках металл-диэлектрик, который состоит в изменении отражательной ~ и пропускательной способности ~ нанокомпозита при его

намагничивании. В ИК области магниторефрактивный эффект в таких системах превосходит на два порядка известные магнитооптические эффекты в этой области спектра и достигает рекордного значения 1.5%. Построена теория магниторефрактивного эффекта в нанокомпозитах, продемонстрирована доминирующая

роль магнитосопротивления(МС) и показано возможное усиление эффекта в

случае интерференции[8]. Рассчитана поляризационная и угловая зависимость данного эффекта.

-0.8

-0.6

-0.2

-0.4

800

1000

1200

V гм

Рис. 1. Теоретические зависимости магниторефрактивного 'эффекта пленки СолАЬгО^: сплошная линия - Л/У/>=3%. точками - Лрг'р=\%, для угла падения </> = 45°; пунктирная - Л/Ур=\%, ф

Получена общая формула МРЭ на отражении для произвольного угла падения света.

Связь МРЭ и МС проиллюстрирована на Рис. 1 для нанокомпозита

С043А122О35

В случае малых углов, общая формула существенно упрощается:

Также впервые была получена аналогичная формула для прохождения:

= 10°.

Ъп2 —к2 — \

(1)

АТ _ 1 Ар 2 2п~ + п

— * К т -

Т 2 р п' + к'

Данные формулы демонстрируют прямую пропорциональность между МРЭ и магнитосопротивлением в магнитных нанокомпозитах. Таким образом, построенная теория МРЭ в нанокомпозитах с МС позволяет проводить их бесконтактное исследование, что особенно эффективно в ИК области спектра.

В третьей главе развита теория МРЭ в манганитах.

В манганитах механизмы проводимости и магнитосопротивления (МС) значительно сложнее, чем в нанокомпозитах. Наряду с туннельным МС, имеющем место в слаболегированных манганитах, поликристаллах, системах с вариантной структурой, гетероструктурах при достаточно высокой степени легирования значительную роль в формировании магнитотранспортных свойств играет возрастание объемной доли ферромагнитной фазы за счет уменьшения объема более рези-стивной антиферромагнитной фазы при намагничивании, что собственно и определяет колоссальное МС

В случае туннельного МС для описания МРЭ манганитов возможно использовать тот же подход, что и в случае нанокомпозитов и тогда а(со,Н)~ а(со=0,Н). Если считать, что изменение объемов ферромагнитной и антиферромагнитной фаз при намагничивании манганитов с колоссальным МС не зависит от частоты а>, что вполне оправданно в качестве низшего приближения, то тогда и в этом случае для действительной части светопроводности <j(a>,H)~ и(со=0,Н). Поэтому в данной работе для описания а(со,Н) в манганитах независимо от конкретного механизма МС используется соотношение а(со,Н)*> а(со=0,Н) и соответствующие этому выражения для МРЭ.

Важно отметить, что конкретный выбор модели частотной зависимости а(со.Н) важен лишь для количественного анализа МРЭ.

Расчет МРЭ выполнен для пленок манганитов состава Lao^SrojjMnOj. Результаты расчета представлены на Рис. 2 и 3.

Е.еУ

Рис. 2 Спектральная зависимость А Т/Т для пленок манганитов состава ЬааетЭго ззМпОз (толщина пленки 300 пт). Сплошная линия -результаты расчета при величине магнитосопро-тивления 7% (Т=80 К), пунктирная линия - результаты расчета при величине магнитосопро-тивления 3% (Т=290 К).

Также теоретически исследовались и оптимизировались две схемы одномерного магнитофотонного кристалла (МФК) -симметричная схема (8Ю2/Та:05)х6/ Ьа0б75г0ззМпО.1/(Та2О5/8Ю2)х6 в случае отражения и прохождения света, а антисимметричная схема БЮз/Та^С^хб/ Ьаоб78гоззМпОз/(Та205/81'02)х12 только в случае отражения, так как пропускание этой системы пренебрежимо мало.

Рис. 3 Спектральная зависимость ДЛ/Л для пленок манганитов состава Ьа,,^Го^МпО, (толщина пленки 300 пш). Сплошная линия -результаты расчета при величине магнитосопро-тивления 7% (Т=80 К), пунктирная линия - результаты расчета при величине магнитосопро-тивления 3% (Т=290 К).

В качестве конструкционных материалов МФК использованы диэлектрики, толщины которых подобраны так, чтобы создать запрещенную зону в исследуемом диапазоне длин волн. Оптимизация структуры с целью определения условий максимального МРЭ и одновременно максимально возможного отражения или прохождения света выполнялась для двух длин волн X = 2480 нм и X = 4130 нм, для которых в пленке манганита наблюдается значительный МРЭ, а поглощение существенно отличается (Рис. 4). Если центр запрещенной зоны соответствует длине волны X = 2480 нм, то d(Si02) = 300 нм, ¿(Ta2Os) = 420 нм; а для длины волны Я = 4130 нм- öf(Si02) = 600 нм, i/(Ta2Os) = 580 нм. В качестве дефекта фотонный кристалл содержит тонкую пленку Lao^Sro^MnCb, при этом в процессе вычислений толщина варьировалась от 50 nm до 400 nm. При помещении дефекта

в фотонный кристалл запрещенная зона меняется, что проявляется в смещении пика спектральной зависимости МРЭ относительно центра запрещенной зоны [17].

Л., пт

Рис.4. Магниторефрактивный эффект магнитофотонного кристалла с толщиной дефекта 300 пт. рассчитанный на отражении на длине волны 4130 пт. Пунктирная кривая соответсвует антисимметричной схеме, сплошная - симметричной схеме.

В самом общем случае при исследовании манганитов необходимо учитывать изменение объемов фаз под действием магнитного поля и температуры.

Была развита теория МРЭ в кристаллах и пленках манганитов с использованием методов эффективной среды, считая что манганиты состоят из низко- и высокорезистивной фазы с объемной концентрацией фаз зависящей от величины, прикладываемого магнитного поля.

При моделировании рассматривались полу бесконечные кристаллы La07Ca озМпОз и тонкие пленки такого же состава, но с разной толщиной, при этом использовались экспериментальные данные по La„ 7Сао3Мп03 [18-21]. Изучались температурные и спектральные изменения эффектов на магнитоотражение и маг-нитопрохождение. Таким образом, считая что манганиты La,J7Ca<ri[Vln()5 состоят из низко- и высокорезистивной фазы с объемной концентрацией зависящей от величины, прикладываемого магнитного поля, все расчеты проводились в рамках теории эффективной среды [22]. МРЭ (AR/R) для кристалла La07Ca 03МпО3 был рассчитан с разными значениями форм-фактора частиц среды - для сфериче-ских(Ь=0.33), и для двух значений эллипсоидальных (L=0.2) и (L=0.4) (Рис. 5). Было получено, что форм-фактор оказывает сильное влияние на МРЭ.

Рис. 5 Рассчитанный МРЭ (Д1Ш) для кристалла Ьао7Са о.зМпОз (у=0.13, Т=250 К, магнитное поле Н=3 кЭ) для различных форм-факторов 1. (1.=0.2-сплошная линия, Ь=0.33-пунктир, Ь=0.4-точки)

Частотно-зависимая проводимость двухфазных образцов в магнитном поле из уравнений теории эффективной среды может быть записана как:

а( (о, Н ) =

(l-yJo-2 + yal~L(o-l+a2J 2<\-L)

1 + П + -

_4Oj^a-L)

П-УМ2+уог, - L(ai + а, )

)

(3)

где о? и сг/ проводимости низко- и высокорезистивной фазы, соответственно, у объемная доля высокопроводящей фазы в намагниченных образцах, ¿-форм-фактор. Если обозначить за х объемную долю высокопроводящей фазы в отсутствие магнитного поля, тогда:

_ <т(е>.0)[Ца-, ~гт(с>,0))-а]х + а(ю.О;] 2 Ца]-а(<о.0))+а((о,0)[1-х]

Данные по оптическим постоянным были взяты из [19-21]. Используя (3), формулы Френеля и экспериментальные данные по а(а,0) и а1 из [23-25] были рассчитаны спектры МРЭ. Эти спектры представлены на Рис. 6.

>.(mkm)

Рис. 6 Рассчитанный МРЭ (AR/R) для тонкой пленки манганита Lao?Ca озМпОз (d=180 им, у=0.1. Т=250 К. Н=3 кЭ),

Модельные расчеты для кристалла Lao?Ca 03МпО3 с у=0.13 показали, что МРЭ составляет несколько процентов и имеет максимум вблизи 14 мкм. Это связано с существованием локального максимума а(а,Н) в манганитах состава

Lao.7Cao.3MnO. Полученные данные хорошо согласуются с экспериментальными

В случае тонких пленок МРЭ (АЯ/Яо) изменяется сильнее (Рис. 6). Показано, что знак, величина, частотная зависимость МРЭ очень чувствительны к модельным параметрам и толщинам образцов. Величина магнитоотражения может достигать несколько процентов для кристалла и 20% для тонких пленок в магнитном поле. Главный максимум МРЭ для пленок находится в районе 14 мкм, также как и для кристалла. Показано, что величина и спектральная форма полученных спектров МРЭ на отражение для пленок значительно отличается от кристалла. Эффект имеет положительный знак, в отличие от отрицательных знаков у магни-тосопротивления и магнитопрохождения.

[21]

-30

10

10

20

Рис. 7 Рассчитанные спектры магнитоотражения (а) и магнитопрохождения (Ь) пленки Ьа()7Са озМпОз (с!=300 нм) для различных значений высокопроводящей фазы у (сплошная линия - у = 0.29, пунктир- у = 0.14)

Было рассчитано магнитоотражение (Рис. 7а) и магнитопрохождение (Рис. 7Ь) для пленок толщиной 300 нм с различным значением у. Показано, что различные значения у соответствуют различным температурам. Возрастание у коррелирует с возрастанием температуры вплоть до точки Кюри. Моделирование показало, что магнитопрохождение может достигать 30-40% и имеет отрицательный знак, как и магнитосопротивление. Оценки при различных температурах позволили сделать вывод, что МРЭ (и АЯ/Я, и ДТ/Т) стремится к нулю при Т<225 К в спектральном диапазоне 1-10 мкм. Данные рассчитанные спектры соответствуют экспериментальным при различных температурах. Таким образом, изменение объемной концентрации высокопроводящей фазы у в магнитном поле сильно влияет на спектры МРЭ[22].

Из всего вышеизложенного можно сделать вывод, что МРЭ можно эффективно использовать для изучения манганитов, а также однозначным образом связать магниторефрактивный эффект с магнитосопротивлением.

Четвертая глава посвящена исследованию размерного эффекта(РЭ) в нанокомпозитах. Для описания свойств ферромагнитных нанокомпозитов используются методы эффективной среды: Максвелла-Гарнетта (МГ), Бруггемана (ЕМА) , и симметризованное приближение Максвелла-Гарнетта (СМГ) [10,12]. Теория оптических и магнитооптических спектров ферромагнитных гранулированных сплавов была развита в работах [10] и [12], считая, что тензор диэлектрической проницаемости ферромагнитных гранул и матрицы тождественен тензору диэлектрической проницаемости соответствующих объемных материалов. При этом не учитывалось, что рассеяние на поверхностях гранул, приводящее к размерному эффекту, модифицирует как диагональные £^=е , так и недиагональные £<х=у компоненты тензора диэлектрической проницаемости гранул, если их средний размер (радиус Гц) сравним с длиной свободного пробега электрона /. В данной работе впервые показано, что размерный эффект может оказывать существенное

влияние на магнитооптические спектры ферромагнитных гранулированных сплавов в видимой и ИК области спектра. Была получена зависимость недиагональных компонент тензора диэлектрической проницаемости от размера частиц:

4ЛГТ Ы\0)/т1п 4ш 8\0)/т2 У =у | W_bu,k ху part

mod 2 2 ' 1

(0{w+Ht, ) caUo+i / т )

bulk part

где ах>шк(0)=4тгЛ/,/?Л„№/ рыл. о xf=4n MSRSJ pg;\ Ms- намагниченность насыщения; Rgr - коэффициент аномального эффекта Холла (АЭХ), т ¿„«-время свободного пробега в массивном образце, гвремя свободного пробега в грануле, рЫк. удельное сопротивление массивного образца, pgf. удельное сопротивление гранулы. Размерный эффект оказывает влияние как на коэффициент аномального эффекта Холла, так и на удельное сопротивление. Последнее дается выражением Pgr= Pb„ik(l+l/r„) и влияние РЭ на коэффициент АЭХ гранул можно записать в виде:

RSr=Rbu,k+ 0.2RS 1 (\+1), (6)

го г0

где Rs - значение коэффициента АЭХ материала поверхности гранул[3].

Расчеты оптических и МО спектров проводились в СМГ и ЕМА для гранулированного сплава Со-А1203 с объемной концентрацией Со X равной 45-49%. Выбор данного сплава определяется тем, что для него хорошо известны все оптические и магнитооптические параметры [13], микроструктура [13] и по составу он близок к порогу перколяции. Считалось, что все частицы являются однодомен-ными сферами или эллипсоидами вращения, имеют одинаковый размер и форму. На Рис. 8 представлены спектры экваториального эффекта Керра (ЭЭК) рассчитанные для сплава Со-А1203. Как видно из рис. 8 размерный эффект оказывает

очень сильное влияние на МО спектры в ближней ИК области, изменяя их амплитуду и профиль. Дополнительный учет РЭ в АЭХ может как усилить, так и ослабить ЭЭК, что определяется знаком и величиной отношения Я/Яык, т-е-структурой поверхностного слоя гранул. Подчеркнем, что согласно экспериментальным данным по гигантскому АЭХ [3], это отношение может достигать 103104, что должно приводить к значительным изменениям ЭЭК в ИК области спектра.

о. ООО

-0.005

-О,ОТО

frj0.015 СО

-0.020

-0,025

О.О

(CO)x<AI2O3VX

- без учета размерного эффекта. - с учетом раз мерного эффекта

для ь гри уС01„0<1=7Си; _- с учетом размерного эффекта ДЛЯ »: И у при Р =РЬ1( с учетом полного эазмерного эффекта

0.5

1 .О

Е,эВ

i

1 ,5

2.0

Рис. 8 Магнитооптические спектры экваториального эффекта Керра, рассчитанные в приближении Бруггемана (х= 0.45; L = 0.31; / = 2нм; г0 = 4нм; R/R^a = -20): ------гц = оо без учета размерного эффекта;

......-с учетом размерного эффекта для е согласно (2) при yco.m<*i=yc,i\

_- с учетом размерного эффекта для ей /при RXr=Rh,Jk',

_- с учетом полног о размерного эффекта.

На рис. 9 приведено сравнение рассчитанных в СМГ спектров экваториального эффекта Керра для другого нанокомпозита Сох(СоО+Со203)|_х с экспери-

Со ( 0.66* ЗоО+С :°2°з)о 33

/ / /

^О'Р

/

с о'

ъс

1 5 2.0 2.5 3.0 35

Е,е\/

ментальными. Видно, что учет полного квазиклассического РЭ приводит к хорошему согласию с экспериментальными данными.

Рис. 9 Экспериментальные (кружочки) и теоретические спектры экваториального эффекта Керра для нанокомпочита Сох(СоО+Со2Оз)|.х (х=0.66; г=2 нм; Ь=0.33; 1ык=2 нм; М1ь„1к=-2.75)

В пятой главе теоретически изучены магнитопропускание и магнитоотра-жение многослойной плёнки, состоящей из нанослоёв Сг и Ре в рамках теории магниторефрактивного эффекта и представлены результаты расчета оптических и магнитооптических спектров гибридных мультислоев.

Для нанослоёв Сг и Ре показано , что наряду с толщиной большое влияние как на величину, так и спектральную зависимость магнитопропускания и магни-тоотражения, оказывает эффективное время релаксации, плазменная частота и параметр спиновой асимметрии. Доказано, что даже для тонких пленок, обладающих незначительным магнитосопротивлением (МС), эффекты магнитоотражения и магнитопропускания превышают традиционные магнитооптические эффекты,

что обусловливает перспективность этих новых эффектов для создания устройств магнитофотоники.

Расчеты проводились для многослойной структуры Сг(толщина (1=28 А)/Ре(36 А)/Сг( 12.7 А)/Ре(18 А)/ Сг(12.7 А)/Ре(36 А)/Сг(28 А), которая была выращена на монокристаллической подложке АЬОз методом молекулярно-лучевой эпитаксии на установке «Катунь-С» в сверхвысоком вакууме при оптимальном температурном режиме, при котором формируется наиболее совершенная атомная структура интерфейсов [23]. Первый слой Сг в многослойной структуре выступает в роли буферного слоя, частично сглаживающего шероховатость подложки. Второй и третий слои Сг обеспечивают обменное взаимодействие антиферромагнитного типа между слоями Ре, а верхний слой Сг предназначен для защиты наноструктуры от окисления. Средний слой Ре выращен в 2 раза тоньше, чем крайние слои Ре. Указанный выбор толщин различных слоев Ре и Сг обеспечивает однозначность процесса перемагничивания.

Подложка, в силу своей толщины (0.5 мм), считалась полубесконечной, эффективная толщина слоя составляла 17 нм. Коэффициенты пропускания и отражения рассчитывались с помощью формул Френеля для многослойных образцов с учетом интерференции. Для расчета магнитопропускания и магнитоотражения мы использовали выражение для диэлектрической проницаемости в пределе само-усреднения[24]:

m2ß2

,(ор 2 im ,,

л' 1 v /1 \2 7 п

со I -кот (\-im) -m~ß

(7)

где £sl- частотно-независимая часть диэлектрической проницаемости, шр-плазменная частота, ш - частота падающего излучения, т - время релаксации, ш- отношение M/Ms, ß - параметр спиновой ассиметрии. Параметры выбира-

лись таким образом, чтобы они соответствовали имеющимся оптическим данным: £¡¡,=3.5, что соответствует модифицированной модели Друде для соединений такого типа в ИК области спектра, р=0.75, что согласуется со значением для мультислоев.

Рис. 10 Спектральная зависимость магнитоотражения при: т=6 10"|5с-сплошная линия: т=10"|4с - пунктирная линия; т=3 10"'4с-точки

Х,м км

Рис. ! 1 Спектральная зависимость магнитоотражения (пунктирная кривая) и магнитопропуска-ния (сплошная кривая) при т=3 10"'4с.

Выполненные модельные расчеты (Рис. 10, II) показали что наряду с толщиной, важное значение на МРЭ, как на величину, так и спектральную зависимость, оказывает эффективное время релаксации и плазменная частота. ТакВажным выводом является различие знаков эффектов у магнитопропускания и магнитоотражения, т.е. магнитопропускание и магнитосопротивление отличаются знаками, а магнитоотражение и магнитосопротивление имеет одинаковый знак эффекта. Также показано, что эффекты могут достигать 10%, что существенно превышает, например, ЭЭК для ферромагнетиков.

Все вышеизложенное свидетельствует о том, что МОЭ являются важным инструментом исследования структуры наносистем.

Также в пятой главе рассмотрен другой перспективный класс магнитно-неоднородных систем - гибридные мультислои «металл-диэлектрик». В них фер-

ромагнитные слои представляют собой тонкие (2-3 нм) пленки нанокомпозитов с концентрацией ферромагнитных частиц вблизи порога перколяции. Гибридные мультислои сочетают преимущества традиционных мультислоев и гранулированных систем: большую величину магнитосопротивления (в рассматриваемом случае туннельное магнитосопротивление достигает 10% [25]), отсутствие гистерезиса, сравнительно низкие поля насыщения, простоту технологии, а наличие случайных контактов между отдельными гранулами соседних слоев не является критичным для туннельного магнитосопротивления всей структуры. В силу того, что магнитные слои металла состоят из гранул, разделенных диэлектрической прослойкой, для таких систем следует ожидать проявления в оптических и магнитооптических свойствах особенностей, связанных с эффектами перколяции, размерными эффектами, поверхностными плазмонами, усилением локального электрического поля и т. д. Принципиальным отличием от объемных нанокомпозитов является квазидвумерный характер магнитных слоев и периодическое их расположение. В диссертационной работе представлены результаты расчета оптических и магнитооптических спектров гибридных мультислоев Со-8Ю2 с содержанием Со вблизи порога перколяции и объяснены многочисленные аномалии этих спектров, в частности, рекордное для систем на основе Со значение магнитооптического эффекта Керра.

Для анализа обнаруженных особенностей были выполнены численные расчеты спектров поглощения. Рассматривалась следующая модель: среда 1 -среда, из которой падает электромагнитная волна, среда 2 - защитное покрытие из 8Ю2 , среда 3 - наномпозит Со-8Ю2 , среда 4 - буферный слой 8Ю2, среда 5 -подложка 51. Таким образом гибридный бислой считался нанокомпозитом и расчет оптических спектров проводился в рамках обобщенной модели эффективной среды с учетом анизотропии формы частиц [25]. Сначала в симметризо-ванном приближении Максвелла-Гарнетта [12] рассчитывались диагональные компоненты тензора эффективной диэлектрической проницаемости слоя ферромагнитных частиц, считая его нанокомпозитом Сох-(8Ю2),.х, причем варьировал-

ся фактор заполнения х и фактор формы частиц Далее по формулам Френеля рассчитывалось поглощение системы 8Ю2 / нанокомпозит Со-8Ю2 / буферный слой БЮл / Б'! с учетом отражений от границ раздела и

Рис. 12 Спектры поглощения гибридных систем: а) сплошная линия - экспериментальные спектры многослойной системы с бислоем Со (1.3 нм); пунктир-мультислой [Со(1.8нм)чЛЮ2(3 нм)]. хЬ; теоретические спектры: звездочки - толщина нанокомпозита 5 нм (*=0.4, Ь= 0.8) (буферный слой 300 нм); кружки - толщина нанокомпозита 30 нм (*=0.4,1= 0.8); Ь) сплошная линия - экспериментальные спектры многослойной системы с бислоем Со (1.8 нм); квадраты - толщина нанокомпозита 5 нм (дг=0.4, Д= 0.8) (буферный слой 20 нм).

Е,эВ

ЕЕ, эВ

поглощения в подложке. Видно, что расчеты, выполненные с учетом того, что в образце наблюдаются вытянутые образования- "эллипсоиды" с соотношением осей достигающим I к 5, удовлетворительно описывают спектр образцов с эффек-

тивной толщиной Со равной 1.3 пт. Если взять сферические частицы, то поглощение будет меньше 0.8, но главным условием такой величины и максимума поглощения является интерференция, которая учитывается при расчетах по формулам Френеля. Для мультислоев получается правильное положение и величина максимума поглощения, но остальная часть спектра отличается от экспериментального из-за того, что мультислойная система рассчитывалась в приближении эффективной среды и не была учтена периодичность слоев, т.е. мультислойная система рассматривалась, как гранулированный сплав.

Затем были выполнены расчеты магнитооптических спектров бислойных структур в рамках макроскопической френелевской магнитооптики с использованием модифицированного метода эффективной среды (СМГ). Сначала в СМГ рассчитывались диагональные и недиагональные компоненты тензора диэлектрической проницаемости (ТДП) слоя ферромагнитных частиц, считая его наноком-позитом, причем варьировался фактор заполнения и фактор формы частиц. Затем используя результаты работы [26] для магнитооптики многослойных систем рассчитывался магнитооптический отклик экваториального эффекта Керра системы БЮг / нанокомпозит Со-БЮг / буферный слой 8Ю2 / с учетом отражений от границ раздела и поглощения в подложке. Эффект рассчитывался по следующим формулам:

S = 2Rep ; P

Pp=i(l-Ff)

r}45 r32\

1 -F2rP rp 1 r3 345 321

'345 321

1 -F2rP yP 1 r3 345 321

»^sin^cosx

2ft

gj sm2 ф\ Fk =exp(-27rA~]gkdk);

(8)

Л 2 2' gj"k +gk"j

Jkl i

— rPrP + F2 VP _ 32 21 2 321— „ ,,2

'21

2 '32

где л/ - комплексный показатель преломления среды, из которой на систему падает свет; ф- угол падения света из первой среды;/ к, I - номера сред; ¿4- толщина соответствующей среды; Я - длина световой волны в вакууме; i - мнимая единица; Q=ie xyb'/Exx^ - магнитооптический параметр, е Xyff, £хх^- недиагональная и диагональная компоненты ТДП эффективной среды; cosy для случая экваториального намагничивания равен 1. Использование метода эффективной среды для квазидвумерного ферромагнитного слоя и макроскопической френелевской магнитооптики для ультратонких слоев носит исключительно качественный характер, но тем не менее выполненные расчеты позволяют воспроизвести основные черты поведения магнитооптических спектров бислоев и понять, что наблюдаемые аномалии связаны в основном с близостью состава ферромагнитных слоев к порогу перколяции (Рис. 13), вблизи которого сильно изменяются как оптические, так и магнитооптические параметры системы.

1.5 2,0 2,5 3,0 3,5

Е,е\/

Рис. 13 Рассчитанные магнитооптические спектры экваториального эффекта Керра для бислоев (дг=0.4.1= 0.2; /= ].8НМ):(1)Й//?А„К=3: (2) «./^„,¿=1.5; (3) Д.,/%„м =0.

В шестой главе рассмотрен высокочастотный магнитоимпеданс в нано-композитах

В частотном диапазоне 30-50 ГГц исследован коэффициент прохождения электромагнитных волн через пленки магнитных нанокомпозитов "ферромагнитный металл-диэлектрик". обладающих туннельным магнитосопротивлением и магниторефрактивным эффектом. Рассмотрены случаи, когда образцы находятся вблизи и вдали ферромагнитного резонанса.

Импедансный метод дает возможность рассчитать коэффициент

прохождения в виде[27]:

в =__

где -импеданс нанокомпозита, к, = «у(£,//,)"2 - волновое число. На СВЧ

частотах вдали от области ФМР можно считать, что магнитная проницаемость нанокомпозита /л = д,, а в выражении для комплексной диэлектрической проницаемости

(10)

(О

второе слагаемое в рассматриваемом случае порядка или меньше первого. Тогда,

<т(ю)

рассматривая предельный случаи когда 4 ' является малым параметром,

юе2

получаем из(9):

г, г Ю ^ » , «>./, ,(тМ)

О = ехр[-(—^—£] = ехр[-(—1—^ , (11)

с с 2 (!)£, с ^ с 2ж,)

АД _Р(Н)-Р(Н=0) 1 а 1 Ар £> £>(//= 0) 2 се2рр '

где пренебрегли возможной частотной зависимостью проводимости,

считая что ег(<у,Я) =Ур{Н) ' при этом:

® = 1--т-^г—. (13)

со — 1усо

где со - частота, у- параметр релаксации, ы - плазменная частота. Данная форму-

ла получена из формулы е = с учетом проводимости по Друде-

ю

Лоренцу. Были рассмотрены следующие параметры со;,= 3.6 эВ, /=0.1 Эв,

/ = ^;=44 Ю'Нг (экспериментальная частота)[28], тогда диэлектрическая проницаемость £ = -1295-/90000.

Изменение коэффициента прохождения в магнитном поле представлено на Рис. 14 (вдали от ферромагнитного резонанса(ФМР)) и Рис. 15 (вблизи ФМР).

Рис. 14. Относительное изменение коэффициента прохождения и зависимости от магнитосопротивления (// (го. Н)= 1, е (го. Н=0)= -50-6000/,/= 44СОг) сплошная линия - <1=3 цт; пунктир- с{= I цт; точки- с/= 0.5 рт )

Др/р,%

Рис. 15 Относительное изменение коэффициента прохождения в магнитном поле от магнитосопротивления //(гу. 1 зависимости

(Ие И) =5, £=-50-6000/, (1= 3 цгп (нанокомпозит), квадраты- 1шц(си, Я)=1000; звездочки-1ш ц(со, Н)= 100; кружки- 1т /л (со. Н) -10)

Таким образом в высокочастотной области магнитопрохождение пропорционально магнитосопротивлению, а значит МРЭ и в данном диапазоне, а не только в видимом и ближнем ИК, можно рассматривать, как бесконтактный метод измерения магнитосопротивления.

В седьмой главе впервые теоретически продемонстрировано, что природа полевой зависимости термоэдс в магнитных гранулированных сплавах Со-А1203 и Ре-АЬОз с туннельным типом проводимости связана с туннельной термоэдс. Туннельная термоэдс мала, приблизительно линейно зависит от температуры и от квадрата намагниченности. Впервые получена формула для ее полевой зависи-

мости. Таким образом, зная термоэдс, можно определить квадрат намагниченности, а значит и туннельное магнитосопротивление

В заключении представлены основные результаты диссертационной работы.

Результаты диссертационной работы опубликованы в статьях и трудах конференций, список которых приведен на стр. 38.

Все экспериментальные данные на приведенных рисунках, где это специально не оговорено, получены Е.А. Ганьшиной и Ю.П. Сухоруковым с сотрудниками.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

• 1. Разработаны основы нового бесконтактного метода исследования магни-тосопротивления любых элементов спинтроники и фотоники, основанного на магнитооптических эффектах.

• 2. Построена теория магниторефрактивного эффекта (МРЭ) в нанокомпози-тах. Показано, что МРЭ в нанокомпозитах обусловлен туннельным магни-тосопротивлением и может на два порядка превышать традиционные магнитооптические эффекты (например, экваториальный эффект Керра в ферромагнетиках).

• З.Впервые рассмотрены возможности усиления магниторефрактивного эффекта. Доказано, что в условиях интерференции, а также при использовании наноструктур в качестве дефекта в фотонных кристаллах величина магниторефрактивного эффекта значительно возрастает.

• 4. Построена, основанная на двухфазной модели проводимости, теория магниторефрактивного эффекта (МРЭ) в манганитах.

• 5. Впервые продемонстрировано, что форм-фактор частиц эффективной среды значительно влияет на величину магниторефрактивного эффекта

(МРЭ). Показано, что спектры МРЭ сильно зависят от магнитопроводимо-сти и оптических свойств тонких пленок и кристаллов манганитов, что позволяет использовать данный эффект в качестве важного инструмента измерения магнитосопротивления и других оптических и магнитооптических характеристик манганитов.

• 6. Выполнены модельные расчеты магннтопропускания и магнитоотраже-ния многослойной плёнки, состоящей из нанослоёв Сг и Ре в рамках теории магниторефрактивного эффекта. Показано, что наряду с толщиной большое влияние как на величину, так и спектральную зависимость магннтопропускания и магнитоотражения, оказывает эффективное время релаксации, плазменная частота и параметр спиновой асимметрии. Доказано, что даже для тонких пленок, обладающих незначительным магнитосопротивлением (МС), эффекты магнитоотражения и магннтопропускания превышают традиционные магнитооптические эффекты(например, экваториальный эффект Керра в ферромагнетиках), что обусловливает перспективность этих новых эффектов для создания устройств магнитофотоники.

• 7. Впервые теоретически обосновано, что размерный эффект оказывает существенное влияние на магнитооптический отклик гранулированной системы вблизи порога перколяции в ближней ИК области. При этом размерный эффект изменяет амплитуду, профиль и даже знак магнитооптических эффектов в ближней ИК области спектра.

• 8. Теоретически обоснована важность учета размерного эффекта в системах с большим аномальным эффектом Холла, в частности для магнитных нано-композитов.

• 9. Расчеты оптических и магнитооптических спектров гибридных систем обосновали, что аномально высокое оптическое поглощение и высокая магнитооптическая активность в гибридных мультислоях связаны с близостью

композиционного состава слоев к порогу перколяции и наличием интерференции.

• 10. В частотном диапазоне 30-50 ГГц исследован коэффициент прохождения электромагнитных волн через пленки магнитных нанокомпозитов "ферромагнитный металл-диэлектрик", обладающих туннельным магнитосопро-тивлением и магниторефрактивным эффектом. Рассмотрены случаи, когда образцы находятся вблизи и вдали ферромагнитного резонанса. Расчетами продемонстрирована линейная корреляция между изменением коэффициента прохождения и магнитосопротивлением, что позволяет рассматривать данный результат с точки зрения бесконтактного измерения магнитосопро-тивления.

• 11. Впервые теоретически доказано, что полевая зависимость термоэдс в магнитных гранулированных сплавах Со-А120, и Fe-Al20:! с туннельным типом проводимости связана с туннельной термоэдс. Впервые получена формула для ее полевой зависимости.

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Юрасов А.Н. Магниторефрактивный эффект, как бесконтактный метод исследования функциональных материалов// Материаловедение. 2014. №6. С. 32-38.

2. Sukhorukov Yu.P., Telegin A.V., Bessonov V.D., Gan'shina E.A., Kaul' A.R., Kor-sakov I.E., Perov N.S., Fetisov L.Yu., Yurasov A.N. Magnetorefractive effect in the La,.xKxMn03 thin films grown by MOCVD//Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 2014. V.367. P. 53-59.

3. Сухорукое Ю.П., Телегин A.B., Бессонов В.Д., Ганьшина Е.А., Грановский А.Б., Кауль А.Р., Юрасов А.Н. Магнитоотражение и магнитопропускание света в манганитах с KMC// Изве-

стия Российской академии наук. Серия физическая. 2013. Т. 77. № 10. С. 14991502.

4. Сухорукое Ю.П., Телегин А.В., Грановский А.В., Ганьшина Е.А., Жуков А., Гонзалес X., Херранз Г., Кайседо Х.М., Юрасов А.Н., Бессонов В.Д., Кауль А.Р., Горбенко О.Ю., Корсаков И.Е. Магниторефрактивный эффект в манганитах с колоссальным магнитосопротив-лением в видимой области спектра// Журнал экспериментальной и теоретической физики. 2012. Т. 141. № 1.С. 160-168.

5. Yurasov A.N., Bakhvalova T.N., Telegin A.V., et al. The analysis of the magnetore-fractive effect in Lao7Cao3Mn03 : thin films and single crystals //Solid State Phenomena. 2012. V.190. P. 381-384.

6. Yurasov A.N., Bakhvalova T.N., Telegin A.V., Sukhorukov Yu.P. The analysis of the magnetorefractive effect in La^Ca 03MnO3 thin films in IR spectral range// Functional materials. 2012. №2. P. 178-181.

7. Устинов В.В., Сухорукое Ю.П., Миляев М.А., Грановский А.Б., Юрасов А.Н., Ганьшина Е.А., Телегин А.В. Магнитопропускание и магнитоотражение в многослойных наноструктурах FeCr// Журнал экспериментальной и теоретической физики. 2009. Т. 135. Вып 2. С. 293-300.

8. Грановский А.Б., Ганьшина Е.А., Юрасов А.Н. и др. Магниторефрактивный эффект в наноструктурах, манганитах и магнитофотонных кристаллах// Радиотехника и электроника. 2007. Т.52. №9. С. 1152-1159

9. Юрасов А.Н., Борискина Ю.В., Сухорукое Ю.П., Ганьшина Е.А., Грановский А.Б. Магниторефрактивный эффект в манганитах// Физика твердого тела. 2007. Т.49. Вып 6. С. 1066-1069.

10.Yurasov A., Granovsky A., Tarapov S., Clerc J.-P. High-frequency magnetoimped-ance in nanocomposites// Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 2006. V. 300. № I. E52-E54.

П.Грановский А.Б., Инуе М., Клерк Ж.П., Юрасов А.Н.. Магниторефрактивный эффект в нанокомпозитах: зависимость от угла падения и поляризации света// Физика твердого тела. 2004.Т.46. №3. С. 484-487.

12.Granovsky A., Kozlov A., Yurasov A., Inoue М., Clerc J.P. Magnetorefractive effect in magnetic nanocomposites in reflection: dependencies on incident angle and polarization of light// Nanostructured Magnetic Materials and their Applications, ed. Kluwer Academic Publishers, B. Aktas, L. Tagirov.2004. P. 433-440 .

13. Грановский А., Быков И., Ганьшина E., Гущин В., Козлов А., Юрасов А., Калинин Ю., Инуе М.. Магниторефрактивный эффект в магнитных нанокомпозитах// Журнал экспериментальной и теоретической физики. 2003. Т. 123. Вып. 6, С. 1256-1265.

14. Грановский А., Юрасов A, Sato Н., Aoki Y. Туннельная термоэдс в магнитных гранулированных сплавах// Физика твердого тела. 2002. Т. 44, Вып. 11. С. 2001-2003.

15.Akinaga Н., Mizuguchi М., Manado Т., Ganshina Е„ Granovsky A., Rodin !., Vinogradov A., and Yurasov A.. Enhanced magnetooptical response of magnetic nanoclusters embedded in semiconductor//Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 2002. V. 242-245. P. 470-472.

16. Gan'shina E.A., Granovsky A.B., Dieny В., Kumaritova M., Yurasov A. Magnetooptical spectra of discontinuous multilayers Co/Si02 with tunnel magnetore-sistance//Physica B. 2001. V. 299. P. 260-264.

17.Granovsky А.В., Gan'shina E.A., Vinogradov A.N., Rodin I.K., Yurasov A.N. and Khan H.R. Magnetooptical spectra of ferromagnetic Co-CoO composites// Physics of Metals and Metallography. 2001. V. 91. S52-56.

18. Драченко A.H., Юрасов A.H., Быков И.В., Ганьшина Е.А., Грановский А.Б., Рыльков В.В., Смирнов Д.В., Леотен Ж., Диени Б. Оптические свойства магнитных квази 2D нанокомпозитов в ИК области спектра// Физика твердого тела 2001. Т. 45. С. 897- 899.

19.Грановский А.Б., Кузьмичев М.В., Юрасов А.Н. Влияние квазиклассического размерного эффекта на оптические и магитооптические свойства гранулированных сплавов// Вестник МГУ Серия Физика. Астрономия. 2000. №6, С. 6769.

20. Ганьшина Е.А., Грановский А.Б., Диени Б., Кумаритова Р. Ю., Юрасов А.Н. Особенности магнитооптических спектров гибридных мультислоев Co/S¡02// Физика твердого тела. 2000. Т. 42. С. 1860-1862.

21. Granovsky A., Kuzmichov М. and Yurasov A. Influence of granular size on optical and magneto-optical spectra of ferromagnetic granular alloys// Proceedings of Moscow International Symposium on Magnetism. Part II. Moscow. 1999. P. 223226.

22.Быков И.В., Ганьшина Е.А., Грановский А.Б., Гущин B.C., Юрасов А.Н. Магнитооптические и оптические эффекты в гранулированных пленках Co-AI-O// Вторая международная конференция "Фундаментальные проблемы физики". Материалы конференции. Саратов. 2000. С. 53-54.

23. Ганьшина Е.А., Грановский А.Б., Виноградов А.Н., Кумаритова Р. Ю., Юрасов А.Н. Магнитооптические свойства ферромагнитных нанокомпозитов// Вторая международная конференция "Фундаментальные проблемы физики". Материалы конференции. Саратов. 2000. С. 60.

24. Быков И.В., Ганьшина Е.А., Грановский А.Б., Гущин B.C., Юрасов А.Н. Маг-ниторефрактивный эффект в гранулированных пленках с туннельным магни-тосопротивлением// Вторая объединенная конференция по магнитоэлектрони-ке. Екатеринбург. 2000. С. 145-146.

25. Ганьшина Е.А., Грановский А.Б., Кумаритова Р. Ю., Юрасов А.Н. Особенности магнитооптических спектров гибридных мультислоев Co/Si02// Новые магнитные материалы микроэлектроники. Сборник трудов XVII Международной школы-семинара. 2000. Москва. С. 592-594.

26. Ганьшина Е., Грановский А., Виноградов А., Щербак П., Юрасов А., Эрнульт Ф., Диени Б. Исследование магнитооптических свойств многослойной нано-

размерной системы Со-А1203// Новые магнитные материалы микроэлектроники". Сборник трудов XVIII Международной школы-семинара. 2002. Москва, С. 229.

27.Ганьшина Е.А., Грановский А.Б., Виноградов А.Н., Щербак П.Н., Юрасов А.Н., Эрнульт Ф., Диени Б. Многослойная наноразмерная система Со- А1203: магнитооптические свойства// Сборник трудов Международного симпозиума "Порядок, беспорядок и свойства оксидов - ODPO-2002" (Сочи). 2002. 4.1. С. 74.

28.Юрасов А.Н., Сухоруков Ю.П., Ганьшина Е.А., Грановский А.Б. Магниторе-фрактивный эффект в манганитах состава Lao67Sr033MnO3//Сборник трудов XX Международной школы семинара. 2006. Москва. С.286-287.

29. Сухоруков Ю.П., Телегин A.B., Бессонов В.Д., Ганьшина Е.А., Грановский А.Б., Кауль А.Р., Юрасов А.Н. Эффекты магнитоотражения и магнитопропу-сания в манганитах с колоссальным магнитосопротивлением// XII международная конференция "Новое в магнетизме и магнитных материалах", Астраханский государственный университет. Труды конференции. 2012. С. 336-339.

Цитируемая литература

1. Касаткин С.И., Васильева Н.П., Муравьев A.M. Спинтронные магниторезистивные элементы и приборы на их основе// М.-Электроинформ. ИПУ РАН. 2005. 168 с.

2. Xiao John Q„ Jiang J. Samuel, and Chien C. L. Giant Magnetoresistance in Non-Multilayer Magnelic Systems// Phys. Rev. Lelt. 1992. V. 68. P. 3749-3756 .

3. Ведяев A.B., Грановский А.Б. . Калинев А.В.. Брауерс Ф. Аномальный эффект Холла гранулированных сплавов//ЖЭТФ. 1997. Т. 112 2198-2002.

4. Xiao John Q„ Jiang J. Samuel, and Chien C. L. Giant Magnetoresistance in Granular Co-Ag System// Phys. Rev. B. 1992. V. 46. P. 9266-9274.

5. Xiong P., Xiao G„ Wang J. Q.. Xiao J. Q., Jiang J. S. and Chien C. L. Extraordinary Hall Effect and Giant Magnetoresistance in Granular Co-Ag System// Phys Rev Lett 1992 V 69 P 3220-3230.

6. Chien C. L., Xiao John Q„ and Jiang J. Samuel Giant Negative Magneto-resistance in Granular Magnetic Solids//J. Appl. Phys. 1993 V. 73. P. 5309-5314.

7. Chien C. L. Magnetism and Giant Magneto-Transport Properties in Granular Solids// Annual Review of Materials Science. 1995. V. 25. P. 129-135.

8. Грановский А.Б., Инуе M„ Клерк Ж.П., Юрасов А.П.. Магниторефрактивный эффект в нанокомпозитах: зависимость от угла падения и поляризации света// Физика твердого тела 2004.Т.46. №3. С. 484-487.

9. Khan H.R., Granovsky A., Brouers F„ Ganshina E„ Clerc J.P., Kuzmichev M. Magneto-optical spectra of ferromagnetic composites CoCuO//JMMM. 1998. V. 183 P.127-131.

10. Ganshina E., Granovsky A., Gushin V., Kuzmichov M., Podrugin P., Kravetz A., Shipil E. Optical and magneto-optical spectra of magnetic granular alloys// Physica A. 1997. V. 241. P. 4551.

11. Ganshina E., Kumaritova R., Bogoroditsky A., Kuzmichev M., Ohnuma S. J. Magneto-optical spectra of insulating granular system Co-Al-O// JMMM. 1999. V. 203. P. 241-243.

12. Granovsky A., Kuzmichev M., Clerc J.P. The symmetrised Maxwell-Garnett approximation for magneto-optical spectra of ferromagnetic composites//J. Magn. Soc. Japan. 1999. V. 23. P. 382386.

13. Niklasson G.A., Granqvist C.G. Optical Properties and Solar Selectivity of Coevaporated Co-A1203 Composite Films//J. Appl. Phys. 1984. V.55. P. 3382-3410.

14. Sukhorukov Yu.P., Nosov A.P., Loshkareva N.N. et al. Giant change in infrared light transmission in Lao 67CaoззМпОз film near the Curie temperature// J. Appl. Phys. 2005. V. 97. 103710-103718.

15. Marques R. F.C., Aherncthy P.R., Mattew J.A.D. et al. Contactless measurement of colossal magnetoresistance in Lai-sSrsMnOi using the infrared magnetorefractive effect// J. Magn. Magn. Mater. 2004. V. 272-276. P. 1740-1741

16. Грановский А.Б., Ганьшина E.A., Юрасов A.H. и др. Магниторефрактивный эффект в наноструктурах, манганитах и магнитофотонных кристаллах// Радиотехника и электроника. 2007. Т.52. №9. С. 1152-1159

17. Юрасов А.Н., Борискина Ю.В., Сухорукое Ю.П., Ганьшина Е.А., Грановский А.Б. Магниторефрактивный эффект в манганитах// Физика твердого тела. 2007. Т.49. Выи 6. С. 10661069.

18. Бебенин Н.Г. Ферромагнитные манганиты Ьа^Са^МпОз// Физика металлов и металловедение. 2011. Т.111 С. 242-259.

19. Boris А. V., Kovaleva N.N., Bazhenov A.V. et al. Infrared studies of a Lao 6?Cao 33Mn03 single crystal: Optical magnetoconductivity in a half-metallic ferromagnet // Phys. Rev. B. 1999. V. 59. R 697-700.

20. Zhang Z. M., Choi В. I., Flik M. I. et al. Infrared refractive indices of LaA103, LaGa03, and NdGa03//J. Opt. Soc. Am. B. 1994. V. 11. P. 2252-2257.

21. Грановский А.Б., Сухоруков Ю.П., Телегин A.B. и др. Гигантский магниторефрактивный эффект в пленках Lao.7 Сао.з МпОэ//ЖЭТФ. 2011. Т. 139. С. 90-100.

22. Yurasov A.N., Bakhvalova T.N., Telegin A.V., et al. The analysis of the magnetorefractive effect in Lao7Cao3Mn03: thin films and single crystals //Solid State Phenomena V. 2012. V.190. P. 381-384.

23. Устинов В.В., Сухоруков Ю.П., Миляев М.А., Грановский А.Б., Юрасов А.Н., Ганьшина Е.А., Телегин А.В. Магнитопропускание и магнитоотражение в многослойных наноструктурах FeCr// Журнал экспериментальной и теоретической физики. 2009. Т. 135. Вып 2. С. 293300.

24. Camplin J.P., Thompson S.M., Loraine D.R., et al. Contactless measurement of giant magnetoresistance in thin films by infrared reflection //Journal Of Applied Physics. 2000. V.87. P. 4846 -4848

25. Драченко A.H., Юрасов A.H., Быков И.В., Ганьшина Е.А., Грановский А.Б., Рыльков В.В., Смирнов Д.В., Леотен Ж., Диени Б. Оптические свойства магнитных квази 2D нанокомпо-зитов в ИК области спектра// Физика твердого тела 2001. Т. 45. С. 897- 899.

26. Маевский В.М. Теория магнетооптических эффектов в многослойных системах с произвольной ориентацией намагниченности //ФММ. 1985. Т.59. С. 213-216.

27. Бреховских JI.M. Волны в слоистых средах// Изд-во "Наука". М.:1973, 343 с.

28. Yurasov A., Granovsky A., Tarapov S., Clerc J.-P. High-frequency magnetoimpedance in nanocomposites// Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 2006. V. 300. № 1. E52-E54.