ОГЛАВЛЕНИЕ………………………………………………………………………………...2
ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………………………………5
ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР…………………………………………………….…23
1.1. Получение пленок. ……………………………………………………………………...23
1.1.1. Особенности роста эпитаксиальных пленок……………………………………..24
1.1.2. Метод импульсного лазерного осаждения………………………………………..35
1.2. Электронная проводимость пленок…………………………………………………….39
1.2.1. Размерный эффект в проводимости тонких пленок. Классическое
приближение……………………………………………………………………....…………42
1.2.2. Квантовые эффекты в проводимости. Волноводное приближение……………..44
1.2.3. Баллистический транспорт………………………………………………………...53
1.2.4. Многослойные металлические пленки и их проводимость……………………..56
1.3. Сапфир……………………………………………………………………………………59
1.4. Эпитаксиальные пленки тугоплавких металлов……………………………………….60
1.5. Эпитаксиальные пленки ферромагнитных металлов железа и никеля………………67
1.5.1. Пленки железа……………………………………………………………………....67
1.5.2. Островковые пленки………………………………………………………………..68
1.5.3. Эпитаксиальные пленки никеля…………………………………………………...71
1.5.4. Магнитосопротивление…………………………………………………………….72
1.5.5. Пленки оксида никеля……………………………………………………………...76
1.6. Пленки половинных металлов………………………………………………………….80
1.6.1. Пленки Fe3O4………………………………………………………………………..83
1.6.2. Пленки сплавов Гейслера………………………………………….……………….88
1.6.2.1. Сплавы Co2FeAl и Co2FeSi…………………………………………………...91
1.6.2.2. Сплавы Fe2CoAl, Co2NiSi и Co3Si……………………………………………93
ГЛАВА 2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИН ПРОЦЕССЫ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ
МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ……………………………………………………………….96
2.1. Получение пленок...........……...............……..............…...……............…………. ……96
2.2. Изготовление структур.....…................…...............……...............…...............…..…….99
2.3. Методы исследования электронно-транспортных свойств....……........…………….103
2.4. Методы исследования структуры пленок……………………………………………..105
2.5. Зондовая литография.……………………………………………………. ……………113
2
ГЛАВА 3. ПЛАНАРНЫЕ СТРУКТУРЫ НА ОСНОВЕ ТУГОПЛАВКИХ
МЕТАЛЛОВ.……...……....……....…….....……...…….....……...……....…....……....……118
3.1. Эпитаксиальные пленки Mo и Nb……………………………………………………..118
3.1.1. Исследование структуры эпитаксиальных пленок тугоплавких металлов…....122
3.1.2. Исследование морфологии поверхности эпитаксиальных пленок Nb и Мо….125
3.1.3. Сверхтонкие пленки тугоплавких металлов…………………………………….132
3.1.4. Влияние скорости роста на проводимость эпитаксиальных пленок…………..141
3.2. Двух- и трехслойные эпитаксиальные пленки Mo и Nb……………………………..147
3.3. Электронно-транспортные свойства гетероэпитаксиальных пленок Мо и Nb…….156
3.3.1. Структура внешней поверхности и проводимость пленок Мо и Nb…………..156
3.3.2. Размерные эффекты в проводимости двухслойных пленок Mo-Nb…………..164
3.3.3. Проводимость трехслойных пленок……………………………………………..167
3.4. Электронно-транспортные свойства наноструктур на основе
высококачественных пленок тугоплавких металлов……………………………………...174
3.5. Эпитаксиальные вольфрамовые наноструктуры на подложках MgO/GaAs (001):
температурные эффекты при баллистическом переносе электронов. …………………..182
Глава 4. ПЛАНАРНЫЕ СТРУКТУРЫ НА ОСНОВЕ ФЕРРОМАГНИТНЫХ
МЕТАЛЛОВ…………………......................……………………………………………….193
4.1. Структуры на основе никеля…………………………………………………………..193
4.1.1. Пленки никеля на А-плоскости сапфира……………………………………. ….193
4.1.2. Пленки никеля на C- и R-плоскостях сапфира. ……………………………….209
4.2. Пленки железа…….…………………………………………………………………….212
4.2.1. Пленки железа на R-плоскости сапфира…………………………………….. …212
4.2.2. Пленки железа на А-плоскости сапфира…………………………………….. …219
4.2.3. Островковые пленки железа……………………………………………………...224
4.2.3.1. Влияние температуры на рост островковых пленок железа. …………….227
4.2.3.2. Конкуренция факторов неравновесности при росте островковых
пленок железа………………………………………………………………………………229
4.2.3.3. Влияние скорости осаждения (частоты лазерных импульсов) на рост
островковых пленок железа………………………………………………………………...233
4.3. Наноструктуры на основе ферромагнитных металлов………………………………238
4.3.1. Однодоменное состояние прямоугольных пленочных структур из железа…...238
4.3.2. Магниторезистивный эффект в эпитаксиальных никелевых структурах……..240
3
4.4. Использование диэлектрических пленок…………………………………………….247
4.4.1. Окисление плёнок никеля………………………………………………………..247
4.4.2. Геометрические эффекты в вольт-амперных зависимостях МДМ
структуры Ni/NiO/Fe………………………………………………………………………..249
4.4.3. Обменный сдвиг в плёночных структурах NiO/Ni……………………………...258
4.4.4. Нелинейные туннельные МДМ структуры……………………………………..261
4.5. Токовые эффекты……………………………………………………………………….266
Глава 5. ПЛАНАРНЫЕ СТРУКТУРЫ НА ОСНОВЕ ПОЛОВИННЫХ МЕТАЛЛОВ…271
5.1. Пленки Fe3O4…………………………………………………………………………....271
5.1.1. Пленки Fe3O4 на С-плоскости сапфира………………………………………….271
5.1.2. Пленки Fe3O4 на R-плоскости сапфира………………………………………….283
5.1.3. Магнитосопротивление пленок Fe3O4………………………………………….. 292
5.2. Пленки сплавов Гейслера.……………………………………………………………..297
5.2.1. Пленки Co2FeSi…………………………………………………………………..299
5.2.1.1. Пленки Co2FeSi на R-плоскости сапфира………………………………….299
5.2.1.2. Пленки Co2FeSi на стеклянной подложке…………………………………302
5.2.1.3. Пленки Co2FeSi на A-плоскости сапфира………………………………….304
5.2.2. Пленки Co2FeAl…………………………………………………………………...308
5.2.2.1. Морфология поверхности пленок Co2FeAl на R-плоскости сапфира……308
5.2.2.2. Магнитосопротивление пленок Co2FeAl на R-плоскости сапфира………311
5.2.2.3. Магнитосопротивление пленок Co2FeAl на А-плоскости сапфира……...315
5.2.3. Пленки Fe2CoAl…………………………………………………………………..319
5.2.3.1 Морфология поверхности пленок Fe2CoAl на R-плоскости сапфира…….319
5.2.3.2 Магнитосопротивление пленок Fe2CoAl на R-плоскости сапфира……………..322
ЗАКЛЮЧЕНИЕ……………………………………………………………………………...328
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ…………………………...332
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ…………………………………………………………………. .334
