Физика
Магнитные, проводящие и магнитопроводящие свойства композитных плёнок (CoFeB+SiO$_2$+N$_2$) в интервале температур $2$–$400$ к и магнитных полей $0$, $1$ и $5$ Тл
Л. Н. Котовa,
А. А. Уткинa,
Ю. Е. Калининb,
А. В. Ситниковb a Сыктывкарский государственный университет, г. Сыктывкар, Российская Федерация
b Воронежский государственный технический университет, г. Воронеж, Российская Федерация
Аннотация:
Композитные плёнки с составами [(CoFeB)
$_x$+(SiO
$_2$)
$_{(1–x)}$+N
$_2$),
$x = 0,33$–-
$0,52$] были получены методом ионно-лучевого напыления с использованием мишеней металлического сплава и диэлектрика в атмосфере азота. Определены толщины и содержание атомных элементов, концентрации металлического сплава
$x$ композитных плёнок при помощи электронного микроскопа TESCAN MIRA3. Получены изображения магнитного фазового контраста поверхности композитных плёнок с помощью метода магнито-силовой микроскопии с использованием атомно-силового микроскопа Интегра Prima (NT-MDT, Россия) с кантилевером MFM10. Для всех композитных плёнок c
$x = 0,33$–-
$0,52$ характерна гранулированная структура, а для плёнок с большой концентраций
$x > 0,48$ наблюдались и протяжённые области скопления металлических гранул. Были исследованы температурные зависимости магнитной восприимчивости, удельной проводимости и удельной магнитной проводимости композитных плёнок (CoFeB+SiO
$_2$+N
$_2$) с разными
$x = 0,33$–
$0,52$ в широком интервале температур
$2$–
$400$ К и в магнитных полях
$0, 1$ и
$5$ Тл. Было обнаружено, что в композитных плёнках с концентрацией металлического сплава
$x = 0,46$–
$0,52$ в некоторых интервалах температур наблюдаются положительная магнитная проводимость, а в других интервалах температур — отрицательная магнитная проводимость. Соотношение положительной и отрицательной магнитной проводимости определяется температурой и концентрацией металлического сплава
$x$ в композитных плёнках. Наибольшая положительная магнитная проводимость (около
$1,2$) характерна для гранулированных композитных метал-диэлектрических плёнок с
$x = 0,46$ с малыми размерами гранул. Наибольшая отрицательная магнитная проводимость (около
$–0,2$) возникает в композитных плёнках с наибольшей концентрацией металлического сплава
$x = 0,52$, которые имеют протяжённые (более нескольких микрометров) металлические области скопления металлических гранул.
Ключевые слова:
композитные метал-диэлектрические плёнки, гранулированная структура, магнитная восприимчивость, электрическое сопротивление, магнитная проводимость.
УДК:
537.5, 537.62, 537.9
Поступила в редакцию: 12.10.2023
DOI:
10.14529/mmph230410