Размерные эффекты и магнитные свойства аморфных наноструктур на основе полупроводников и металлов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.07, доктор физико-математических наук Пудонин, Федор Алексеевич

• Пудонин, Федор Алексеевич
• доктор физико-математических наук
• 2011

Оглавление диссертации доктор физико-математических наук Пудонин, Федор Алексеевич

ВВЕДЕНИЕ.

1. ГЛАВА 1. КВАНТОВО-РАЗМЕРНЫЕ ЭФФЕКТЫ В

ТОНКИХ ПЛЕНКАХ 81 И СВЕРХРЕШЕТКАХ (81

8Ю2)г,.

1.1 .ПОЛУЧЕНИЕ ПЛЕНОК АМОРФНЫХ ПОЛУПРОВОДНИ

КОВ И МНОГОСЛОЙНЫХ СТРУКТУР НА ИХ ОСНОВЕ.

1Л.1.ФИЗИЧЕСКИЙ МЕХАНИЗМ КАТОДНОГО РАСПЫЛЕНИЯ.

1.1.2.ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ТОНКИХ ПЛЕНОК.

1.1.3.ВЛИЯНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ

НА РОСТ ТОНКИХ ПЛЕНОК.

1.1.4.ИССЛЕДОВАНИЕ ОПТИЧЕСКИХ КОНСТАНТ С ПОМОЩЬЮ ЭЛЛИПСОМЕТРИИ.

1.2.РАЗМЕРНОЕ КВАНТОВАНИЕ В МНОГОСЛОЙНЫХ СТРУКТУРАХ (вьБЮг^.

1.2.1 .ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СТРУКТУР (8ь8Ю2)м

ОДНОСЛОЙНАЯ МОДЕЛЬ.

1.2.2.ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СТРУКТУР (81-8Ю2>№ МНОГОСЛОЙНАЯ МОДЕЛЬ.

2. ГЛАВА 2. ЛАВИННЫЙ ОТЖИГ АМОРФНЫХ ПОЛУ ПРОВОДНИКОВЫХ СТРУКТУР ЗА СЧЕТ ТЕПЛА, ВЫДЕЛЯЮЩЕГОСЯ ПРИ КРИСТАЛЛИЗИИ.

2.1.КРИСТАЛЛИЗАЦИЯ АМОРФНЫХ МЕТАЛЛОВ КАК

ИСТОЧНИК ТИПЛА ПРИ ОТЖИГЕ ПЛНОК.

2.2.ОТЖИГ АМОРФНЫХ ПЛЕНОК 81 И (81 - 8Ю2)М.

3. ГЛАВА 3. КРИСТАЛЛИЗАЦИЯ МНОГОСЛОЙНЫХ

СТРУКТУР (вьБЮг^ С УЛЬТРАМАЛЫМ ПЕРИОДОМ.:.

3.1.ОСОБЕННОСТИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СВЕРХРЕШЕТОК ф-вЮг^ СО СВЕРХТОНКИМИ СЛОЯМИ. ЭЛЕК-ТРОННОГРАФИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ.

3.2.ПЕРЕСТРОЙКА КРИСТАЛЛИЧЕСКОЙ СТРУКТУРЫ

ПОД ДЕЙСТВИЕМ АТОМНОЙ БОМБАРДИРОВКИ Ю

4. ГЛАВА 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ЭФФЕКТОВ РАЗМЕРНОГО КВАНТОВАНИЯ В ТОНКИХ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПЛЕНКАХ.

4.1.ВВЕДЕНИ Е.

4.2.ИЗГОТОВЛЕНИЕ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ СТРУКТУР. п

4.3.ИССЛЕДОВАНИЕ КВАНТОВО-РАЗМЕРНЫХ ЭФФЕКТОВ В ТОНКИХ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ СЛОЯХ. п

4.4.0С0БЕНН0СТИ РАЗМЕРНОГО КВАНТОВАНИЯ В

СЛОЯХ А1 И Си. I

5. ГЛАВА 5. МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА ТОНКИХ МАГНИТНЫХ СЛОЕВ Со№, Со И Ее№.

5.1.ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТОНКИХ ФЕРРОМАГНИТНЫХ СЛОЕВ.

5.2.МАГНИТООПТИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ КЕРРА.

5.3.МАГНИТО ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ТОНКИХ СЛОЕВ Ге№.

5.4.ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ И МАГНИТО ОПТИЧЕСКИЕ

СВОЙСТВА СЛОЕВ Со И Со№.

6. ГЛАВА 6. МАГНИТНЫЕ И МАГНИТООПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МНОГОСЛОЙНЫХ СИСТЕМ ФЕРРОМАГНЕТИК-ПОЛУПРОВОДНИК

6.1.СТРУКТУРЫ Ее-СаАв-Ее С АНТИФЕРРОМАГНИТНЫМ ТИПОМ ОБМЕННОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ.

6.2.ИССЛЕДОВАНИЕ ОБМЕННОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ В СТРУКТУРАХ Ее-гпТе-Ре.

6.3.СПИН - ТУННЕЛЬНЫЕ СТРУКТУРЫ НА ОСНОВЕ

7. ГЛАВА 7. МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА МНОГОСЛОЙНЫХ СИСТЕМ МАГНИТНЫХ НАНООСТРОВОВ.

7.1.0С0БЕНН0СТИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СТРУКТУР ИЗ МАГНИТНЫХ НАНООСТРОВОВ И МНОГОСЛОЙНЫХ СИСТЕМ НА ИХ ОСНОВЕ.

7.2.МАГНИТОСОПРОТИВЛЕНИЕ И МАГНИТООПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МНОГОСЛОЙНЫХ СИСТЕМ МАГНИТНЫХ НАНООСТРОВОВ.

7.3.СЕНСОРНЫЕ СТРУКТУРЫ НА ОСНОВЕ МНОГОСЛОЙНЫХ СИСТЕМ МАГНИТНЫХ НАНООСТРОВОВ.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Размерные эффекты и магнитные свойства аморфных наноструктур на основе полупроводников и металлов»

Актуальность темы диссертации. Индустрия наносистем и материалов относится к приоритетным направлениям развития науки, технологии и техники в РФ. Основными задачами данного направления являются разработка технологий получения новых наноструктур и изучение их физических свойств, что необходимо для успешного использования наноструктур в практических целях. В связи с этим важным является получение новых знаний о природе процессов, протекающих в нанообъектах. В связи с большим прикладным потенциалом наиболее интенсивное развитие получили полупроводниковые и магнитные наноструктуры, к которым относятся сверхрешетки, многослойные структуры, квантовые ямы, проволоки, точки и др. В этих структурах существенную роль играют квантовые явления и размерные эффекты, которые оказывают значительное влияние на электрические, оптические и магнитные процессы в наноструктурах. Актуальность и важность работ в этом направление подтверждают и нобелевские премии Э.И.Алферова (2000 г.) за разработку полупроводниковых гетероструктур (зонная инженерия), А.Ферта и П.Грюнберга (2007 г.) за открытия эффекта гигантского маг-нитосопротивления.

Тема данной диссертации — размерные эффекты и магнитные свойства аморфных наноструктур на основе полупроводников и металлов — относится именно к упомянутому выше приоритетному направлению развития науки -нанотехнологии. В диссертации сделан упор на получение новых экспериментальных данных о физических свойствах аморфных многослойных структур полупроводник-диэлектрик. На момент начала работы (1980 г.) подобных наноструктур еще практически не было, хотя они и представляют большой интерес как с научной, так и с прикладной точек зрения. Преимуществом аморфных наноструктур (по сравнению с кристаллическими) является возможность выращивания многослойных наноструктур из материалов со значительным различием в величине постоянной кристаллической решетки. Это позволяет получать и изучать большое многообразие многослойных структур. В данной работе проведено систематическое изучение аморфных многослойных структур полупроводник-диэлектрик - (ЭьЗЮг^ - и обнаружен квантово-размерный эффект, проявляющийся в изменение ширины запрещенной зоны слоев при изменении их толщины. Необходимо отметить, что ранее делались предположения о невозможности наблюдения квантово-размерных эффектов в подобных структурах, что связывалось с наличием большой по величине плотности электронных состояний в запрещенной зоне аморфных полупроводников. В результате исследований размерных эффектов в структурах (БьЭЮг^ был предложен и реализован метод создания на основе данных структур новых кристаллических материалов. Кроме того, был предложен и новый способ кристаллизации как одиночных аморфных слоев, так и многослойных аморфных наноструктур.

Большое место в диссертации отведено особенностям проявления размерных эффектов в тонких металлических и магнитных пленках. В этих слоях был впервые обнаружен размерный эффект, проявляющийся в осцил-ляционной зависимости диэлектрической проницаемости, проводимости, плазменной частоты, оптического отражения и других параметров от толщины при комнатной температуре. Особенно интересным было обнаружение значительного изменения электрических и магнитных параметров пленок в диапазоне толщин 4-12 нм. Поскольку во многих устройствах спинтроники (магнитные датчики, считывающие магнитные головки и др.) используются слои толщиной именно из этого диапазона, то необходимо учитывать возможность значительного изменения рабочих параметров данных устройств при незначительных изменениях толщины слоев. Это также делает результаты исследований размерных эффектов в тонких металлических слоях актуальными.

Кроме того были предложены, выращены и исследованы новые многослойные магнитные структуры, состоящие из периодически чередующихся островковых слоев различных магнетиков. Отличительной особенностью данных многослойных структур явилась их способность при комнатной температуре детектировать сверхслабые магнитные поля вплоть до 10"5- 10"6 Э. Эти структуры предполагается в дальнейшем использовать при создании чувствительных датчиков слабых магнитных полей, которые представляют большой интерес для медицинских целей, систем навигации и др.

Цель работы. Целью работы является исследование размерных эффектов и магнитных свойств аморфных наноструктур на основе полупроводников и металлов.

Научная новизна. На момент проведения данной работы аморфные многослойные периодические наноструктуры практически не выращивались и не исследовались. Лишь в 1983 году появилась первая работа в этом направление [8]. В России (СССР) изучение физических свойств многослойных аморфных структур (8ь8Ю2)н и обнаружение в них квантово-размерного эффекта было впервые выполнено в данной диссертационной работе [12,18].

Новым явилась разработка и реализация нового типа лавинного импульсного отжига [18, 19] для кристаллизации многослойных аморфных структур и отдельных тонких слоев 81 и других полупроводников. Используя предложенный тип лавинного отжига короткопериодные многослойные структуры (ЗьБЮгЭы были кристаллизованы в новую кристаллическую структуру гексагональной симметрии.

В процессе исследования оптических и электрических свойств сверхтонких металлических пленок N1), N1, "П, А1, Си и др. был обнаружен размерный эффект, проявляющийся в возникновении осцилляционной зависимости диэлектрической проницаемости, плазменной частоты, проводимости от толщины пленки [например, 72, 74, 78] с периодом порядка половина ферми-евской длины волны электрона в данном металле. В слоях А1 и Си с толщинами, лежащими в диапазоне перехода системы Ю-ЪТ) (с1 ~ 4.0 -12.0 нм) были обнаружены гигантские осцилляции г и коэффициента отражения в ИК области спектра [76,77]. В ферромагнитных слоях БеМ, Со и Со№ помимо существенного изменения от толщины пленки диэлектрической проницаемости обнаружено изменение магнитных параметров (поля анизотропии, ориентации осей намагничивания, величины эффекта Керра и др.). Найденные толщинные зависимости физических параметров пленок в диапазоне перехода 2Б-30 необходимо учитывать при создании различных спинтронных систем.

Впервые в данной работе на примере комбинированных структур Ре№-81С-Ре№ было подтверждено теоретическое предположение о возникновение обменного взаимодействия ферромагнетик - немагнитный полупроводник [110,151].

В диссертационной работе были предложены и выращены магнитные структуры, состоящие из периодически чередующихся наноостровковых слоев различных магнетиков. В этих системах было обнаружено магнитосопро-тивление ~ 2-3 %, а также однонаправленная магнитная анизотропия. Необходимо отметить, что такие структуры способны чувствовать рекордно слабые магнитные поля до 10'6 Э при комнатной температуре.

Научная и практическая ценность. В диссертации было показано, что в аморфных, многослойных структурах имеет место квантово-размерный эффект, проявляющийся в изменении ширины запрещенной зоны аморфного кремния. Был предложен и реализован новый тип импульсного лавинного отжига, с помощью которого можно кристаллизовать аморфные слои различных полупроводников и многослойных структур различного типа (полупроводник-диэлектрик, металл-полупроводник и др.). На примере аморфных ко-роткопериодных сверхрешеток (ЗЬБЮо^ продемонстрирована возможность получения из аморфных периодических структур новых кристаллических материалов, структура которых определяется сверхрешеточным периодическим потенциалом.

Важным как с научной точки зрения, так и в прикладном аспекте явилось обнаружение сильной зависимости физических параметров металлических и магнитных пленок от толщины при перехода 2Б-ЗВ (диапазон толщин 4-12 нм), поскольку слои именно из этого диапазона толщин используют при конструировании различных устройств спинтроники.

Экспериментальное обнаружение обменного взаимодействия между ферромагнитным слоем и слоем немагнитного полупроводника (8Ю), приводящее к изменению магнитных параметров ферромагнитных слоев может быть использовано для целенаправленного уменьшения коэрцитивного поля и поля насыщения у магнитомягких ферромагнетиков.

В диссертационной работе предложены многослойные структуры из периодически чередующихся наноостровковых слоев из различных магнетиков. В таких структурах при комнатной температуре наблюдается большое магнитосопротивление (-3%) в слабых магнитных полях (до 50Э). Отличительной особенностью этих островковых структур является их способность детектировать сверхслабые магнитные поля (до 10-5-10"бЭ), что может быть использовано при создании на их основе сенсоров слабых магнитных полей. Положения, выносимые на защиту

1.Обнаружение квантово-размерного эффекта в аморфных многослойных периодических структурах(81-8Ю2)ы> который проявлялся в увеличение запрещенной зоны у 81 при с15; < 20 А.

2.Метод кристаллизации слоев различных полупроводников и полупроводниковых многослойных структур с помощью предложенного в работе лавинного отжига.

3.Обнаружение кристаллической решетки с гексагональной симметрией у кристаллизованных короткопериодных структур (БьЗЮо^ как результат воздействия сильного периодического потенциала, возникшего в результате чередования в образцах слоев с большой разницей в ширине запрещенной зоны (81 и 810?).

4.Наблюдение стабильных и метастабильных объемных фаз кремния, возникающих при бомбардировке поверхности кристаллического кремния низкоэнергетичными атомами и ионами (Е ~ 1 -10 еУ)

5.Обнаружение осцилляционных зависимостей диэлектрической проницаемости, плазменной частоты, отражения в ИК-области спектра, частоты электронных столкновений, оптической и БС проводимость и др. параметров от толщины металлических слоев №>, Тл, А1, N1, Си

6.Обнаружение зависимости оптических и магнитных параметров слоев металлов и ферромагнетиков в области толщин 4-1*2 нм (переход 2Б-ЗБ). 7.Выявление условий возникновения антиферромагнитного типа обменного взаимодействие между ферромагнитными слоями многослойных магнитопо-лупроводниковых наноструктурах Ре-ОаАэ-Ре, Ре-гпТе-Ре и Ре№-8Ю-Ре№ 8.Обнаружение в магнитных структурах Ре№-81С-РеМ порогового по магнитному полю обменного взаимодействия между немагнитным полупроводниковым слоем 81С и ферромагнитными слоями, проявляющееся в существенном изменение полей насыщения и коэрцитивного поля у ферромагнитных слоев.

9.Обнаружение большого по величине магнитосопротивления, высокой чувствительности к сверхслабым магнитным полям и однонаправленной магнитной анизотропии в многослойных периодических структурах из магнитных наноостровов.

Личный вклад автора в получение результатов работы. Личный вклад автора заключается в выборе направления и объектов исследования, формулировке и постановке задач, выборе и разработке методов решения поставленных задач, интерпретации полученных результатов, написании статей и подготовке докладов.

Автором была модернизирована технологическая установка для получения тонких пленок, разработана технология получения аморфных полупроводниковых, металлических и магнитных слоев и многослойных структур на их основе, а также выращены все экспериментальные образцы, которые изучались в диссертации.

Автором были проведены все спектральные измерения структур (Si-SiC^)^ эллипсометрические измерения сверхтонких полупроводниковых, диэлектрических, металлических и магнитных пленок и проведена математическая обработка полученных данных. Автором на базе лазерного эллипсомет-ра сконструирована установка для исследований магнитооптического эффекта Керра и проведены измерения магнитооптических и магнитных параметров сверхтонких и островковых магнитных структур. Автор принимал участие в подготовке и проведения экспериментов на просвечивающим электронном микроскопе. Автор принимал участие в измерение электрических и магнитных параметров однослойных и многослойных островковых металлических и магнитных структур.

Апробация работы. Основные результаты диссертации и отдельные ее положения докладывались на семинарах в ФИАН, ИОФАН, ИФМ УрО РАН и др. и на следующих конференциях:

1 Международная конференция по нейтронной физике, г.Киев, сентябрь, 1987; Всесоюзная конференция «Ионно-лучевая модификация материалов», Черноголовка, июнь, 1987; XXI Всесоюзная конференция по физике полупроводников, Кишинев, октябрь, 1988; 19 International Conference on the Physics Semiconductors, Warsaw, August, 1988; Sino-Soviet Seminar: Spectroscopy and Optoelectronics in SIM and Related Materials, Shunghai, China, May, 1990; 8 International Conference on Fourier Transform Spectroscopy, Lubek, FRG, 1991; 1 Российская конференция по физике полупроводников, Н.Новгород, сентябрь, 1993; International Symposium: Nanostructures:Physics and Technology, St.Petersburg, June, 1993, 1995, 1998, 1999, 2004, 2005, 2006; XXI съезде по спектроскопии, Звенигород, февраль, 1995; XV Всероссийская школа-семинар "Новые магнитные материалы для микроэлектроники",июнь, Москва, 1996; 1-st International Conference on Low Temperature Physics, Prague, August, 1996; 2-ая Российская конференция по физике полупроводников, Зеленогорск, февраль, 1996; European Symposium on Lasers and Optics in Manufacturing, June, Faigrands, Munich, FR Germany, 1997; Наноструктуры на основе кремния и германия, Всероссийское совещание, Н.Новгород, март, 1998; XVII международная школа-семинар "Новые магнитные материалы микроэлектроники", Москва, МГУ, июнь, 2000; Вторая объединенная конференция по магнитоэлектронике (международная), Екатеринбург, июнь, 2000; 6 Всероссийский семинар "Инженерно-физические проблемы новой техники", МВТУ, Москва, май, 2001; 12-й Международный симпозиум "Тонкие пленки в электронике", Харьков, Украина, апрель, 2001, XIV Уральская Международная школа по физике полупроводников "Электронные свойства низкоразмерных полу- и сверхпроводниковых структур, Екатеринбург, февраль, 2002; Moscow International Symposium on magnetism, June, 2002; Symposium and Summer School "Nano and Giga challenges in Microelectronics Research and Opportunities in Russia, Moscow, September, 2002; XXXIII совещание по физике низких температур, Екатеринбург, февраль, 2003; International Conference "Functional Materials", ICFM2003, Ukraine, Crimea, Partenit, October, 2003; Нанофотоника, Нижний Новгород, март, 2003; XV Уральская международная конференция по физике полупроводников, Екатеринбург, февраль, 2004; International conference «Functional Materials, ICFM-2005», October, 2005; VII Российская конференция по физике полупроводников, Москва, сентябрь, 2005; Совещание Программы фундаментальных исследований "Спин-зависимые явления в твердых телах и спинтро-ника", апрель, С.Петербург, октябрь, 2006; XVI Уральская международная зимняя школа по физике полупроводников, Екатеринбург-Кыштым, февраль, 2006; «Фундаментальные и прикладные проблемы современной физики», Москва, ФИАН, февраль, 2006; XX международная школа-семинар "Новые магнитные материалы ' микроэлектроники", Москва, МГУ, июнь, 2006; 7 Российско-Украинский семинар «Нанофизика и Наноэлектроника», октябрь, С.Петербург, 2006; VII International scientific Conference "Solid state chemistry and modern micro- and nanotechnologies", сентябрь, Кисловодск, 2007; International conference «Functional Materials, ICFM-2007», Ukraine, Crimea, Partenit, October, 2007; XVII Уральская зимняя школа по физике полупроводников, Екатеринбург, февраль, 2008; 10 Всероссийская молодежная конференция по физике полупроводников и наноструктур, полупроводниковой и. опто- и наноэлектронике, декабрь, С.Петербург, декабрь, 2008, XXI международная конференция "Новые магнитные материалы микроэлектроники", Москва, МГУ, июнь, 2009.

Публикации. По теме диссертации опубликовано в соавторстве 42 научные работы в ведущих отечественных и зарубежных журналах. Список публикаций приведен в Приложение. Основное содержание работы

Во Введение обоснована актуальность темы диссертации, сформулированы цель и задачи работы, показана научная новизна и практическая значимость результатов работы, сформулированы основные положения, выносимые на защиту, личный вклад автора в получение результатов работы, сведения об апробации работы и публикации автора по теме диссертации.

В Главе 1 рассматриваются решение задачи по созданию аморфных многослойных структур (81-8Ю2)ы и возможности наблюдения в них кванто-во-размерного эффекта. Описана технология приготовления сверхтонких полупроводниковых и диэлектрических слоев и приведены результаты исследования их электрических и оптических свойств. Для обнаружения квантово-размерного эффекта в главе изучены спектральные зависимости поглощения структур (81-8102)ы от толщины слоев 81 с использованием двух моделей расчета оптических констант. В заключение сделан вывод об обнаружение кван-тово-размерного эффекта, проявляющегося в изменение ширины запрещенной зоны аморфных многослойных структур при изменении толщины 81.

В Главе 2 предложен новый тип отжига аморфных полупроводниковых структур - лавинный отжиг. Рассмотрен физический механизм лавинного отжига, в процессе которого используется тепло, выделяющееся при фазовом переходе аморфной фазы подслоя металла в кристаллическую. Здесь же приведены результаты по кристаллизации аморфных слоев 81 и аморфных сверхрешеток (81-8Ю2)ы- Сделан вывод о возможности использования лавинного отжига для кристаллизации аморфных наноструктур.

В Главе 3 рассмотрены результаты кристаллизации короткопериодных аморфных систем (81-8Ю2)ы и сделан вывод о трансформации в процессе отжига аморфных сверхрешеток (8ь8Ю2)м в материал с новой кристаллической структурой гексагональной симметрии. В главе приведены результаты исследований модификации приповерхностных слоев монокристаллического 81, возникающей под действием бомбардировки поверхности 81 низкоэнерге-тичными атомами и ионами. Обнаружены новые стабильные и метастабиль-ные фазы 81, одна из которых по своим параметрам близка к кристаллической структуре отожженной короткопериодной сверхрешетке (81-8Ю2)м

В Главе 4 изучен эффект размерного квантования в тонких металлических слоях М), Си, N1, Тл и других металлах. Описана технология выращивания тонких металлических слоев. Показано, что в металлических слоях размерные эффекты приводят к осцилляциям диэлектрической проницаемости, плазменной частоты, частоты столкновений, проводимости и т.д. при изменении толщины металлических слоев. Период обнаруженных осцилляций близок к половине фермиевской длины волны электрона в этих металлах. В главе рассмотрен случай перехода 20-ЗБ для слоев А1 и Си в диапазоне толщин 4-12 нм и обнаружены гигантские осцилляции диэлектрической проницаемости и ИК-отражения в зависимости от толщины исследуемых пленок.

В Главе 5 приведены результаты исследования магнитных и оптических свойств магнитных пленок БеМ, Со и Со№ в диапазоне толщин 1-12 нм, где имеет место переход ЪТ)-2Т>. Описаны особенности выращивания магнитных слоев. Показано, что в диапазоне толщин 4-12 нм, происходит существенное изменение электрических, магнитных и магнитооптических параметров ферромагнитных слоев.

В Главе 6 приведены результаты исследования оптических, магнитных и магнитооптических свойств многослойных магнитных структурах с полупроводниковыми барьерными слоями из ваАБ, БЮ и 2пТе. Найдены условия возникновения в этих структурах антиферромагнитного типа упорядочения магнитных моментов в соседних магнитных слоях. В структурах Ре№-81С-Ре№ обнаружено обменное взаимодействие между Ре№ и немагнитным БЮ и выявлены условия его возникновения.

В Главе 7 приведены основные результаты исследования электрических, магнитных и магнитооптических свойств многослойных периодических структур из магнитных наноостровков. Рассмотрены возможные механизмы возникновения^ магнитосопротивления и однонаправленной магнитной анизотропии в этих структурах. Обнаружено, что многослойные структуры на основе островковых слоев способны детектировать сверхслабые магнитные поля величиной до 10"5- 10"6 Э.

В Заключении кратко сформулированы основные результаты работы. В Приложении приведен список работ автора по теме диссертации. В списке цитируемой литературы приведены литературные источники, на которые ссылался автор при написании диссертации.

Заключение диссертации по теме «Физика конденсированного состояния», Пудонин, Федор Алексеевич

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе разработана технология выращивания тон-^ ких аморфных слоев и выращены аморфные полупроводниковые (81, 81С, ваАэ, 2пТе), диэлектрические (8102), металлические (№>, Т1, А1, Си и др.) и магнитные (БеМ, Со№, Бе, Бе№Со и др.) пленки, многослойные периодические структуры (8ь8Ю2)ы и многослойные структуры Ре-ОаАБ-Ре, Ре-ЕпТе-Ре, Ре1чП-81С-Ре№ и другие, т.е. все структуры, которые были изучены в данной диссертационной работе.

В результате проведенных исследований в аморфных многослойных периодических структурах^-8Ю2)ы обнаружен квантово-размерный эффект, который проявлялся в увеличение запрещенной зоны у 81 при с^ < 20А. Для кристаллизации аморфных полупроводниковых слоев 81 и аморфных структур (81-8Юг)н предложен и реализован лавинный отжиг структур, при котором используется тепло, выделяющееся при фазовом переходе подслоя металла (N1) из аморфного состояния в кристаллическое. Методом просвечивающей электронной микроскопии было установлено, что в процессе лавинного отжига короткопериодные аморфные сверхрешетки (81-8Ю2)ы кристаллизуются в структуры с гексагональной симметрией. Показано, что трансформация структур (ЗьЭЮг^ обусловлена воздействием сильного периодического потенциала, возникшего в результате чередования в образцах слоев с большой разницей в ширине запрещенной зоны.

В процессе изучения воздействия низкоэнергетичных (Е ~ 1 -10 еУ) атомов и ионов на поверхность кристаллического кремния были обнаружены стабильные и метастабильные объемные фазы кремния. Одна из обнаруженных фаз 81 по своей кристаллической структур совпадала с кристаллической структурой, в которую в процессе отжига трансформировались короткопериодные аморфные сверхрешетки (81-8Ю2)н.

При исследовании оптических и электрических свойств сверхтонких пленок №>, Т1, А1, N1, Си, W и др. обнаружены осцилляции диэлектрической проницаемости, плазменной частоты, отражения в ИК-области спектра, частоты электронных столкновений, оптической и БС проводимость и др. параметров в зависимости от толщины металлических слоев. Период обнаруженных осцилляций составлял половину фермиевской длины волны электрона в изучаемом металле и лежал в диапазоне 0.25 - 0.9 нм. Установлено, что данные осцилляции физических параметров связаны с размерным эффектом в тонких металлических слоях. В слоях А1 и Си обнаружены гигантские осцилляции диэлектрической проницаемости и ИК-отражения в зависимости от толщины в области толщин 4-12 нм (область перехода 20-30). Период обнаруженных осцилляций был близок к фермиевской длине волны электрона в А1 и Си. В этом же диапазоне толщин (4-12 нм) в магнитных пленках Ре№, Со, Со№ обнаружено резкое изменение величинь1 эффекта Керра, полей магнитной анизотропии и насыщения, коэрцитивной силы и др. Также было обнаружено изменение ориентации осей легкого намагничивания в зависимости от толщины пленок, а в слоях БеМ - полярная намагниченность, которая как мы полагаем, обусловлена доменными стенками блоховского типа. Найденные зависимости были связаны с изменением магнитной структуры ферромагнитных пленок при переходе 2Б-30.

В результате изучения магнитооптических и магнитных свойств магни-тополупроводниковых структур Бе-СаАз-Ре, Ре-2пТе-Ре и РеМ-ЗЮ-РеМ выявлены условия возникновения антиферромагнитного типа обменного взаимодействия между ферромагнитными слоями. Установлено, что в этих структурах антиферромагнитный тип обменного взаимодействия между магнитными слоями возможен лишь при определенных толщинах полупроводникового слоя - 1.8 - 2.2 нм. В магнитных структурах РеМ-БЮ-РеМ обнаружено пороговое по магнитному полю обменное взаимодействие между немагнитным полупроводниковым слоем 81С и ферромагнитными слоями, проявляющееся в существенном изменение полей насыщения и коэрцитивного поля у ферромагнитных слоев.

В работе были предложены и выращены новые магнитные структуры, представляющие собой многослойные системы из периодически чередующихся островковых слоев различных магнетиков типа (БеМ- Со№)ц. В этих структурах обнаружено большое (более 3 %) магнитосопротивление и однонаправленная магнитная анизотропия. Установлено, что данные островковые структуры способны детектировать слабые магнитные поля вплоть до 10"5 — 1(Г6Э.

Список литературы диссертационного исследования доктор физико-математических наук Пудонин, Федор Алексеевич, 2011 год

1. Келдыш, Л.В. О влиянии ультразвука на электронный спектр кристалла // Физика твердого тела. 1962. - №4. - С. 2265

2. Esaki, L. Superlattice and Negative Differential Conductivity in Semiconductors / Esaki L, Tsu R// IBM Journal of Research and Development. -1970. -№14. -P.61

3. Силин, А.П. Полупроводниковые сверхрешетки // Успехи физических наук. -1985.- Т.147. С.485

4. Херман, М. Полупроводниковые сверхрешетки — М.: Мир, 1989. 37 с.

5. Thompson, G. MOCVD technology for semiconductors // Materials Letters. -1997. -V. 30, № 4. P.255

6. Winnerl, S. Quasistatic and dynamic interaction of high-frequency fields with miniband electrons in semiconductor superlattices / S.Winnerl, E. Schomburg, J. Grenzer et al. // Physical Review B. -1997. V. 56, №16. - P. 10303

7. Молекулярно-лучевая эпитаксия и гетероструктуры. Ред. Л. Ченг, К. Плоог. - М.: Мир, 1986. - 584с

8. Abeles, В. Amorphous Semiconductors Superlattices / Abeles В, Tiedje T // Physical Review Letters. 1983. - V.51, №21. - P.2003

9. Avramenko, V.G. Subnanometer-scale effects in electronic spectra of Si/SiOz multiple quantum wells: Interferometric second-harmonic generation spectroscopy / V.G. Avramenko, T.V. Dolgova, A.A. Nikulin et al. // Physical Review B. -2006. V.73.-P.155321-1

10. Пудонин, Ф.А. Свойства диэлектрических слоев двуокиси кремния, полученных методом высокочастотного плазменного распыления / Пудонин Ф.А., Селезнев В.Н. Токарчук Д.Н// Микроэлектроника. 1978. - №.7. - С.85

11. Пудонин, Ф.А. Показатель преломления сверхтонких слоев Si02, полученных методом высокочастотного плазменного распыления / Пудонин Ф.А., Свербиль П.П., Селезнев В.Н // Краткие сообщения по физике (ФИАН).1979. -№.4.- С.З

12. Крюков, С.А. Квантовый размерный эффект в аморфные многослойных структурах / Крюков С.А., Плотников А.Ф., Пудонин Ф.А., Стопачинский В.Б // Краткие сообщения по физике (ФИАН). 1986. - №5. - С.34

13. Горелик, B.C. Лазерный отжиг и комбинационное рассеяние света в ультратонких пленках кремния на плавленном кварце / В.С.Горелик, Ф.А.Пудонин, В.Б.Стопачинский, Т.Ф.Файзуллов // Краткие сообщения по физике (ФИАН). 1986. -№1. - С.З 8

14. Кучаев, С.В. Профильный оже-анализ МОНОП-структур с тонким диэлектриком / Кучаев С.В., Плотников А.Ф., Пудонин Ф.А., Селезнев В.Н., Токарчук Д.Н. // Краткие сообщения по физике (ФИАН). 1986. - №3. - С. 15

15. Плотников, А.Ф. Кристаллизация сверхрешеток Si -SICb, стимулированная одноосным периодическим потенциалом / Плотников А.Ф., Пудонин Ф.А., Стопачинский В.Б. // Письма в ЖЭТФ. 1987. - Т.46. - №11, - С.443

16. Pudonin, F.A. Crystallization of superlattices Si/Si02 stimulated by uniaxial periodical potential / F.A.Pudonin, A.F.Plotnikov, V.B.Stopachinsky // Physics

17. Semiconductors: Repot on 19 Intern. Conf.: Warsaw, Poland, August 1988. Warsaw, 1988. - V.l. -P.583

18. Виткалов, C.A. Аномальное поведение температуры сверхпроводящего перехода в сверхрешетках Nb/SiCb/ С.А.Виткалов, Ф.А.Пудонин, Е.Г.Сокол, И.М.Суслов //Письма в ЖЭТФ. -1989. Т.49, № 3. - С. 160

19. Глэнг, Р. Технология тонких пленок: Вакуумное испарение, Т.1: Ред. Л.Майсел, Р.Глэнг. - М.: Советское радио, 1977. - 355 с.

20. Knudsen, A.M. Die Molekularströmung der Gase durch Öffnungen und die Effusion // Annalen der Physik. 1909. - V.333. - P.999

21. Нейгебауэр, К.А. Технология тонких пленок: Конденсация, образование зародышей и рост тонких пленок, Т. 2. Ред. Л.Майсел, Р.Глэнг. - М.: Советское радио, 1977. - 9 с.

22. Венер, Г. Физический механизм распыления материалов под действием ионной бомбардировки (ионного распыления). / Венер Г., Андерсон Д.С. -М.: Советское радио, 1977. 353 с.

23. Sigmund, P. Theory of sputtering. 1. Sputtering yield of amotphous and poly-crystalline targets // Physical Review. -1969. -V.184, №2. P. 382

24. Ржанов, A.B. Основы эллипсометрии / Ржанов A.B., Свиташев К.К., Се-мененко А.И. и др. -М.: Наука, 1979. 422с.

25. Ландау, Л.Д. Квантовая механика. Нерелятивистская теория / Ландау Л.Д, Лифшиц Е.М.- М.: Наука, 1974. 88 с.

26. Кофтонюк, Н.Ф. Электронные элементы на основа структур полупроводник-диэлектрик // Микроэлектроника. 1976. - №1. - С. 56

27. Методы анализа поверхностей. Ред. А.Зандера. - М.: Мир, 1979. - 584с.

28. Ж.Панков. Оптические процессы в полупроводниках. М.: Мир, 1973. — 105с.

29. Борн, M. Основы оптики / Борн M., Вольф Э.- М.: Наука, 1973. 66 с.

30. Nestell, J.E. Derivation of optical constants of metalll from thin-film measurement at oblique incidence / Nestell J.E., Christy R.W. // Applied Optics. -1972. -V.l 1. P. 647

31. Оптические материалы для инфракрасной техники. Ред. Воронков Е.М. и др.. - М.: Наука, 1965.- 144 с.

32. Zemek, J. On the role of hydrogen in a-Si / Zemek J., Zavvetova M., Kos S. // J. of Non-Crystalline Solids. 1980. - V.37. - P. 18

33. Рассеяние света в твердых телах.- Ред. М.Кардона. -М.: Мир, 1979.- 239 с.

34. Pretorius, R. Reaction of thin metal films with Si02 substrates / Pretorius R, Harris I.M., Nicolet M.A. // Solid State Electronics. -1978. V.21. - P.667

35. Kuzik, L.A. Reflectivity oscillations in superconducting superlattices Nb/Si02 / L.A.Kuzik, V.A.Yakovlev, F.A.Pudonin // Superlattices and Microstructures. -1995. -V.l 7, №4.-P.415

36. Никитин, C.A. Гигантское магнитосопротивление // Соросовский образовательный журнал. 2004. - Т. 8, №2. - С.92

37. Koblinger, D. Phonon stop bands in amorphous superlattices / Koblinger D., Mebert I., Dittrich E. et.al. // Physical Review B.-1987. -V.35, №17, P.9372

38. Klain, M.V. Phonons in semiconductor superlattices // IEEE J. of Quantum Electronics. 1986. - V.22, №9. - P. 1760

39. Кузик, JI.A. Квантовые размерные эффекты в оптических свойствах тонких металлических пленок / Л.А.Кузик, Дж.Маттеи, Ф.А.Пудонин, В.А.Яковлев // Оптика и спектроскопия. 1997. -Т.83, № 6. - С.985

40. Алиева, Е.В. Оптические свойства тонких пленок ниобия в РЖ-области / Е.В.Алиева, Л.А.Кузик, Ф.А.Пудонин, В.А.Яковлев // Оптика и спектроскопия. -1994. Т.77, № 3.- С.484

41. Yokogama, Т. Т. ZnSe-ZnS strained-layers superlattices grown by low pressure metalloorganic vapor phase epitaxy, using methylakyls / Yokogama Т., Ogu-ka M., Kajiwara T. // Applied Physics Letters. -1986. -V.49, №25. P.' 1702

42. Watanabe, N. Ultrathin layers GaAs/GaAlAs grown by MOCVD and their structural characterization / Watanabe N., Могу Y. // Modulated Semiconductor Structures: Rep. on II International Conf.: Kyoto, Japan, September, 1985. -Kyoto, 1985.-P.220

43. Аронзон, Б.А. Проводимость, магнитосопротивление и эффект Холла в гранулированных пленках Fe/Si02 / Б.А.Аронзон, А.Е.Варфоломеев и др. // Физика твердого тела. 1999. - Т.41, №6, - С. 944

44. Киттель, Ч. Введение в физику твердого тела.- М.: Наука, 1978. 113 с.

45. Зеегер, К. Физика полупроводников. М.: Мир, 1977. - 29 с.

46. Курносов, A.M. Технология производства полупроводниковых приборов и интегральных схем / Курносов A.M., Юдин В.В. М.: Высшая школа, 1977,- 44 с.

47. Вайнштейн, Э.Е. Справочные таблицы по рентгеновской спектроскопии / Вайнштейн Э.Е., Кахана М.М. М.: АН СССР, 1953. - 272с

48. Аптекарь, И.Jl. Гексагональная фаза кремния / Аптекарь И.Л., Тонков Е.Ю. //Физика твердого тела. 1975. - Т. 17, №5. - С. 1488

49. Тонков, Е.Ю. Фазовые диаграммы элементов при высоком давлении. -М.: Наука, 1979.- 192с.

50. Беленький, А .Я. Электронные поверхностные состояния в кристаллах // Успехи физических наук. 1981. -Т. 134, №1. - С. 125

51. Zayats, A.V. Linear optical properties and second-harmonic generation from ultrathin niobium films: research for quantization effects / A.V.Zayats, O.Keller, K.Pedersen et al. // IEEE J. Quantum Electronics. 1995. -V.31, № 11. - P.2044

52. Зигмунд, П. Распыление твердых тел ионной бомбардировкой: Распыление ионной бомбардировкой, общие теоретические представления, Т. 1.- М.: Мир, 1984.-23с.

53. Андерсон, X. Распыление твердых тел ионной бомбардировкой: Измерения коэффициента распыления, Т.2 / Андерсен X., Бай X. М.: Мир, 1984.-237с.

54. Guslienko, K.Yu. Magnetization reversal due to vortex nucleation, displacement, and annihilation in submicron ferromagnetic dot arrays / Guslienko K.Yu., Novosad V., Otani Y., Shima H., Fukamichi K. // Physical Review B. 2001. -V.65.-P. 024414

55. Гусев, C.A. Коллективные эффекты в искусственных двумерных решетках ферромагнитных наночастиц / С.А. Гусев, Ю.Н. Ноздрин, М.В. Сапожников, А.А. Фраерман. // Успехи физических наук,- 2000. -Т. 170. С.331

56. Kuzik, L.A. Quantum size effects in the optical conductivity of ultra thin metal films / L.A.Kuzik, V.A.Yakovlev, F.A. Pudonin, G. Mattei // Surface Science. -1996. V.361/362. - P.882

57. Alieva, E.V. Optical properties of superthin niobium films, deposited on crystalline quartz / E.V.Alieva, E.I.Firsov, L.A.Kuzik et al. // Physics Letters A. -1991- V.152, № 1,2.-P.89

58. Виноградов, Е.А.Оценка оптической ширины запрещенной зоны сверхрешеток Si-Si02 / Виноградов Е.А., Макаров Г.И. //Физика твердого тела. -1989. -Т.31, № 10.-С.111

59. Кузьменко, В.М. Лавинная кристаллизация аморфных металлов / Кузь-менко В.М., Мельников В.И. // ЖЭТФ. -1982. -Т.82, №3. С.802бб.Зи, С.М. Физика полупроводниковых приборов. -М.: Энергия, 1974.- 656с.

60. Горшков, М.М. Эллилсометрия. М.: Наука, 1974. - 200с

61. Мот, Н. Электронные процессы в некристаллических веществах/ Н.Мот, Э.Девис. -М.: Мир, 1982.-368 с.

62. Mikerov, V.I. Investigation of interfaces with grazing incident neutron radiation / V.I.Mikerov, A.V.Vinogradov, I.V.Kozhevnikov et al. // Physica. -1991. -V 174. -P.174

63. Бухараев, A.A. Исследование микромагнетизма и перемагничивания на-ночастиц Ni с помощью магнитного силового микроскопа / А.А.Бухараев, Д.В.Овчинников, Н.И.Нургазизав и др. // Физика твердого тела. 1998. -Т.40, №7, - С. 1277

64. Носков М.М. Оптические и магнетооптические свойства металлов. —М.: УНЦ АН СССР, 1983. 225 с.

65. Kuzik, L.A. Optical and electrical properties of superthin niobium films, deposited on crystalline quartz / L.A.Kuzik, Y.Y.Petrov, V.A.Yakovlev, G.N.Zhizhin, F.A.Pudonin // Physics Letters A. 1992. - V.171, № 5,6. - P.418

66. Сандомирский, В.Б. Квантовый эффект размеров в пленке полуметалла // ЖЭТФ.-1967.-Т. 52.-С.158.

67. Kuzik, L.A. Conductivity spectra of superthin niobium films on crystalline quartz at room and low temperatures / L.A.Kuzik, Yu.Yu.Petrov, V.A.Yakovlev et al. // Zeitschrift for physic. -1994. B.93. - P.239

68. Алиева, E.B. Распространение поверхностных электромагнитных волн по кварцу со сверхтонкими слоями ниобия / Е.В.Алиева, Л.А.Кузик, Ф.А. Пу-донин, В.А.Яковлев // ФТТ. -1990,- В.32, №12. С.3550

69. Villagomez, R. Experimental measurements of the thickness dependence IR reflectance from Al quantum wells / R.Villagomez, O.Keller, F.Pudonin // Physical Letters A. 1997. - V.235, N 6. - P.629

70. Villagomez, R. Infrared reflectivity and dielectric permeability of ultra-thin Cu and Al films / R.Villagomez, F.A.Pudonin, O.Keller // Optics Communications. -1999.-V.170.-P.181

71. Кузик, Л.А. Оптические и электрические свойства ультратонких металлических пленок / Л.А.Кузик, Ю.Е.Петров, Ф.А.Пудонин, В.А.Яковлев // ЖЭТФ.- 1994.-Т.105.-С.215

72. Гавриленко, В.И. Оптические свойства полупроводников / И.Гавриленко, А.М.Грехов, Д.В.Корбутяг, В.Г.Литовченко. М.: Наукова Думка, Киев, 1987.-525 с.

73. Салахутдинов, И.Ф. Аномальное отражение света от поверхности тонкой металлической гофрированной пленки / И.Ф.Салахутдинов, В.А.Сычугов, А.В.Тищенко и др. // Квантовая электроника. 1997. - Т.24, №.9. - С.815

74. Endo, Y. Interlayer coupling in Fe/FeixSix superlattices / Endo Y., Kitakami O., Shimada Y. // Physical Review B. 1999. - V.59. - P.4279

75. Fullerton, E.E. Non-oscillatory antiferromagnetic coupling in sputtered Fe/Si superlattices / Fullerton E.E., Mattson J.E. Lee S.R. et al. // J. of Magnetism and Magnetic Materials. 1992. - V.l 17. -P.3

76. Ustinov, V.V. High frequency impedance of magnetic superlattices showing giant magnetoresistance // J. of Magnetism and Magnetic Materials. -1997. -V.165, № 1-3. -P.125

77. Uran, S. Infrared spectra of giant magnetoresistance Fe/Cr/Fe trilayers / Uran S., Grimsditch M., Fullerton E.E. // Physical Review B. 1998. - V. 57, № 5. - P. 2705

78. Ustinov, V.V. Magnetooptical intensity effect in Fe/Cr superlattices / Ustinov V.V., LobovI.D., Maevskii V.M., Romashev L.N. // Magnetism: Proc. of Inter. Symp.: Moscow, Russia, June, 1999. -Moscow, 1999. P. 333

79. Быков, И.В. Магниторефрактивный эффект в гранулированных пленках с туннельным магнитосопротивлением / Быков И.В., Ганьшина Е.А., Грановский А.Б., Гущин B.C. // Физика твердого тела. 2000. - Т. 42, № 3. - С. 487

80. Кубраков, Н.Ф.Новый интенсивностный магнитооптический эффект в материалах, обладающих гигантским магнитосопротивлением / Кубраков Н.Ф., Звездин А.К., Звездин К.А. и др. // ЖЭТФ. -1998. Т. 114, № 3. -С.1101

81. Бел отелов, В.И. Негиротропные магнитооптические эффекты в магнитных тонких многослойных пленках металл—диэлектрик / Белотелов В.И., Звездин А.К., Котов В.А., Пятаков А.П. // Физика твердого тела. 2003. -Т.45, № 10. - С. 1862

82. Keller, О. Thickness dependence of optical second-harmonic generation from ultra thin niobium films/ O.Keller, A.Zayats, A.Liu et al. // Optics Communications. -1995. -V.115. -P.137

83. Устинов, В.В.Оптические, магнитооптические свойства и гигантское магнитосопротивление сверхрешёток Fe/Cr с неколлинеарным упорядочением слоёв железа / Устинов В.В., Кириллова М.М., Лобов И.Д. и др. // ЖЭТФ. 1996. - Т. 109, № 2. - С. 477

84. Trunk, Т. Domain Wall Structure in Permalloy Films with Decreasing Thickness at the Bloch to Neel Transition / T.Trunk, M. Redjdal, A. Kakay et al. // J. Applied Physics.-2001. -V.89. P.7606

85. Lobov, I.D. Magnetooptical and magnetic properties of Fe/ZnTe/Fe het-erostructures / I.D.Lobov, F.A.Pudonin, M.M.Kirillova et al. // J. of Magnetism and Magnetic Materials. 2003. - V.264. - P. 164

86. Talmadge, J.M. Magneto-Optical Kerr Effect in Fe2iNi79 Films on Si(100): Quantum Behavior for Film Thicknesses Below ~6 nm / J. M. Talmadge, J. Gao, M. P. Riley et al. // Applied Physics Letters. -2004. V.84, №21. - P.4197

87. Физические величины. Ред. И.С.Григорьев, Е.З.Мейлихов. - М.: Энерго-атомиздат, 1991. -618 с.

88. Toskano, S. Exchange-coupling between ferromagnets through a non-metallic amorphous spacer-layer / Toskano S., Briner В., Hopster H., Landolt M. // J. of Magnetism and Magnetic Materials. -1992. V.l 14. - P.26

89. Кириллова, M.M. Оптические и магнитооптические свойства многослойных пленок Fe/Cu: влияние периода модуляции и ОЦК-ГЦК фазового превращения в железе / Кириллова М.М., Лобов И.Д., Маевский В.М. и др. // ЖЭТФ.-1997. Т.112, №5. - С. 1694

90. Vries, J.J. Exponential Dependence of the Interlayer Exchange Coupling on the Spacer Thickness in MBE-grown Fe/SiFe/Fe Sandwiches / Vries J.J., Konlhepp J., Broeder F.J.A. et al. // Physical Review Letters. -1997. V.78. - P.3023.

91. Болотин, Г.А. Толщинная зависимость оптических и магнитооптических свойств многослойной системы Fe/Cu / Г.А.Болотин, М.М.Кириллова, И.Д.Лобов и др. // Физика металлов и металловедение.-1997.-Т.84, № 6.-С.57

92. Walser, P. Heat-induced effective exchange coupling in magnetic multilayers with semiconductors / Walser P., Hunziker M., Landolt M. // J. of Magnetism and Magnetic Materials. 1999. - V.200. - P.95

93. Bruno, P. Theory of interlay er magnetic coupling // Physical Review B. -1995. V.52. -P.411

94. Demokritov, S.O. Biquadratic interlayer coupling in layered magnetic systems //J. ofPhysicaD-Applied Physics. 1998. - V.31. -P.925.

95. Zoutic, I. Spintronics: Fundamentals and applications/ I. Zotic, J. Fabian, S. D. Sarma // Reviews of modern physics. -2004. V.76. - P.323

96. Lobov, I.D. Optical, magnetooptical and magnetic properties of Fe/GaAs/Fe films: manifestation of interlayer exchange coupling / I.D. Lobov, V.M. Maevskii, L.V. Nomerovannaya et al. // The Physics of Metals and Metallography. -2001. -V. 91, 1. -P. 33

97. Baxter, R.J. Importance of the interband contribution to the magneto-refractive effect in Co/Cu multilayers / Baxter R.J., Pettifor D.G., Tsymbal E.Y. et al. // J. of Physics Condensed Matter. - 2003. - V. 15, № 45. - P. L695

98. Гавриленко, В.И. Оптические свойства полупроводников / Гавриленко В.И., Грехов A.M., Корбутяк Д.Б., Литовченко В.Г. М.: Науко-ва Думка, Киев, 1987. - 608с.

99. Широковский, В.М. Аномалии оптического поглощения в железе / Ши-роковский В.М., Кириллова М.М., Шилкова H.A. // ЖЭТФ. 1982. - Т. 82, №3. - С. 784

100. Fonseca, T.L. Equilibrium configuration of magnetic trilayers / Fonseca T.L., AlmeidaN.S.//Physical ReviewB. 1998.-V. 57, № 1. -P.76

101. Hughes, H. Thermal activation of magnetization reversal in spin-valve systems / H.Hughes, H.Laidier, K.O.Grady // J. Applied Physics. 2001. - V.89, №10. -P.5585

102. Kasatkin, S.I. Sandwiched Thin-Film Structures for Magnetoresistive Spin-Tunneling Sensors / S.I.Kasatkin, A.M.Murav'jev, P.I.Nikitin et al. // Sensors & Actuators. -2000. V.81, №1-3. - P.57

103. Buravtcova, V.E. Investigations of magnetic and magnetooptic properties of nanoheterostructures with NiFe and SiC layers / V.E.Buravtcova, E.A.Gan'shina, V.S.Guschin et al. // Journal of Microelectronic Engineering. -2003.-V.69, №.2-4.- P.279

104. Буравцова, B.E. Магнитные и магнитооптические свойства многослойных наноструктур ферромагнетик-полупроводник / В.Е.Буравцова, Е.А.Ганьшина, В.С.Гущин и др. // Физика твердого тела. 2004. - Т.46, №5.- С.864

105. Егорян, В.М. Изменение магнитных и электронных параметров в системе полупроводник-магнитик при переходе от размерности 3D к 2D /

106. B.М.Егорян, Ф.А.Пудонин // Фундаментальные и прикладные проблемы современной физики: Докл. конф.: Москва, ФИАН, февраль 2006. Москва, 2006. - С. 97

107. Пудонин, Ф.А. Магнитные параметры и диэлектрическая проницаемость системы тонких слоев ферромагнетика при переходе 3D-2D // Нанофизика и Наноэлектроника: Докл. 7-го Российско-Украинского семинара:

108. C.Петербург, 1-4 окт. 2006. С.Петербург, октябрь 2006. - С. 69

109. Болтаев, А.П. Обнаружение фотопроводимости в сверхтонких металлических пленках в видимой и инфракрасной областях спектра / А.П.Болтаев, Н.А.Пенин, А.О.Погосов, Ф.А.Пудонин //ЖЭТФ. -2003.-Т.123, №5.-СЛ067

110. Болтаев, А.П. Активационная проводимость в островковых металлических пленках / А.П.Болтаев, Н.А.Пенин, А.О.Погосов, Ф.А.Пудонин // ЖЭТФ. 2004. - Т.4. - С. 827

111. Болтаев, А.П. Влияние слабого электрического поля на проводимость в тонких металлических пленках / А.П.Болтаев, Ф.А.Пудонин // ЖЭТФ.2006.- Т. 123, №3. С.500

112. Болтаев, А.П. Аномально высокая эффективная диэлектрическая проницаемость системы металлических наноостровов из FeNi / А.П.Болтаев, Л.С.Подлесных, Ф.А.Пудонин // Краткие сообщения по физике (ФИАН).2007. № 8. - С. 3

113. Болтаев, А.П. Аномально высокая низкочастотная эффективная диэлектрическая проницаемость в системе металлических наноостровов / А.П.Болтаев, Ф.А.Пудонин // ЖЭТФ. -2008. -Т.4, №.3. С.587

114. Золотухин, И.В. Нанокомпозитные структуры на пути в наноэлектрони-ку / И.В.Золотухин, Ю.Е.Калинин, А.В.Ситников // Природа. 2006. - №1. -С.11

115. Варфоломеев, А.Е. Эффект большого положительного магнитосопро-тивления в слабых магнитных полях вметалл-диэлектрических нанокомпози-тах / А.Е.Варфоломеев, М.В. Седова // Физика твердого тела. 2003. -Т.45, №.3.- С.500

116. Аронзон, Б.А. Магнитные свойства квантовых ям / Аронзон Б.А., Лагутин А.С., Рыльков В.В. и др. // Письма в ЖЭТФ. 2008. -Т. 87, № 3-4. - С. 192

117. Mikhailov, I.F. Growth morphology and structure peculiarities of superthin titanium films / I.F.Mikhailov, S.S.Borisova, L.F.Fomina et al. // Crystal Research and Technology. -1993. V.28, №6. - P.871

118. Виноградов, E.A. Оптические нелинейности в аморфных квантовых структурах Si/Si02 / Е.А.Виноградов, А.В.Заяц, Д.Н.Никогосян и др. // Оптика и спектроскопия. -1994. -Т.76, №2.- С.323

119. Mikhailov, I.F. Crystal structure and growth morphology of nickel superthin films / I.F.Mikhailov, S.S.Borisova, L.P.Fomina et al. // Ciystal Research and Technology. -1992. -V.27, № 8. -P. 1061

120. Binasch, G. Enhanced magnetoresistance in layered magnetic structures with antiferromagnetic interlayer exchange / G.Binasch, P.Grunberg, F.Saurenbach, W.Zinn // Physical Review B. -1989. V.39. - P.4828

121. Болотин, Г.А. Экспериментальное и теоретическое изучение оптического отклика от многослойной системы Nb/Al /Г.А.Болотин, Л.В.Номерованная, М.М.Кириллова и др. // Физика металлов и металловедение.-1995. -Т.80, Ж1.-С.54

122. Фролов, Г.И. Однонаправленная анизотропия в ферро-ферримагнитной пленочной структуре / Г.И.Фролов, В.Ю.Яковчук, В.А.Середкин и др. // Журнал технической физики. 2005. - Т.75, №.12. - С. 69

123. Виноградов, Е.А. Спектр электронных состояний в ультратонких аморфных сверхрешетках Si/Si02/Е.А.Виноградов, А.В.Заяц, Ф.А.Пудонин // Физика твердого тела. -1991. Т.ЗЗ, №.1. - С. 197

124. Вонсовский, С.В. Магнетизм М.: Наук, 1971.- 1032 с.

125. Стогней, О.В. Изотропное положительное магнитосопротивление нано-гранулированных композиционных материалов Со-А12Оз / О.В.Стогней, А.В.Ситников, Ю.Е.Калинин и др. // Физика твердого тела. 2007. - Т.49, №.1. - С.158

126. Golonzka, O.V. Investigation of carrier tunneling in short-period a~Si/Si02 quantum structures with a scanning tunneling microscope / O.V.Golonzka, I.I.Smolyaninov, E.A.Vinogradov et al. // Physica Status Solidi (b). 1994.- V.181. - P.109

127. Clemens, D. Magnetic in-plane anisotropy in sputtered FeCo films and multilayers / Clemens D., Vananti A., Terrier C. et al. // Physica. -1997. -V. 234-236. -P.500

128. Dieny, B. Giant magnetoresistance in spin-valve multilayers // J. of Magnetism and Magnetic Materials. 1994. - V. 136, - P. 335

129. Mene'ndez, J.L. Optical and magneto-optical properties of Fe nanoparticles/ J. L. Mene'ndez, B. Besco's, G. Armelles et al. //Physical Review B. 2002.-V.65.-P. 205413

130. Julliere, M. Tunneling between ferromagnetic films // Physics Letters A. -1975. V.54.-P. 225

131. Огрин, Ю.Ф. О наблюдении квантовых размерных эффектов в тонких пленках висмута / Ю.Ф.Огрин, В.Н.Луцкий, М.И.Елинсон // Письма в ЖЭТФ.- 1966.-Т.З. -С.114

132. Тавгер, Б.А. Квантовые размерные эффекты в полупроводниковых и полуметаллических пленках / Б.А.Тавгер, В.Я.Демиховский // Успехи физических наук. 1968. - Т.96, №.1. - С.61

133. Каган, М.Ю. Квантовые осцилляции температуры сверхпроводящего перехода в системе металл-неметалл / Каган М.Ю, Дубовский Л.Б // ЖЭТФ.- 1977. Т.72, №2. - С. 646

134. Кротов, Ю.А. Проблема повышения Тс сверхпроводников с точки зрения поверхностных эффектов / Ю.А.Кротов, И.М.Суслов // ЖЭТФ. 1995. -Т.107, №2. - С. 512

135. Алиева, Е.В. Проявление квантовых размерных эффектов в оптике сверхтонких пленок ниобия / Е.В.Алиева, Л.А.Кузик, Ф.А.Пудонин, В.А.Яковлев // Оптика и Спектроскопия. 2001.- Т.90, №1. - С. 119

136. Keller, О. Optical diamagnetic response of niobium quantum wells / O.Keller, A.Liu // Physics Letters A. 1992. - V.l67. - P.301

137. Алферов, Ж.И. Наноматериалы и нанотехнологии / Ж.И.Алферов, Р.А.Сурис, А.Л.Асеев, С.В.Гапонов, В.И.Панов, Э.А.Полторацкий, Н.Н.Сибельдин // Микросистемная техника. 2003.- №8. - С.З

138. М.Бродски. Аморфные полупроводники М.: Мир, 1982. - 419с.

139. Джоунопулос, Дж. Физика гидрогенизированного аморфного кремния, ч.1/ Джоунопулос, Дж., Люковски Дж. М.: Мир, 1987. -363 с.