Влияние подложки на электрические и магнитные свойства пленок NdSrMnO₃-системы с дефицитом ионов марганца
Изучены магнитные и электропроводящие свойства пленок Nd₀.₅₅Sr₀.₄₅Mn₁₋xO₃₋δ, где δ точно не определено. Пленки напылены на подложки SrTiO₃ и LaAlO₃, которые создают различные по знаку напряжения в пленках на интерфейсе. Показано, что при температуре 300 K обе пленки обладают довольно высокой проводи...
Збережено в:
| Дата: | 2010 |
|---|---|
| Автор: | |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Russian |
| Опубліковано: |
Донецький фізико-технічний інститут ім. О.О. Галкіна НАН України
2010
|
| Назва видання: | Физика и техника высоких давлений |
| Онлайн доступ: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/69261 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Влияние подложки на электрические и магнитные свойства пленок NdSrMnO₃-системы с дефицитом ионов марганца / В.А. Хохлов // Физика и техника высоких давлений. — 2010. — Т. 20, № 1. — С. 47-55. — Бібліогр.: 10 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-69261 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-692612014-10-10T03:01:42Z Влияние подложки на электрические и магнитные свойства пленок NdSrMnO₃-системы с дефицитом ионов марганца Хохлов, В.А. Изучены магнитные и электропроводящие свойства пленок Nd₀.₅₅Sr₀.₄₅Mn₁₋xO₃₋δ, где δ точно не определено. Пленки напылены на подложки SrTiO₃ и LaAlO₃, которые создают различные по знаку напряжения в пленках на интерфейсе. Показано, что при температуре 300 K обе пленки обладают довольно высокой проводимостью и не являются парамагнитным изолятором, как должно быть по фазовой диаграмме этого соединения. Температурный ход сопротивления с уменьшением температуры носит полупроводниковый характер и имеет максимум Rmax при температуре Tmax, значительно отличающейся от температуры Кюри. В исследованных пленках при высоких температурах наблюдался отрицательный магнитный момент. Обсуждаются возможные причины этого явления. Вивчено магнітні і електропровідні властивості плівок Nd₀.₅₅Sr₀.₄₅Mn₁₋xO₃₋δ, де δ точно не визначене. Плівки були напилені на підкладки SrTiO₃ і LaAlO₃, які створюють різні за знаком напруги в плівках на інтерфейсі. Показано, що при температурі 300 K обидві плівки володіють досить високою провідністю і не є парамагнітним ізолятором, як повинно бути за фазовою діаграмою цього з'єднання. Температурний хід опору зі зменшенням температури носить напівпровідниковий характер і має максимум Rmax при температурі Tmax, значно відмінній від температури Кюрі. У досліджених плівках при високих температурах спостерігався негативний магнітний момент. Обговорюються можливі причини цього явища. Magnetic and electrical properties of Nd₀.₅₅Sr₀.₄₅Mn₁₋xO₃₋δ films, where δ is not defined, have been studied. The films were sputtered on SrTiO₃ and LaAlO₃ substrates which form stresses of opposite sign in the film interface. It is shown that the both films display rather high conductivity at 300 K and are not paramagnetic insulator as it must be from its phase diagram. Temperature dependence of the resistance shows semiconductor behavior with temperature fall and has a maximum Rmax at temperature Tmax which differs significantly from the Curie temperature. A negative magnetic moment is revealed in the films at high temperatures. Possible origins of this phenomenon are discussed. 2010 Article Влияние подложки на электрические и магнитные свойства пленок NdSrMnO₃-системы с дефицитом ионов марганца / В.А. Хохлов // Физика и техника высоких давлений. — 2010. — Т. 20, № 1. — С. 47-55. — Бібліогр.: 10 назв. — рос. 0868-5924 PACS: 73.61.At, 75.20.En http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/69261 ru Физика и техника высоких давлений Донецький фізико-технічний інститут ім. О.О. Галкіна НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| description |
Изучены магнитные и электропроводящие свойства пленок Nd₀.₅₅Sr₀.₄₅Mn₁₋xO₃₋δ, где δ точно не определено. Пленки напылены на подложки SrTiO₃ и LaAlO₃, которые создают различные по знаку напряжения в пленках на интерфейсе. Показано, что при температуре 300 K обе пленки обладают довольно высокой проводимостью и не являются парамагнитным изолятором, как должно быть по фазовой диаграмме этого соединения. Температурный ход сопротивления с уменьшением температуры носит полупроводниковый характер и имеет максимум Rmax при температуре Tmax, значительно отличающейся от температуры Кюри. В исследованных пленках при высоких температурах наблюдался отрицательный магнитный момент. Обсуждаются возможные причины этого явления. |
| format |
Article |
| author |
Хохлов, В.А. |
| spellingShingle |
Хохлов, В.А. Влияние подложки на электрические и магнитные свойства пленок NdSrMnO₃-системы с дефицитом ионов марганца Физика и техника высоких давлений |
| author_facet |
Хохлов, В.А. |
| author_sort |
Хохлов, В.А. |
| title |
Влияние подложки на электрические и магнитные свойства пленок NdSrMnO₃-системы с дефицитом ионов марганца |
| title_short |
Влияние подложки на электрические и магнитные свойства пленок NdSrMnO₃-системы с дефицитом ионов марганца |
| title_full |
Влияние подложки на электрические и магнитные свойства пленок NdSrMnO₃-системы с дефицитом ионов марганца |
| title_fullStr |
Влияние подложки на электрические и магнитные свойства пленок NdSrMnO₃-системы с дефицитом ионов марганца |
| title_full_unstemmed |
Влияние подложки на электрические и магнитные свойства пленок NdSrMnO₃-системы с дефицитом ионов марганца |
| title_sort |
влияние подложки на электрические и магнитные свойства пленок ndsrmno₃-системы с дефицитом ионов марганца |
| publisher |
Донецький фізико-технічний інститут ім. О.О. Галкіна НАН України |
| publishDate |
2010 |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/69261 |
| citation_txt |
Влияние подложки на электрические и магнитные свойства пленок NdSrMnO₃-системы с дефицитом ионов марганца / В.А. Хохлов // Физика и техника высоких давлений. — 2010. — Т. 20, № 1. — С. 47-55. — Бібліогр.: 10 назв. — рос. |
| series |
Физика и техника высоких давлений |
| work_keys_str_mv |
AT hohlovva vliâniepodložkinaélektričeskieimagnitnyesvojstvaplenokndsrmno3sistemysdeficitomionovmarganca |
| first_indexed |
2025-07-05T18:53:40Z |
| last_indexed |
2025-07-05T18:53:40Z |
| _version_ |
1836834221352550400 |
| fulltext |
Физика и техника высоких давлений 2010, том 20, № 1
© В.А. Хохлов, 2010
PACS: 73.61.At, 75.20.En
В.А. Хохлов
ВЛИЯНИЕ ПОДЛОЖКИ НА ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ И МАГНИТНЫЕ
СВОЙСТВА ПЛЕНОК NdSrMnO3-СИСТЕМЫ С ДЕФИЦИТОМ ИОНОВ
МАРГАНЦА
Донецкий физико-технический институт им. А.А. Галкина НАН Украины
ул. Р. Люксембург, 72, г. Донецк, 83114, Украина
E-mail: ayup@levch.fti.ac.donetsk.ua
Статья поступила в редакцию 3 августа 2009 года
Изучены магнитные и электропроводящие свойства пленок Nd0.55Sr0.45Mn1–xO3–δ,
где δ точно не определено. Пленки напылены на подложки SrTiO3 и LaAlO3, кото-
рые создают различные по знаку напряжения в пленках на интерфейсе. Показано,
что при температуре 300 K обе пленки обладают довольно высокой проводимо-
стью и не являются парамагнитным изолятором, как должно быть по фазовой
диаграмме этого соединения. Температурный ход сопротивления с уменьшением
температуры носит полупроводниковый характер и имеет максимум Rmax при
температуре Tmax, значительно отличающейся от температуры Кюри. В исследо-
ванных пленках при высоких температурах наблюдался отрицательный магнит-
ный момент. Обсуждаются возможные причины этого явления.
Ключевые слова: манганиты, тонкие пленки, электросопротивление
В манганитах Nd1–xSrxMnO3 существует различие в ионных радиусах
Nd3+ и Sr2+ (около 0.15 Å), что приводит к уширению зоны с увеличением
концентрации ионов Nd3+. С изменением концентрации неодима от х = 0 до
х = 1 возникают различные спиновые, зарядовые и орбитальные фазы – от
ферромагнитного металла (ФММ) до антиферромагнитного изолятора [1].
Наиболее интересен состав с х = 0.5, в котором наблюдается зарядово-
упорядоченная (СЕ) фаза. Разница энергий между ФММ-, СЕ-фазами и фа-
зой антиферромагнитного металла (АФМ) невелика, т.е. основное состояние
является неустойчивым и весьма чувствительным к степени деформации
решетки, химической однородности, кластеризованности структуры и т.д.
Особый интерес вызывают пленки манганитов Nd1–xSrxMnO3 ввиду их воз-
можного практического применения. Поэтому, несмотря на большое коли-
чество публикаций, посвященных изучению таких пленок [1–5], интерес к
ним остается значительным.
Физика и техника высоких давлений 2010, том 20, № 1
48
В данной работе представлены экспериментальные результаты исследо-
ваний магнитного момента и сопротивления пленок, полученных на под-
ложках SrTiO3 (STO) и LaAlO3 (LAO), которые создают различные по знаку
напряжения на интерфейсе пленки (граница пленка–подложка).
Пленки были получены с помощью магнетронного распыления постоян-
ного тока из керамической мишени. Мишень изготавливали по обычной ке-
рамической технологии с небольшим дефицитом марганца. Предполагаемая
химическая формула мишени (по закладке компонентов) Nd0.5Sr0.5Mn1–хO3–y
(х < 0.1). Рентгенографические исследования мишени показали, что она име-
ет орторомбическую симметрию с параметрами решетки a = 5.4302, b =
= 7.6177 и c = 5.4860 Å.
Дополнительные исследования мишени на растровом электронном мик-
роскопе JSM-6490LV (JEOL, Япония) с применением рентгеновского мик-
роанализатора показали, что ее химический состав ближе к формуле
Nd0.55Sr0.45Mn1–xO1–y (х £ 0.1). Пленки НС-7 (на подложке STO) и НС-8 (на
подложке LAO) напыляли одновременно. Температура подложек составляла
650°C. Отжиг пленок проводили на воздухе при T = 900°C в течение 3 h.
Толщина пленок составляла 120 ± 20 nm. По данным рентгеновской дифрак-
ции (рис. 1), пленки были однофазными с эпитаксиальным ростом «куб на
куб». У пленки НС-7 параметр a = 3.774 Å (у подложки STO a = 3.897 Å), у
пленки НС-8 а = 3.912 Å (у подложки LAO а = 3.789 Å). Таким образом, на
интерфейсе пленки на подложке STO формируются растягивающие напря-
жения, а на подложке LAO – сжимающие.
Исследования магнитного момента пленок проводили на магнитометре
SQUID, а сопротивление измеряли обычным четырехзондовым методом.
Рентгенограммы получали на установке ДРОН-3.
20 30 40 50 60 70 80
–2
0
2
4
6
8
10
12
14
16
2θ, grad
I,
10
4 im
p/
s
46
.6
2
22
.8
2
48
.2
2
72
.6
2
23
.6
2
(2
00
) a
=
3
.7
66
6
48
.2
2
(4
00
) a
=
3
.7
74
20 30 40 50 60 70 80
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
I,
10
4 im
p/
s
2θ, grad
23
.6
2
48
.0
2
43
.2
2
75
.2
2
21
.2
2
22
.8
2
(2
00
) a
=
3
.8
9
46
.4
2
(4
00
) a
=
3
.9
12
а б
Рис. 1. Рентгенограммы пленок НС-7 (а) и НС-8 (б). Интенсивные линии – сигналы
от подложки, малоинтенсивные – от пленки. Для НС-7 сигнал от пленки находится
в области углов 2θ, больших, чем для подложки, а для НС-8 – наоборот
Физика и техника высоких давлений 2010, том 20, № 1
49
0 2 4 6 8 10
0
5
10
15
20
H, kOe
m
, 1
04 e
m
u
1
3
5
7
m0
2
4
6
0 2 4 6 8 10
0
2
4
6
8
10
m
, 1
04 e
m
u
H, kOe
m0
1
3
5
7
2
4
6
а б
Рис. 2. Зависимости магнитного момента пленок НС-7 (а) и НС-8 (б) от величины
внешнего поля, полученные при различных температурах, K: 1 – 10, 2 – 50, 3 – 100,
4 – 150, 5 – 200, 6 – 250, 7 – 300
На рис. 2 представлены полевые зависимости магнитного момента, изме-
ренные при различных температурах, для образцов НС-7 и НС-8. Внешнее
магнитное поле было направлено вдоль плоскости пленок. Из рис. 2 видно,
что во всем диапазоне исследованных температур кривые m(Н) представля-
ют собой сумму некоторой спонтанной величины магнитного момента и
практически линейной по полю (в больших полях) зависимости m(Н), харак-
терной для антиферромагнетика или для парамагнетика. Экстраполяция за-
висимости m(H) из больших полей к нулевому полю дает величину спонтан-
ного магнитного момента m0. Эти значения при 10 K для пленки НС-7 ока-
зались равными 2.42 μB/f.u., а для НС-8 – 1.17 μB/f.u. Теоретическое значе-
ние магнитного момента в случае ферромагнитного упорядочения ионов
Mn3+ и Mn4+ равно 3.5 μB/f.u. Из этих данных можно сделать вывод, что при
низких температурах состояние пленок является магнитно-двухфазным
(МДФ). В антиферромагнитной или парамагнитной матрице существуют
ферромагнитные (ФМ) кластеры, причем размер последних с понижением
температуры увеличивается.
На рис. 3 показаны температурные зависимости m0 для обеих пленок.
Точку Кюри TC определяли путем экстраполяции наиболее крутой части
m0(Т) к нулевому значению магнитного момента. В пленке НС-7 TC ~ 370∞C,
а в НС-8 ТС ~ 320∞С. Отметим, что значение ТС, определенное по такой ме-
тодике, для НС-8 явно занижено из-за присутствия сильного диамагнитного
момента, который не позволяет определить истинное значение m0. Кроме
того, при высоких температурах (T = 250 K для НС-7 и 150 K для НС-8) па-
дение спонтанного магнитного момента с повышением температуры заметно
снижается. Во всяком случае, можно отметить, что в пленках при 300 K су-
ществует ферромагнитный момент.
Физика и техника высоких давлений 2010, том 20, № 1
50
0 100 200 300 400
0
4
8
12
T, K
m
0, 1
04 e
m
u
Tc
0 100 200 300 400
0
2
4
6
8
m
0, 1
04 e
m
u
T, K
Tc
а б
Рис. 3. Зависимости спонтанного магнитного момента пленок НС-7 (а) и НС-8 (б)
от температуры. Экстраполяция крутой части зависимости к нулевому значению m0
принята за точку Кюри TC
0.004 0.008 0.012
0
4
8
12
16
1/T, K–1
m
, 1
04 e
m
u
1
2
3
4
5
0.004 0.008 0.012
0
1
2
3
4
5
6
m
, 1
04 e
m
u
1/T, K–1
1
2
3
4
5
а б
Рис. 4. Зависимости m(1/Т) пленок НС-7 (а) и НС-8 (б), полученные при высоких
температурах в различных магнитных полях H, Oe: 1 – 10000, 2 – 5000, 3 – 1000, 4 –
500, 5 – 100
Особый интерес представляет поведение магнитного момента исследо-
ванных пленок при высоких температурах (рис. 4). В образце НС-7 при 300 K
магнитный момент растет с увеличением поля до 5 kOe, а в поле 10 kOe
имеет то же значение, что и при 5 kOe. В образце НС-8 поведение магнитно-
го момента носит сложный характер. Так, в полях 100, 500 и 1000 Oe зави-
симость m(1/Т) имеет излом в районе 200 K. Величины магнитного момента
при 300 K совпадают при H = 1 и 5 kOe, а в поле 10 kOe он становится
меньше, чем при H = 0.5 kOe. Таким образом, на основании данных, пред-
ставленных на рис. 2 и 4, можно сделать вывод, что в пленке НС-8 при вы-
соких температурах появляется диамагнитный момент. Восприимчивость χ
Физика и техника высоких давлений 2010, том 20, № 1
51
этого образца в функции температуры
представлена на рис. 5. Величина χ(300
K) = = 1.5·10–8 emu/Oe = 6.3·10–2 (про-
тив 6.6–0.82·10–7 для меди).
На рис. 6 показаны зависимости
R(T), полученные для обоих образцов
без внешнего поля и в поле 5 kOe для
пленки НС-8. Видно, что с понижени-
ем температуры сопротивление рас-
тет, носит полупроводниковый харак-
тер и достигает максимума при тем-
пературе Tmax. Для обеих пленок эти
температуры близки и составляют в
отсутствие внешнего поля 116 K для
НС-7 и 123 K для НС-8. При дальней-
шем понижении температуры сопротивление для обоих образцов падает по
закону, характерному для металлической проводимости. Отношение
Rmax/R300K = 109 для НС-7 и 34 – для НС-8. Интересно отметить, что для
пленки НС-8 величина магнитосопротивления носит знакопеременный ха-
рактер, который ранее не наблюдался в этих манганитах.
Таким образом, в результате проведенных исследований было установлено:
1. Во всем изученном диапазоне температур существует ферромагнитная
компонента магнитного момента, причем абсолютная величина ее в пленке
НС-7 почти в 2 раза больше, чем в пленке НС-8, в которой рассогласование
параметров решетки пленка–подложка значительно больше и носит проти-
воположный знак по сравнению с НС-7.
100 150 200 250 300
0
3
6
T, K
R,
1
04 Ω
100 150 200 250 300
0
1
2
3
4
R,
1
04 Ω
T, K
132 K
123 K1
2
3
0
50
100
150
(R
0 –
R
H
)/R
0, %
112 K
40 %
-14 %
а б
Рис. 6. Температурные зависимости сопротивления пленок НС-7 (а) и НС-8 (б): 1 –
RH, H = 5 kOe; 2 – R0, H = 0; 3 – (R0 – RH)/R0
0 50 100 150 200 250 300
–1
0
1
2
3
T, K
χ,
1
0–8
Рис. 5. Температурная зависимость
восприимчивости пленки НС-8. χ =
= Δm(emu)/H(Oe)
Физика и техника высоких давлений 2010, том 20, № 1
52
2. При высоких температурах в обеих пленках наблюдается снижение
скорости изменения зависимости m0(Т). Из анализа графиков можно пред-
положить, что существование ферромагнитной фазы должно наблюдаться и
при температуре выше ТС. Это возможно в случае образования магнитных
кластеров на дефектах [6].
3. В обеих пленках при высоких температурах наблюдается диамагнитная
составляющая магнитного момента, которая очень мала для пленки НС-7 по
сравнению с НС-8. Причину появления диамагнетизма в наших пленках, ве-
роятно, можно объяснить, если предположить, что вблизи интерфейса суще-
ствует некоторый промежуточный слой, толщина и свойства которого зависят
от степени рассогласования параметров решетки пленки и подложки. Такой
слой наблюдался в [5], правда, там он носил ферромагнитный характер.
Диамагнетизм при высоких температурах наблюдался в металлическом
стекле [7], где было показано, что особая связь между ФМ-частицами и
аморфной матрицей может приводить к гигантскому диамагнитному откли-
ку. В нанокристаллическом образце манганита [8] также наблюдался диа-
магнетизм при температуре выше ТС. Авторы предположили, что он может
быть вызван метастабильной нанокристаллической конфигурацией, приво-
дящей к локализации волновых функций электронов с большим радиусом
орбит, и возникает в сильно неоднородном напряженном образце. Тогда
формирование локализованных электронных орбит радиусом порядка десят-
ков нанометров и ограниченных дислокационной сеткой вполне возможно.
Т.А. Онищенко [9] показал, что макроскопическая неоднородность кри-
сталлов, связанная, например, с деформациями или другими причинами,
приводит к зависимости электронного спектра от пространственных коор-
динат. Если глубина пространственной модуляции энергии намного превы-
шает ширину зоны E0 и если запрещенные энергетические зоны еg достаточ-
но широки (что в нашем узкозонном материале вполне возможно), то волно-
вые функции электронов должны быть локализованы и могут порождать
диамагнетизм, на несколько порядков больший, чем диамагнетизм Ландау.
Из вышесказанного следует, что необходимым условием существования
диамагнетизма является локализация волновых функций электронов, по
крайней мере в отдельных, малого объема участках исследованного образца.
Для этого нужна макроскопическая неоднородность образца (или слоя), вы-
званная напряжениями с образованием сетки дислокаций или другими при-
чинами.
В наших образцах на интерфейсе за счет рассогласования размеров эле-
ментарных ячеек пленки и подложки возникают напряжения, образуя сетку
дислокаций. Известно, что в манганитах движение носителей тока осущест-
вляется по внутриплоскостным цепочкам Mn–O–Mn. Из-за дефицита ионов
марганца и кислорода эти цепочки будут рваться гораздо чаще, чем в безде-
фицитных образцах, образуя отдельные хорошо проводящие области. Сово-
купность областей, ограниченных дислокационной сеткой с хорошей прово-
Физика и техника высоких давлений 2010, том 20, № 1
53
димостью, может создать необходимую пространственную модуляцию энер-
гии в отдельных областях для локализации электронов. Орбитальный мо-
мент таких локализованных электронов, возможно, и является источником
диамагнетизма в тонком слое образцов вблизи интерфейса.
4. Поведение R(Т) в наших пленках характерно для магнитных полупро-
водников. Наличие максимума на этих кривых указывает на существование
в них МДФ-состояния, вызванного сильным s–d-обменом [10]. Так как при
высоких температурах сопротивление образцов низкое, можно предполо-
жить, что в проводящей ферромагнитной матрице расположены АФМ-
кластеры, лишенные носителей заряда – дырок. Рассеяние носителей заряда,
уменьшающее их подвижность и образование хвоста их зоны, состоящего из
локализованных состояний, определяет температурный ход сопротивления
манганитов. Под действием магнитного поля происходит делокализация но-
сителей заряда из хвоста зоны и увеличение их подвижности, что и приво-
дит к колоссальному магнитосопротивлению.
Обычно магнитосопротивление отрицательно и не меняет свой знак во
всем интервале температур. В нашем случае для пленки НС-8 смена знака
магнитосопротивления происходит в районе 160 K, т.е. там, где зависимость
m0(Т) начинает выполаживаться и происходит конкуренция между ферро-
магнитным и диамагнитным моментами. Вероятно, именно наличие диамаг-
нитного момента приводит при высоких температурах не к делокализации
электронов проводимости в поле, а к еще большей их локализации, чем в
отсутствие поля.
В заключение автор благодарит В.П. Пащенко за предоставление мише-
ни, а Ю.М. Николаенко за выполнение напыления пленок.
1. H. Kawano, R. Kajimoto, H. Yashizawa, Y. Tomioka, H. Kuwahara, Y. Tokura, Phys.
Rev. Lett. 78, 4253 (1997).
2. Y. Tokura, Y. Tomioka, J. Magn. Magn. Mater. 200, 1 (1999).
3. R. Kajimoto, H. Yoshizawa, H. Kuwahara, Y. Tokura, K. Ohoyama, M. Ohashi, Phys.
Rev. B60, 9506 (1999).
4. C. Cui, T.A. Tyson, Zh. Chen, Zh. Zhong, Phys. Rev. B68, 214417 (2003).
5. V.G. Prokhorov, G.G. Kaminsky, V.A. Komashko, Y.P. Lee, S.Y. Park, Y.H. Hyun,
J.B. Kim, J.S. Park, V.L. Svetchnikov, V.P. Pashchenko, V.A. Khokhlov, Fiz. Nizk.
Temp. 33, 889 (2007).
6. Н.Н. Лошкарева, А.В. Королев, Г.И. Арбузова, Н.И. Солин, А.М. Балбашов, Н.В. Ко-
стромитина, ФММ 103, 261 (2007).
7. Y.T. Wang, M.X. Pan, D.Q. Zhao, W.H. Wang, W.L. Wang, Appl. Phys. Lett. 85, 2881
(2004).
8. V. Marcovich, I. Fita, R. Ruznak, C. Martin, K. Kikoin, A. Wisniewski, S. Hebert,
А. Maegnan, G. Gorodetsky, Phys. Rev. B74, 174408 (2006).
9. Т.А. Онищенко, Письма в ЖЭТФ 33, 93 (1981).
10. Э.Л. Нагаев, УФН 166, 833 (1996).
Физика и техника высоких давлений 2010, том 20, № 1
54
В.О. Хохлов
ВПЛИВ ПІДКЛАДКИ НА ЕЛЕКТРИЧНІ І МАГНІТНІ ВЛАСТИВОСТІ
ПЛІВОК NdSrMnO3 СИСТЕМИ З ДЕФІЦИТОМ ІОНІВ МАРГАНЦЮ
Вивчено магнітні і електропровідні властивості плівок Nd0.55Sr0.45Mn1–xO3–δ, де δ
точно не визначене. Плівки були напилені на підкладки SrTiO3 і LaAlO3, які ство-
рюють різні за знаком напруги в плівках на інтерфейсі. Показано, що при темпера-
турі 300 K обидві плівки володіють досить високою провідністю і не є пара-
магнітним ізолятором, як повинно бути за фазовою діаграмою цього з'єднання.
Температурний хід опору зі зменшенням температури носить напівпровідниковий
характер і має максимум Rmax при температурі Tmax, значно відмінній від темпера-
тури Кюрі. У досліджених плівках при високих температурах спостерігався нега-
тивний магнітний момент. Обговорюються можливі причини цього явища.
Ключові слова: манганіти, тонкі плівки, електроопір
V.A. Khokhlov
INFLUENCE OF SUBSTRATE ON ELECTRICAL AND MAGNETIC
PROPERTIES OF THE FILMS OF NdSrMnO3 SYSTEM
WITH MANGANESE ION DEFICIENCY
Magnetic and electrical properties of Nd0.55Sr0.45Mn1–xO3–δ films, where δ is not de-
fined, have been studied. The films were sputtered on SrTiO3 and LaAlO3 substrates
which form stresses of opposite sign in the film interface. It is shown that the both films
display rather high conductivity at 300 K and are not paramagnetic insulator as it must be
from its phase diagram. Temperature dependence of the resistance shows semiconductor
behavior with temperature fall and has a maximum Rmax at temperature Tmax which dif-
fers significantly from the Curie temperature. A negative magnetic moment is revealed in
the films at high temperatures. Possible origins of this phenomenon are discussed.
Keywords: manganites, thin films, electrical resistance
Fig. 1. X-ray pattern for the films HC-7 (а) and НС-8 (б). Intensive lines correspond to
signals from substrate, and weak lines are signals from the film. Signal for the film HC-7
lies in the field of angles 2θ higher than those for the substrate, and for the film HC-8 it
lies in the field below substrate
Fig. 2. Magnetic field dependences of magnetic moment for the films HC-7 (а) and
НС-8 (б) at different temperatures, K: 1 – 10, 2 – 50, 3 – 100, 4 – 150, 5 – 200, 6 –
250, 7 – 300
Fig. 3. Temperature dependences of spontaneous magnetic moment for the films НС-7
(а) and НС-8 (б). Extrapolation from steep part of this dependence to zero value of m0
gives the Curie temperature TC
Fig. 4. Dependences m(1/T) for the films НС-7 (а) and НС-8 (б) at high temperatures for
different magnetic fields H, Oe: 1 – 10000, 2 – 5000, 3 – 1000, 4 – 500, 5 – 100
Физика и техника высоких давлений 2010, том 20, № 1
55
Fig. 5. Temperature dependence of the susceptibility of the film HC-8
Fig. 6. Temperature dependences of resistance for the films НС-7 (а) and НС-8 (б): 1 –
RH, H = 5 kOe; 2 – R0, H = 0; 3 – (R0 – RH)/R0
|