Исследование межслоевого взаимодействия в магнитных многослойных структурах [Fe/Cr]n методом ферромагнитного резонанса (Обзор)
Свойства и природа межслоевого взаимодействия, а также возможные типы магнитного упорядочения в магнитных сверхрешетках и сэндвичах до сих пор являются актуальными вопросами физики магнитных явлений. В обзоре кратко излагаются существующие модели, описывающие взаимодействие между ферромагнитными сло...
Gespeichert in:
| Veröffentlicht in: | Физика низких температур |
|---|---|
| Datum: | 2002 |
| 1. Verfasser: | |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russian |
| Veröffentlicht: |
Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України
2002
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/128660 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Исследование межслоевого взаимодействия в магнитных многослойных структурах [Fe/Cr]n методом ферромагнитного резонанса (Обзор) / Н.М. Крейнес // Физика низких температур. — 2002. — Т. 28, № 8-9. — С. 807-821. — Бібліогр.: 34 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-128660 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Крейнес, Н.М. 2018-01-13T09:50:26Z 2018-01-13T09:50:26Z 2002 Исследование межслоевого взаимодействия в магнитных многослойных структурах [Fe/Cr]n методом ферромагнитного резонанса (Обзор) / Н.М. Крейнес // Физика низких температур. — 2002. — Т. 28, № 8-9. — С. 807-821. — Бібліогр.: 34 назв. — рос. 0132-6414 PACS: 76., 50.+g, 75.70.Cn, 75.60. https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/128660 Свойства и природа межслоевого взаимодействия, а также возможные типы магнитного упорядочения в магнитных сверхрешетках и сэндвичах до сих пор являются актуальными вопросами физики магнитных явлений. В обзоре кратко излагаются существующие модели, описывающие взаимодействие между ферромагнитными слоями через неферромагнитную прослойку, и предсказанные этими моделями температурные зависимости констант взаимодействия. Обсуждается эффективность использования метода ферромагнитного резонанса для исследования межслоевого взаимодействия. Представлен обзор последних экспериментальных работ (в том числе и оригинальных работ автора с сотрудниками), изучавших межслоевое взаимодействие этим методом в сверхрешетках и сэндвичах системы Fe/Cr в широком интервале температур. Приведен анализ полученных экспериментальных данных на основе существующих теорий. Обсуждаются рамки применимости этих моделей для описания свойств исследуемой системы. Властивості і природа міжшаруватої взаємодії, а також можливі типи магнітного упорядкування у магнітних надгратках та сeндвічах досі виявляються актуальними питаннями фізики магнітних явищ. У оглядi кратко викладаються існуючі моделі, які описують взаємодію між феромагнітними шарами через неферомагнітний прошарок, та передбачені цими моделями температурні залежності констант взаємодії. Обговорюється ефективність вживання методу феромагнітного резонансу для дослідження міжшаруватої взаємодії. Подано огляд останніх експериментальних робіт (у тому числі й оригінальних робіт автора з співробітниками), в яких міжшарувата взаємодія вивчається цим методом у надгратках та сендвічах системи Fe/Cr у широкому інтервалі температур. Подано аналіз отриманих експериментальних даних на підставі існуючих теорій. Обговорюються рамки застосування цих моделей для опису властивостей досліджуваної системи. The properties and nature of the interlayer coupling and the possible types of magnetic ordering in magnetic superlattices and sandwiches remain topical questions in the physics of magnetic phenomena. The existing models describing the interaction between ferromagnetic layers via the nonferromagnetic spacer layer and the predicted temperature dependence of the coupling constants in those models are briefly reviewed. The effectiveness of the ferromagnetic resonance method for investigating the interlayer coupling is discussed. A review of recent experimental studies of the interlayer coupling in superlattices and sandwiches of the Fe/Cr system by this method over a wide range of temperatures is presented (including original papers by the author and co-workers). The experimental data are analyzed on the basis of the existing theories. The regions of applicability of these model for describing the properties of such systems. Автор благодарен А. Б. Дровосекову и Д. И. Холину за полезные замечания и Е. К. Ждановой за техническую помощь при оформлении работы. Работа выполнена при частичной финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (проекты № 01-02-16716 и № 00-15-96-574). ru Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України Физика низких температур Магнетизм Исследование межслоевого взаимодействия в магнитных многослойных структурах [Fe/Cr]n методом ферромагнитного резонанса (Обзор) Investigation of interlayer coupling in [Fe/Cr]n magnetic multilayer structures by the ferromagnetic resonance method (Review) Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Исследование межслоевого взаимодействия в магнитных многослойных структурах [Fe/Cr]n методом ферромагнитного резонанса (Обзор) |
| spellingShingle |
Исследование межслоевого взаимодействия в магнитных многослойных структурах [Fe/Cr]n методом ферромагнитного резонанса (Обзор) Крейнес, Н.М. Магнетизм |
| title_short |
Исследование межслоевого взаимодействия в магнитных многослойных структурах [Fe/Cr]n методом ферромагнитного резонанса (Обзор) |
| title_full |
Исследование межслоевого взаимодействия в магнитных многослойных структурах [Fe/Cr]n методом ферромагнитного резонанса (Обзор) |
| title_fullStr |
Исследование межслоевого взаимодействия в магнитных многослойных структурах [Fe/Cr]n методом ферромагнитного резонанса (Обзор) |
| title_full_unstemmed |
Исследование межслоевого взаимодействия в магнитных многослойных структурах [Fe/Cr]n методом ферромагнитного резонанса (Обзор) |
| title_sort |
исследование межслоевого взаимодействия в магнитных многослойных структурах [fe/cr]n методом ферромагнитного резонанса (обзор) |
| author |
Крейнес, Н.М. |
| author_facet |
Крейнес, Н.М. |
| topic |
Магнетизм |
| topic_facet |
Магнетизм |
| publishDate |
2002 |
| language |
Russian |
| container_title |
Физика низких температур |
| publisher |
Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
Investigation of interlayer coupling in [Fe/Cr]n magnetic multilayer structures by the ferromagnetic resonance method (Review) |
| description |
Свойства и природа межслоевого взаимодействия, а также возможные типы магнитного упорядочения в магнитных сверхрешетках и сэндвичах до сих пор являются актуальными вопросами физики магнитных явлений. В обзоре кратко излагаются существующие модели, описывающие взаимодействие между ферромагнитными слоями через неферромагнитную прослойку, и предсказанные этими моделями температурные зависимости констант взаимодействия. Обсуждается эффективность использования метода ферромагнитного резонанса для исследования межслоевого взаимодействия. Представлен обзор последних экспериментальных работ (в том числе и оригинальных работ автора с сотрудниками), изучавших межслоевое взаимодействие этим методом в сверхрешетках и сэндвичах системы Fe/Cr в широком интервале температур. Приведен анализ полученных экспериментальных данных на основе существующих теорий. Обсуждаются рамки применимости этих моделей для описания свойств исследуемой системы.
Властивості і природа міжшаруватої взаємодії, а також можливі типи магнітного упорядкування у магнітних надгратках та сeндвічах досі виявляються актуальними питаннями фізики магнітних явищ. У оглядi кратко викладаються існуючі моделі, які описують взаємодію між феромагнітними шарами через неферомагнітний прошарок, та передбачені цими моделями температурні залежності констант взаємодії. Обговорюється ефективність вживання методу феромагнітного резонансу для дослідження міжшаруватої взаємодії. Подано огляд останніх експериментальних робіт (у тому числі й оригінальних робіт автора з співробітниками), в яких міжшарувата взаємодія вивчається цим методом у надгратках та сендвічах системи Fe/Cr у широкому інтервалі температур. Подано аналіз отриманих експериментальних даних на підставі існуючих теорій. Обговорюються рамки застосування цих моделей для опису властивостей досліджуваної системи.
The properties and nature of the interlayer coupling and the possible types of magnetic ordering in magnetic superlattices and sandwiches remain topical questions in the physics of magnetic phenomena. The existing models describing the interaction between ferromagnetic layers via the nonferromagnetic spacer layer and the predicted temperature dependence of the coupling constants in those models are briefly reviewed. The effectiveness of the ferromagnetic resonance method for investigating the interlayer coupling is discussed. A review of recent experimental studies of the interlayer coupling in superlattices and sandwiches of the Fe/Cr system by this method over a wide range of temperatures is presented (including original papers by the author and co-workers). The experimental data are analyzed on the basis of the existing theories. The regions of applicability of these model for describing the properties of such systems.
|
| issn |
0132-6414 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/128660 |
| citation_txt |
Исследование межслоевого взаимодействия в магнитных многослойных структурах [Fe/Cr]n методом ферромагнитного резонанса (Обзор) / Н.М. Крейнес // Физика низких температур. — 2002. — Т. 28, № 8-9. — С. 807-821. — Бібліогр.: 34 назв. — рос. |
| work_keys_str_mv |
AT kreinesnm issledovaniemežsloevogovzaimodeistviâvmagnitnyhmnogosloinyhstrukturahfecrnmetodomferromagnitnogorezonansaobzor AT kreinesnm investigationofinterlayercouplinginfecrnmagneticmultilayerstructuresbytheferromagneticresonancemethodreview |
| first_indexed |
2025-11-24T11:38:27Z |
| last_indexed |
2025-11-24T11:38:27Z |
| _version_ |
1850845649159847936 |
| fulltext |
Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2002, ò. 28, ¹ 8/9, ñ. 807–821
Èññëåäîâàíèå ìåæñëîåâîãî âçàèìîäåéñòâèÿ â
ìàãíèòíûõ ìíîãîñëîéíûõ ñòðóêòóðàõ [Fe/Cr]n
ìåòîäîì ôåððîìàãíèòíîãî ðåçîíàíñà
(Îáçîð)
Í. Ì. Êðåéíåñ
Èíñòèòóò ôèçè÷åñêèõ ïðîáëåì èì. Ï. Ë. Êàïèöû ÐÀÍ
óë. Êîñûãèíà 2, ã. Ìîñêâà, 117334, Ðîññèÿ
E-mail: kreines@kapitza.ras.ru
Ñòàòüÿ ïîñòóïèëà â ðåäàêöèþ 28 äåêàáðÿ 2001 ã.
Ñâîéñòâà è ïðèðîäà ìåæñëîåâîãî âçàèìîäåéñòâèÿ, à òàêæå âîçìîæíûå òèïû ìàãíèòíîãî
óïîðÿäî÷åíèÿ â ìàãíèòíûõ ñâåðõðåøåòêàõ è ñýíäâè÷àõ äî ñèõ ïîð ÿâëÿþòñÿ àêòóàëüíûìè
âîïðîñàìè ôèçèêè ìàãíèòíûõ ÿâëåíèé. Â îáçîðå êðàòêî èçëàãàþòñÿ ñóùåñòâóþùèå ìîäå-
ëè, îïèñûâàþùèå âçàèìîäåéñòâèå ìåæäó ôåððîìàãíèòíûìè ñëîÿìè ÷åðåç íåôåððîìàãíèò-
íóþ ïðîñëîéêó, è ïðåäñêàçàííûå ýòèìè ìîäåëÿìè òåìïåðàòóðíûå çàâèñèìîñòè êîíñòàíò
âçàèìîäåéñòâèÿ. Îáñóæäàåòñÿ ýôôåêòèâíîñòü èñïîëüçîâàíèÿ ìåòîäà ôåððîìàãíèòíîãî ðå-
çîíàíñà äëÿ èññëåäîâàíèÿ ìåæñëîåâîãî âçàèìîäåéñòâèÿ. Ïðåäñòàâëåí îáçîð ïîñëåäíèõ
ýêñïåðèìåíòàëüíûõ ðàáîò (â òîì ÷èñëå è îðèãèíàëüíûõ ðàáîò àâòîðà ñ ñîòðóäíèêàìè),
èçó÷àâøèõ ìåæñëîåâîå âçàèìîäåéñòâèå ýòèì ìåòîäîì â ñâåðõðåøåòêàõ è ñýíäâè÷àõ ñèñòå-
ìû Fe/Cr â øèðîêîì èíòåðâàëå òåìïåðàòóð. Ïðèâåäåí àíàëèç ïîëó÷åííûõ ýêñïåðèìåí-
òàëüíûõ äàííûõ íà îñíîâå ñóùåñòâóþùèõ òåîðèé. Îáñóæäàþòñÿ ðàìêè ïðèìåíèìîñòè ýòèõ
ìîäåëåé äëÿ îïèñàíèÿ ñâîéñòâ èññëåäóåìîé ñèñòåìû.
Âëàñòèâîñò³ ³ ïðèðîäà ì³æøàðóâàòî¿ âçàºìî䳿, à òàêîæ ìîæëèâ³ òèïè ìàãí³òíîãî óïî-
ðÿäêóâàííÿ ó ìàãí³òíèõ íàäãðàòêàõ òà ñeíäâ³÷àõ äîñ³ âèÿâëÿþòüñÿ àêòóàëüíèìè ïèòàííÿ-
ìè ô³çèêè ìàãí³òíèõ ÿâèù. Ó îãëÿäi êðàòêî âèêëàäàþòüñÿ ³ñíóþ÷³ ìîäåë³, ÿê³ îïèñóþòü
âçàºìîä³þ ì³æ ôåðîìàãí³òíèìè øàðàìè ÷åðåç íåôåðîìàãí³òíèé ïðîøàðîê, òà ïåðåäáà÷åí³
öèìè ìîäåëÿìè òåìïåðàòóðí³ çàëåæíîñò³ êîíñòàíò âçàºìî䳿. Îáãîâîðþºòüñÿ åôåêòèâí³ñòü
âæèâàííÿ ìåòîäó ôåðîìàãí³òíîãî ðåçîíàíñó äëÿ äîñë³äæåííÿ ì³æøàðóâàòî¿ âçàºìî䳿. Ïî-
äàíî îãëÿä îñòàíí³õ åêñïåðèìåíòàëüíèõ ðîá³ò (ó òîìó ÷èñë³ é îðèã³íàëüíèõ ðîá³ò àâòîðà ç
ñï³âðîá³òíèêàìè), â ÿêèõ ì³æøàðóâàòà âçàºìîä³ÿ âèâ÷àºòüñÿ öèì ìåòîäîì ó íàäãðàòêàõ òà
ñåíäâ³÷àõ ñèñòåìè Fe/Cr ó øèðîêîìó ³íòåðâàë³ òåìïåðàòóð. Ïîäàíî àíàë³ç îòðèìàíèõ åêñ-
ïåðèìåíòàëüíèõ äàíèõ íà ï³äñòàâ³ ³ñíóþ÷èõ òåîð³é. Îáãîâîðþþòüñÿ ðàìêè çàñòîñóâàííÿ
öèõ ìîäåë³é äëÿ îïèñó âëàñòèâîñòåé äîñë³äæóâàíî¿ ñèñòåìè.
PACS: 76. 50.+g, 75.70.Cn, 75.60. Ej
Ñîäåðæàíèå
1. Ââåäåíèå . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 808
2. Ìîäåëè ìåæñëîåâîãî îáìåííîãî âçàèìîäåéñòâèÿ . . . . . . 809
2.1. Áèëèíåéíîå âçàèìîäåéñòâèå . . . . . . . . . . . . . 809
2.2. Áèêâàäðàòè÷íîå âçàèìîäåéñòâèå . . . . . . . . . . . 810
3. Àíàëèòè÷åñêèé ðàñ÷åò ñòàòè÷åñêîé íàìàãíè÷åííîñòè è
ñïåêòðà ôåððîìàãíèòíîãî ðåçîíàíñà ñâåðõðåøåòêè . . . . . 810
4. Ýêñïåðèìåíòàëüíûå ðåçóëüòàòû . . . . . . . . . . . . . 812
4.1. Òèïû îáðàçöîâ è ìåòîäè÷åñêèå çàìå÷àíèÿ. . . . . . . 812
4.2. ÔÌÐ â òðåõñëîéíûõ îáðàçöàõ-ñýíäâè÷àõ . . . . . . . 813
4.3. ÔÌÐ â ñâåðõðåøåòêàõ . . . . . . . . . . . . . . . 814
© Í. Ì. Êðåéíåñ, 2002
4.3.1. Èçìåðåíèÿ ñïåêòðîâ ÔÌÐ ïðè êîìíàòíîé òåìïå-
ðàòóðå. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 815
4.3.2. Èçìåðåíèÿ ñïåêòðîâ ÔÌÐ ïðè ïðîìåæóòî÷íûõ
òåìïåðàòóðàõ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 818
5. Çàêëþ÷åíèå . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 820
Ëèòåðàòóðà. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 820
1. Ââåäåíèå
Ìåòàëëè÷åñêèå ìàãíèòíûå ìíîãîñëîéíûå ñèñ-
òåìû, èëè ñâåðõðåøåòêè, ïðåäñòàâëÿþùèå ñîáîé
ïåðèîäè÷åñêèå ñòðóêòóðû, ñîñòîÿùèå èç ÷åðåäóþ-
ùèõñÿ òîíêèõ ñëîåâ ôåððîìàãíèòíîãî (Fe, Co,
Ni...) è íåôåððîìàãíèòíîãî (Ag, Au, Cr, Cu,
Mn...) ìåòàëëîâ, îáðàçóþò îñîáûé êëàññ ìàòå-
ðèàëîâ ñ íåîáû÷íûìè ôèçè÷åñêèìè ñâîéñòâàìè.
Îòêðûòèå ÿâëåíèÿ ãèãàíòñêîãî ìàãíèòîñîïðîòèâ-
ëåíèÿ â ñèñòåìå Fe/Cr [1,2] ïðèâåëî ê ðåçêîìó
ðîñòó èíòåðåñà êî âñåé ñîâîêóïíîñòè ýòèõ îáúåê-
òîâ è ñòèìóëèðîâàëî èíòåíñèâíîå èññëåäîâàíèå
ìàãíèòíûõ, ìàãíèòîðåçèñòèâíûõ è äðóãèõ îñî-
áåííîñòåé, ïðèñóùèõ òàêèì ñòðóêòóðàì. Áîëüøîå
÷èñëî òåîðåòè÷åñêèõ è ýêñïåðèìåíòàëüíûõ ðàáîò
ïîñâÿùåíî èçó÷åíèþ âçàèìîäåéñòâèÿ ìåæäó ñî-
ñåäíèìè ôåððîìàãíèòíûìè ñëîÿìè â ñâåðõðåøåò-
êå. Ðåçóëüòàòû ýòèõ èññëåäîâàíèé èçëîæåíû â
ðÿäå îáçîðíûõ ñòàòåé (ñì., íàïðèìåð, [3–9]).
Ýêñïåðèìåíòàëüíî ïîêàçàíî, ÷òî â çàâèñèìîñòè
îò òîëùèíû íåôåððîìàãíèòíîé ïðîñëîéêè â ìíî-
ãîñëîéíûõ è òðåõñëîéíûõ (ñýíäâè÷àõ) îáðàçöàõ
ìîæåò ðåàëèçîâûâàòüñÿ ôåððîìàãíèòíîå, àíòè-
ôåððîìàãíèòíîå èëè íåêîëëèíåàðíîå óïîðÿäî-
÷åíèå ìàãíèòíûõ ìîìåíòîâ ñîñåäíèõ ôåððî-
ìàãíèòíûõ ñëîåâ.  îáùåì ñëó÷àå ýíåðãèþ
âçàèìîäåéñòâèÿ, îïèñûâàþùóþ óêàçàííûå âûøå
ìàãíèòíûå ñòðóêòóðû, ïðèíÿòî ïðåäñòàâëÿòü â
âèäå ñóììû äâóõ âêëàäîâ ïî íàìàãíè÷åííîñòÿì
ñîñåäíèõ ñëîåâ: áèëèíåéíîãî è áèêâàäðàòè÷íîãî.
Êîíêóðåíöèÿ ýòèõ äâóõ âêëàäîâ ìîæåò, âîîáùå
ãîâîðÿ, äàâàòü ïðîèçâîëüíûé óãîë ìåæäó íàìàã-
íè÷åííîñòÿìè ñîñåäíèõ ôåððîìàãíèòíûõ ñëîåâ â
íóëåâîì ìàãíèòíîì ïîëå. Íåîáõîäèìîñòü ó÷åòà
âòîðîãî ÷ëåíà â âûðàæåíèè äëÿ ýíåðãèè âçàèìî-
äåéñòâèÿ âîçíèêëà â ñâÿçè ñ ýêñïåðèìåíòàëüíî
îáíàðóæåííûì 90-ãðàäóñíûì ìàãíèòíûì óïîðÿ-
äî÷åíèåì â îáðàçöàõ Fe/Cr/Fe [10] è
Co/Cu/Co [11].  äàëüíåéøåì áèêâàäðàòè÷íûé
îáìåí ýêñïåðèìåíòàëüíî áûë îáíàðóæåí âî ìíî-
ãèõ ñâåðõðåøåòêàõ, îäíàêî ìåõàíèçì åãî âîçíèê-
íîâåíèÿ ïîêà îäíîçíà÷íî íå óñòàíîâëåí. Íàáëþ-
äàåìàÿ â ðÿäå ýêñïåðèìåíòîâ åãî áîëüøàÿ ïî
ñðàâíåíèþ ñ áèëèíåéíûì îáìåíîì âåëè÷èíà ñòà-
âèò ïîä ñîìíåíèå ïðàâîìåðíîñòü ó÷åòà êâàäðà-
òè÷íîãî ïî íàìàãíè÷åííîñòÿì ÷ëåíà â âûðàæåíèè
äëÿ ýíåðãèè. Ñóùåñòâóåò òàêæå áîëüøîå ðàñõîæ-
äåíèå ìåæäó ýêñïåðèìåíòàëüíî èçìåðåííîé
âåëè÷èíîé áèëèíåéíîãî îáìåíà è ðåçóëüòàòàìè
ðàñ÷åòîâ èç ïåðâûõ ïðèíöèïîâ. Íåäîñòàòî÷íî
âíèìàíèÿ óäåëÿëîñü èçó÷åíèþ òåìïåðàòóðíûõ çà-
âèñèìîñòåé îáåèõ îáìåííûõ êîíñòàíò. Ïðåäñòàâ-
ëÿåòñÿ, ÷òî ñðàâíåíèå èõ ñ ïðåäñêàçàíèÿìè òåî-
ðèè ïîçâîëèò ñäåëàòü áîëåå îïðåäåëåííûå
âûâîäû î ìåõàíèçìå âîçíèêíîâåíèÿ áèêâàäðàòè÷-
íîãî îáìåíà è ðåøèòü ðÿä äðóãèõ âàæíûõ âîïðî-
ñîâ. Âñå ýòè ïðîáëåìû ñòèìóëèðóþò äàëüíåéøåå
ýêñïåðèìåíòàëüíîå è òåîðåòè÷åñêîå èçó÷åíèå
ìíîãîñëîéíûõ ìàãíèòíûõ ìåòàëëè÷åñêèõ ñòðóê-
òóð.
Ïðè èññëåäîâàíèè ñâîéñòâ ñâåðõðåøåòîê èñ-
ïîëüçîâàëèñü âåñüìà ðàçíîîáðàçíûå ýêñïåðèìåí-
òàëüíûå ìåòîäèêè, íàïðèìåð èçìåðåíèå êðèâûõ
íàìàãíè÷èâàíèÿ ñ ïîìîùüþ êåððîâñêîé, âèáðî-
è ÑÊÂÈÄ-ìàãíèòîìåòðèè; èçìåðåíèå ìàãíèòîñî-
ïðîòèâëåíèÿ, îïðåäåëåíèå ìàãíèòíîé ñòðóêòóðû
íåéòðîíîãðàôè÷åñêèì ìåòîäîì, îïðåäåëåíèå
ñïåêòðîâ ìàãíèòíûõ âîçáóæäåíèé ìåòîäîì íåóï-
ðóãîãî ðàññåÿíèÿ ñâåòà, èññëåäîâàíèå êà÷åñòâà
èíòåðôåéñîâ ìåòîäîì ìåññáàóýðîâñêîé ñïåêòðî-
ñêîïèè [8].  ïîñëåäíåå âðåìÿ äëÿ èçó÷åíèÿ êà-
÷åñòâà òðåõñëîéíûõ îáðàçöîâ-ñýíäâè÷åé è ìàã-
íèòíûõ âçàèìîäåéñòâèé â íèõ èñïîëüçóþòñÿ
ñîâðåìåííûå ìåòîäû ñêàíèðóþùåé òóííåëüíîé
ìèêðîñêîïèè, ìàãíèòîñèëîâîé ìèêðîñêîïèè è
ñêàíèðóþùåé ýëåêòðîííîé ìèêðîñêîïèè ñ ïîëÿ-
ðèçàöèîííûì àíàëèçîì (ñì. òàêæå [5,12]).
Ñðåäè òàêîãî áîëüøîãî íàáîðà ýêñïåðèìåí-
òàëüíûõ ìåòîäîâ èçó÷åíèÿ ìàãíèòíûõ ñâåðõðå-
øåòîê îäíèì èç ñàìûõ ïðîñòûõ è äîñòàòî÷íî ýô-
ôåêòèâíûõ ÿâëÿåòñÿ èññëåäîâàíèå ñïåêòðà
ôåððîìàãíèòíîãî ðåçîíàíñà (ÔÌÐ). Ýòîò ìåòîä
íåîäíîêðàòíî èñïîëüçîâàëñÿ ðàçëè÷íûìè ãðóïïà-
ìè (ñì. îáçîðû [3,13], à òàêæå [14–22]) êàê äëÿ
îïðåäåëåíèÿ ìàãíèòíîé àíèçîòðîïèè îäíîîñíîé è
â ïëîñêîñòè ïëåíêè, òàê è äëÿ îïðåäåëåíèÿ âçàè-
ìîäåéñòâèÿ ìåæäó ñîñåäíèìè ôåððîìàãíèòíûìè
ñëîÿìè.
 íàñòîÿùåé ñòàòüå ìû ïîñòàðàåìñÿ ïîêàçàòü âîç-
ìîæíîñòè ìåòîäà ÔÌÐ äëÿ èçó÷åíèÿ ìåæñëîå-
âîãî îáìåíà â ñâåðõðåøåòêàõ. Ïîñêîëüêó ýêñïå-
ðèìåíòàëüíûé ìàòåðèàë, èìåþùèéñÿ ïî ýòîìó âî-
ïðîñó â ëèòåðàòóðå, î÷åíü îáøèðåí, îãðàíè÷èìñÿ
â îñíîâíîì äàííûìè äëÿ ñèñòåìû Fe/Cr. Òàêîé
âûáîð èëè îãðàíè÷åíèå âûçâàíû òàêæå òåì, ÷òî
808 Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2002, ò. 28, ¹ 8/9
Í. Ì. Êðåéíåñ
ñâåðõðåøåòêè òàêîé ñèñòåìû èññëåäóþòñÿ â ðàáî-
òàõ àâòîðà ñ ñîòðóäíèêàìè [17–22]. Ýòè ðåçóëü-
òàòû èçëîæèì áîëåå ïîäðîáíî.
2. Ìîäåëè ìåæñëîåâîãî îáìåííîãî
âçàèìîäåéñòâèÿ
Êðàòêî îñòàíîâèìñÿ íà îñíîâíûõ òåîðåòè÷å-
ñêèõ ìîäåëÿõ, îïèñûâàþùèõ ìåæñëîåâîå âçàèìî-
äåéñòâèå â ìíîãîñëîéíûõ ìàãíèòíûõ ñòðóêòóðàõ.
Êàê îòìå÷àëîñü âî ââåäåíèè, ê íàñòîÿùåìó ìî-
ìåíòó ýíåðãèþ âçàèìîäåéñòâèÿ ìåæäó äâóìÿ ôåð-
ðîìàãíèòíûìè ñëîÿìè ÷åðåç íåôåððîìàãíèòíóþ
ïðîñëîéêó ïðèíÿòî çàïèñûâàòü â âèäå ñóììû
äâóõ âêëàäîâ:
E J�– 1 cos � – J2 cos2 �, (1)
çäåñü � — óãîë ìåæäó ìàãíèòíûìè ìîìåíòàìè ñî-
ñåäíèõ ôåððîìàãíèòíûõ ñëîåâ, J1 è J2 — ôåíî-
ìåíîëîãè÷åñêèå êîíñòàíòû. Ïåðâîå ñëàãàåìîå
îïèñûâàåò áèëèíåéíîå îáìåííîå âçàèìîäåéñòâèå
ãåéçåíáåðãîâñêîé ïðèðîäû. Â çàâèñèìîñòè îò çíà-
êà êîíñòàíòû J1 ýòîò ÷ëåí ïðèâîäèò ê êîëëèíå-
àðíîìó ïàðàëëåëüíîìó ëèáî àíòèïàðàëëåëüíîìó
óïîðÿäî÷åíèþ ñîñåäíèõ ìàãíèòíûõ ìîìåíòîâ.
Âòîðîå ñëàãàåìîå, õàðàêòåðèçóþùåå áèêâàäðà-
òè÷íûé îáìåí, ïðè îòðèöàòåëüíîé âåëè÷èíå êîí-
ñòàíòû J2 äåëàåò ïðåäïî÷òèòåëüíûì 90-ãðàäóñíîå
óïîðÿäî÷åíèå.
2.1. Áèëèíåéíîå âçàèìîäåéñòâèå
Ñóùåñòâóåò ðÿä òåîðåòè÷åñêèõ ìîäåëåé, îïè-
ñûâàþùèõ ïðèðîäó áèëèíåéíîãî îáìåííîãî âçàè-
ìîäåéñòâèÿ. Îäíîé èç ïåðâûõ èñïîëüçîâàëàñü
òåîðèÿ ÐÊÊÈ (Ðóäåðìàí–Êèòåëü–Êàñóÿ–Èîñè-
äà), ðàçâèòàÿ ðàíåå äëÿ îïèñàíèÿ âçàèìîäåéñòâèÿ
ìåæäó ìàãíèòíûìè ïðèìåñÿìè â íåìàãíèòíîé
ìàòðèöå.  ñëó÷àå ñâåðõðåøåòîê ýòà òåîðèÿ ðàñ-
ñìàòðèâàåò âçàèìîäåéñòâèå ìåæäó ìàãíèòíûìè
ìîìåíòàìè ñëîåâ è ñïèíàìè ýëåêòðîíîâ ïðîâîäè-
ìîñòè ïðîñëîéêè. Îíà ïðåäñêàçûâàåò íàëè÷èå îñ-
öèëëèðóþùåé çàâèñèìîñòè ýòîãî âçàèìîäåéñòâèÿ
îò òîëùèíû ïðîñëîéêè è îïðåäåëÿåò âåëè÷èíû
âîçìîæíûõ ïåðèîäîâ îñöèëëÿöèé, îäíàêî âîçíè-
êàþò çàòðóäíåíèÿ ïðè îöåíêå âåëè÷èíû ñàìîãî
âçàèìîäåéñòâèÿ.  äðóãîì òåîðåòè÷åñêîì ïîäõîäå
ìåæñëîåâîå âçàèìîäåéñòâèå îïðåäåëÿåòñÿ çàâèñè-
ìîñòüþ àìïëèòóäû îòðàæåíèÿ ýëåêòðîíîâ íà ïî-
âåðõíîñòè ðàçäåëà (èíòåðôåéñå) ìåæäó ïðîñëîé-
êîé è ôåððîìàãíèòíûì ñëîåì îò íàïðàâëåíèÿ
ñïèíà. Ýòîò ïîäõîä òàêæå ïðèâîäèò ê îñöèëëè-
ðóþùåé çàâèñèìîñòè âçàèìîäåéñòâèÿ. Âåëè÷èíà
ïåðèîäà â îáîèõ ïîäõîäàõ îïðåäåëÿåòñÿ ýêñòðå-
ìàëüíûì ðàçìåðîì ïîâåðõíîñòè Ôåðìè (critical
spanning vector) ìàòåðèàëà ïðîñëîéêè â íàïðàâ-
ëåíèè íîðìàëè ê ïëîñêîñòè îáðàçöà. Èçâåñòíî,
÷òî äëÿ ñèñòåìû Fe/Cr/Fe â ñëó÷àå, êîãäà õðîì
ïàðàìàãíèòåí, íàáëþäàþòñÿ äâà ïåðèîäà îñöèë-
ëÿöèé: êîðîòêèé �S � 3 Å (� 2,11 ìîíîñëîÿ õðî-
ìà) è äëèííûé �L � 18 Å(�12 ìîíîñëîåâ õðîìà).
Ïðè ýòîì J1 ìîæåò áûòü çàïèñàí â âèäå (ïîäðîá-
íåå ñì. [5])
J /nt A nt/
/n t A nt/
S S S
L L
1
2 2
1 2
1 2
� � �
� �
( ) sin ( )
( ) sin(
�
�
� �
� �L). (2)
Çäåñü AS, AL è �S, �L — ñîîòâåòñòâåííî àìïëè-
òóäû è ôàçû êîðîòêîïåðèîäíûõ è äëèííîïåðèîä-
íûõ îñöèëëÿöèé, îïðåäåëÿåìûå îñîáåííîñòÿìè
ãåîìåòðèè ïîâåðõíîñòè Ôåðìè ìàòåðèàëà ïðî-
ñëîéêè è âåðîÿòíîñòÿìè îòðàæåíèÿ ýëåêòðîíîâ îò
èíòåðôåéñîâ. Çàâèñèìîñòü àìïëèòóäû êàê êîðîò-
êîâîëíîâûõ, òàê è äëèííîâîëíîâûõ îñöèëëÿöèé
îò òîëùèíû ïðîñëîéêè t ïîêàçàíà â ôîðìóëå (2)
ñîîòâåòñòâóþùèìè ìíîæèòåëÿìè.
Äëÿ áîëåå ïîäðîáíîãî çíàêîìñòâà ñ óêàçàííû-
ìè âûøå è äðóãèìè ìîäåëÿìè áèëèíåéíîãî îáìå-
íà îòîøëåì ÷èòàòåëåé ê ñðàâíèòåëüíî íåäàâíèì
îáçîðíûì ñòàòüÿì [6,7]. Îòìåòèì òîëüêî, ÷òî
ìíîãî÷èñëåííûå ýêñïåðèìåíòàëüíûå ðåçóëüòàòû,
ïîëó÷åííûå ïðè êîìíàòíîé òåìïåðàòóðå, íåïëîõî
îïèñûâàþòñÿ â ðàìêàõ ñóùåñòâóþùèõ ïîäõîäîâ.
Áîëüøèíñòâî ìîäåëåé [6,7] ïðåäñêàçûâàåò
òàêæå è òåìïåðàòóðíóþ çàâèñèìîñòü J1 â ïðîñòåé-
øåì âèäå:
J T J
T/T
T/T1 1
0
0
0( ) ( )
sh ( )
� , (3)
ãäå J1(0) è T0 — êîíñòàíòû, çàâèñÿùèå îò ïàðà-
ìåòðîâ ñîîòâåòñòâóþùåãî ó÷àñòêà ïîâåðõíîñòè
Ôåðìè. Ñîãëàñíî ïðîâåäåííûì îöåíêàì, ôîðìó-
ëà (3) ïðåäïîëàãàåò ñëàáóþ çàâèñèìîñòü áèëè-
íåéíîãî îáìåíà îò òåìïåðàòóðû.
 ðàáîòå [23] ðàçâèò ïîäõîä, ó÷èòûâàþùèé
âëèÿíèå òåïëîâûõ ñïèíîâûõ ôëóêòóàöèé â ôåð-
ðîìàãíèòíûõ ïëåíêàõ íà òåìïåðàòóðíóþ çàâèñè-
ìîñòü ýôôåêòèâíîãî îáìåííîãî âçàèìîäåéñòâèÿ â
ñâåðõðåøåòêàõ. Â ðåçóëüòàòå îáìåí ìåæäó ôåð-
ðîìàãíèòíûìè ñëîÿìè ìîæíî ïðåäñòàâèòü â âèäå
ïðîèçâåäåíèÿ ôóíêöèé f TSW ( ) è f Te ( ), ãäå
f Te ( ) îïèñûâàåòñÿ ôîðìóëîé (3), â ñîãëàñèè ñ
òåîðèåé ÐÊÊÈ, à f TSW ( ) — íåêèé ðåíîðìàëèçà-
öèîííûé ìíîæèòåëü, âîçíèêàþùèé áëàãîäàðÿ íà-
ëè÷èþ òåïëîâûõ ñïèíîâûõ âîëí íà èíòåðôåéñå è
ïðîïîðöèîíàëüíûé Ò3/2.
Ñðàâíèòåëüíî ìàëîå êîëè÷åñòâî ïîäðîáíûõ
ýêñïåðèìåíòàëüíûõ èññëåäîâàíèé òåìïåðàòóðíîé
çàâèñèìîñòè J1(T) äëÿ ðàçëè÷íûõ ñèñòåì ïîêà
íå ïîçâîëÿåò äåëàòü îäíîçíà÷íûå âûâîäû îò-
Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2002, ò. 28, ¹ 8/9 809
Ìåæñëîåâîå âçàèìîäåéñòâèå â ñâåðõðåøåòêàõ [Fe/Cr]
n
íîñèòåëüíî ðàìîê ïðèìåíèìîñòè ñóùåñòâóþùèõ
òåîðèé.
2.2. Áèêâàäðàòè÷íîå âçàèìîäåéñòâèå
 ïðîòèâîïîëîæíîñòü áèëèíåéíîìó âçàèìî-
äåéñòâèþ, ïðèðîäà êîòîðîãî äîñòàòî÷íî óâåðåííî
îïèñûâàåòñÿ ñ ïîìîùüþ òåîðèé, áàçèðóþùèõñÿ
íà êîíöåïöèè êîëëåêòèâèçèðîâàííûõ ýëåêòðîíîâ
[6,7], ïðèðîäà áèêâàäðàòè÷íîãî âçàèìîäåéñòâèÿ
äî ñèõ ïîð îäíîçíà÷íî íå óñòàíîâëåíà. Òåîðèÿ
ÐÊÊÈ ïðåäñêàçûâàåò íàëè÷èå áèêâàäðàòè÷íîãî
÷ëåíà J2 â âûðàæåíèè äëÿ ìàãíèòíîé ýíåðãèè
èäåàëüíîé ñâåðõðåøåòêè (intrinsic mechanism)
[7].  ñîãëàñèè ñ ðàñ÷åòàìè, åãî âåëè÷èíà |J2 | ñó-
ùåñòâåííî ìåíüøå, ÷åì |J1|. Ïîýòîìó ïðîÿâëÿòüñÿ
îí äîëæåí òîëüêî ïðè òåõ òîëùèíàõ ïðîñëîéêè,
êîãäà çíà÷åíèå |J1| áëèçêî ê íóëþ. Âåëè÷èíû êîí-
ñòàíòû áèêâàäðàòè÷íîãî îáìåíà, ïîëó÷åííûå ýêñ-
ïåðèìåíòàëüíî, ïðàêòè÷åñêè ïðè ëþáûõ çíà÷åíè-
ÿõ òîëùèíû ïðîñëîéêè â áîëüøèíñòâå ñëó÷àåâ
òîãî æå ïîðÿäêà, ÷òî è êîíñòàíòà áèëèíåéíîãî îá-
ìåíà. ×òîáû óñòðàíèòü ýòî ïðîòèâîðå÷èå áûë
ïðåäëîæåí ðÿä òåîðåòè÷åñêèõ ìîäåëåé, ó÷èòû-
âàþùèõ íàëè÷èå ðàçíîãî ñîðòà äåôåêòîâ, ñóùåñò-
âóþùèõ â ðåàëüíûõ îáðàçöàõ (extrinsic
mechanisms) è ïîçâîëÿþùèõ ïîëó÷èòü äîñòàòî÷íî
áîëüøóþ âåëè÷èíó êîíñòàíòû áèêâàäðàòè÷íîãî
îáìåíà. Ïîäðîáíûé îáçîð, ïîñâÿùåííûé ýòîìó
âîïðîñó, ñîäåðæèòñÿ â ðàáîòå [4]. Çäåñü êðàòêî
ïåðå÷èñëèì ðàññìàòðèâàåìûå â ëèòåðàòóðå
«extrinsic» ìåõàíèçìû.
Ôëóêòóàöèîííûé ìåõàíèçì, ïðåäëîæåííûé
Ñëîí÷åâñêèì [24], èñõîäèò èç íàëè÷èÿ ñòóïå-
íåé-òåððàñ íà ãðàíèöå ìåæäó ñëîÿìè, ÷òî âûçû-
âàåò, â ñâîþ î÷åðåäü, ôëóêòóàöèè òîëùèíû íå-
ôåððîìàãíèòíîé ïðîñëîéêè. Âîçíèêàþùèå ïðè
ýòîì ôëóêòóàöèè âåëè÷èíû áèëèíåéíîãî îáìåíà
�J1 ïðèâîäÿò ê ïîÿâëåíèþ áèêâàäðàòè÷íîãî ÷ëå-
íà J2 â âûðàæåíèè äëÿ ìàãíèòíîé ýíåðãèè. Ñâÿçü
ìåæäó ýòèìè âåëè÷èíàìè â ïðîñòåéøåì ñëó÷àå
âûðàæàåòñÿ ñëåäóþùåé ôîðìóëîé:
J
J L
A
D
L2
1
2
3
4
� � �
�
�
�
�
�
�
�
cth , (4)
ãäå À — îáìåííàÿ æåñòêîñòü ôåððîìàãíèòíûõ
ñëîåâ òîëùèíîé D; L — øèðèíà òåððàñ âûñîòîé â
îäèí ìîíîñëîé. Åñëè �J /t1 1~ , òî îñóùåñòâëÿåò-
ñÿ çàâèñèìîñòü J /t2
21� .
Äðóãîé ìåõàíèçì, òàêæå ïðåäëîæåííûé Ñëîí-
÷åâñêèì [25], ðàññìàòðèâàåò íàëè÷èå ìàãíèòíîé
ïðèìåñè («loose spin»), âíåäðåííîé â íåôåððî-
ìàãíèòíóþ ïðîñëîéêó ñýíäâè÷à, êàê ïðè÷èíó âîç-
íèêíîâåíèÿ áèêâàäðàòè÷íîãî îáìåíà. Ýòîò
ìåõàíèçì ïðèâîäèò ê ýêñïîíåíöèàëüíîé òåìïåðà-
òóðíîé çàâèñèìîñòè äëÿ îáìåííîé êîíñòàíòû:
I T2 � �exp � .
Ñëåäóåò òàêæå óïîìÿíóòü î ìàãíèòîäèïîëü-
íîì ìåõàíèçìå [4] îáðàçîâàíèÿ áèêâàäðàòè÷íîãî
îáìåíà. Ïðèðîäà åãî ñâÿçàíà ñ äèïîëüíûìè ïîëÿ-
ìè, âîçíèêàþùèìè íà íåîäíîðîäíîñòÿõ èíòåð-
ôåéñîâ â ñëîèñòûõ ñòðóêòóðàõ. Îêàçàëîñü, ÷òî
äèïîëüíûå ïîëÿ, âîçíèêàþùèå íà íåîäíîðîäíî-
ñòÿõ, óáûâàþò ñ ðàññòîÿíèåì ñóùåñòâåííî ìåä-
ëåííåå, ÷åì â ñëó÷àå èäåàëüíî ãëàäêèõ ïîâåðõíî-
ñòåé, è, ñîîòâåòñòâåííî, ìîãóò áûòü ïðè÷èíîé
âîçíèêíîâåíèÿ áèêâàäðàòè÷íîãî îáìåíà.
Ðàññìàòðèâàþòñÿ è ìåõàíèçìû, àëüòåðíàòèâ-
íûå ìîäåëè áèêâàäðàòè÷íîãî îáìåíà äëÿ ìàãíèò-
íûõ ñòðóêòóð ñ ïðîñëîéêàìè èç õðîìà è ìàðãàí-
öà. Àâòîðû [26], ðàññìàòðèâàÿ ñèñòåìó [Fe/Cr]n,
óêàçûâàþò íà íåîáõîäèìîñòü âîçíèêíîâåíèÿ â òà-
êîé ñâåðõðåøåòêå ñâîåîáðàçíîé äîìåííîé ñòðóê-
òóðû â ñëó÷àå ñóùåñòâîâàíèÿ íà ãðàíèöå ðàçäåëà
æåëåçà è õðîìà äîñòàòî÷íî áîëüøèõ àòîìíî-ãëàä-
êèõ ó÷àñòêîâ.
Ñëîí÷åâñêèì [27] äëÿ îáúÿñíåíèÿ íåêîëëèíå-
àðíîé ìàãíèòíîé ñòðóêòóðû ñ õðîìîâîé èëè ìàð-
ãàíöåâîé ïðîñëîéêàìè ïðåäëîæåíà ìîäåëü «ìàã-
íèòíîé áëèçîñòè» (proximity magnetism),
ïðåäïîëàãàþùàÿ îòëè÷íûé îò áèêâàäðàòè÷íîãî
îáìåíà âèä ýíåðãèè âçàèìîäåéñòâèÿ ñîñåäíèõ
ñëîåâ æåëåçà â ñòðóêòóðå:
E = C+(�) + C–( � – � )2 . (5)
Çäåñü � — óãîë ìåæäó íàìàãíè÷åííîñòÿìè ñîñåä-
íèõ ôåððîìàãíèòíûõ ñëîåâ; Ñ+ è Ñ– ôåíîìåíî-
ëîãè÷åñêèå êîíñòàíòû. Òàêîé âèä ýíåðãèè âîçíè-
êàåò â ðåçóëüòàòå íàëè÷èÿ íåêîòîðîé ìàãíèòíîé
æåñòêîñòè ó ïðîñëîéêè è ñèëüíîãî îáìåííîãî
âçàèìîäåéñòâèÿ ÷åðåç ãðàíèöó ñ ñîñåäíèìè ôåð-
ðîìàãíèòíûìè ñëîÿìè.
Èìåþùååñÿ â ëèòåðàòóðå îáñóæäåíèå ýêñïåðè-
ìåíòàëüíûõ äàííûõ â ðàìêàõ óêàçàííûõ âûøå
ìîäåëåé ñâèäåòåëüñòâóåò î òîì, ÷òî ïîêà íåò åäè-
íîãî ïîäõîäà ê îáúÿñíåíèþ ïðèðîäû áèêâàäðà-
òè÷íîãî îáìåíà â ðàçíûõ ñèñòåìàõ.
3. Àíàëèòè÷åñêèé ðàñ÷åò ñòàòè÷åñêîé
íàìàãíè÷åííîñòè è ñïåêòðà ôåððîìàãíèòíîãî
ðåçîíàíñà ñâåðõðåøåòêè
Ïðèâåäåì ðåçóëüòàòû àíàëèòè÷åñêîãî ðàñ÷åòà
êðèâûõ íàìàãíè÷èâàíèÿ è ñïåêòðà ÔÌÐ äëÿ
ñâåðõðåøåòîê â ìîäåëè áèêâàäðàòè÷íîãî îáìåíà ñ
ó÷åòîì àíèçîòðîïèè ÷åòâåðòîãî ïîðÿäêà â ñëó÷àå,
êîãäà âíåøíåå ìàãíèòíîå ïîëå Í ëåæèò â ïëîñêî-
810 Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2002, ò. 28, ¹ 8/9
Í. Ì. Êðåéíåñ
ñòè ïëåíêè.  îáùåì âèäå ýòîò ðàñ÷åò áûë ïðîäå-
ëàí àâòîðàìè [20] ïðèìåíèòåëüíî ê ñèñòåìå
[Fe/Cr]n, ýëåìåíòû êîòîðîé îáëàäàþò êóáè÷åñ-
êîé ñèììåòðèåé. Êàê è â äðóãèõ ïîäîáíûõ ðàñ÷å-
òàõ, ïðåäïîëàãàëîñü, ÷òî íàìàãíè÷åííîñòü êàæäî-
ãî ôåððîìàãíèòíîãî ñëîÿ îäíîðîäíà ïî îáúåìó
ñëîÿ, ðàâíà ÌS íåçàâèñèìî îò âåëè÷èíû âíåøíå-
ãî ïîëÿ è ìàãíèòíûé ìîìåíò êàæäîãî òàêîãî ñëîÿ
ïðåöåññèðóåò êàê öåëîå. Èñõîäíîå âûðàæåíèå
äëÿ ìàãíèòíîé ÷àñòè ýíåðãèè ìíîãîñëîéíîé
ñòðóêòóðû â ðàñ÷åòå íà åäèíèöó ïëîùàäè ïëåíêè
â [20] çàïèñàíî â âèäå:
E d
J
M
J
M
j
S
j j
j
n
j
n
S
j j� � � � � � ��
�
�
�
���( ) ( ) (H M M M M M1
2 1
1
1
1
2
4 1
2
1
1
2
1
2
2
12
)
( ) ( )
�
� � � � �
�
�
� �
�
� �
j
n
zz
j
j
n
u
S
j
j
n
d
N
d
K
M
dM z M z � �H
M
a
S
j j j
j
n
4 3
4 4 4
1
( ) ( ) ( ) ,M x M y M z� � � � �
�
� (6)
ãäå J1, J2— êîíñòàíòû áèëèíåéíîãî è áèêâàäðà-
òè÷íîãî îáìåíà; Mj — íàìàãíè÷åííîñòü j-ãî ñëîÿ
ôåððîìàãíèòíîãî ìåòàëëà; d — åãî òîëùèíà, Nzz
— ðàçìàãíè÷èâàþùèé ôàêòîð; Ku îïèñûâàåò îä-
íîîñíóþ àíèçîòðîïèþ, à Ha — ýôôåêòèâíîå ïîëå
àíèçîòðîïèè 4-ãî ïîðÿäêà ñ ëåãêèìè îñÿìè x, y,
z, ïðè÷åì îñü z ñîâïàäàåò ñ íîðìàëüþ ê ïëîñêî-
ñòè; n — ÷èñëî ôåððîìàãíèòíûõ ñëîåâ â ñòðóêòó-
ðå. Â äàëüíåéøåì äëÿ óäîáñòâà ââåäåí ýôôåêòèâ-
íûé êîýôôèöèåíò ïîâåðõíîñòíîé àíèçîòðîïèè
K N K /Mzz u Seff � � 2 2 . (7)
Ðàññìàòðèâàëñÿ ïðåäåë áåñêîíå÷íîé ñâåðõðå-
øåòêè (n � �), òàê êàê òîëüêî ïðè ýòîì óñëîâèè
àíàëèòè÷åñêèé ðàñ÷åò ìîæåò áûòü äîâåäåí äî
êîíöà. Ðàñ÷åò ïðîâîäèëñÿ äëÿ äâóõ íàèáîëåå ñèì-
ìåòðè÷íûõ ñëó÷àåâ: âíåøíåå ìàãíèòíîå ïîëå ïðè-
ëîæåíî âäîëü ëåãêîé èëè òðóäíîé îñåé àíèçîòðî-
ïèè â ïëîñêîñòè ïëåíêè. Ïðè ýòîì îêàçàëîñü, ÷òî
â äîñòàòî÷íî øèðîêîì äèàïàçîíå ìàãíèòíûõ ïî-
ëåé óñëîâèå ìèíèìóìà ýíåðãèè ïðèâîäèò ê äâóõ-
ïîäðåøåòî÷íîìó óïîðÿäî÷åíèþ ôåððîìàãíèòíûõ
ìîìåíòîâ ñëîåâ ñ ñèììåòðè÷íûì îòíîñèòåëüíî
âíåøíåãî ïîëÿ ðàñïîëîæåíèåì íàìàãíè÷åííîñòåé
ïîäðåøåòîê.  ýòîì ñëó÷àå ìîæíî ïîëó÷èòü àíà-
ëèòè÷åñêèå âûðàæåíèÿ äëÿ êðèâûõ íàìàãíè÷èâà-
íèÿ:
äëÿ H H HC
E H
S
E H, ,� �
H
J J
dM
H
M
M
J
dM
H
MS
a
S S
a
S
� �
�
�
�
�
�
�
�
�
�
� �
�
�
�
�4 8 16
21 2
2
2
4 3
�
�
�
�
M3,
(8)
äëÿ H HS
E H� ,
M MS� . (9)
Çäåñü âåðõíèå çíàêè è âåðõíèé èíäåêñ Å ñîîòâåò-
ñòâóþò íàïðàâëåíèþ ìàãíèòíîãî ïîëÿ âäîëü ëåã-
êîé îñè àíèçîòðîïèè, íèæíèå çíàêè è âåðõíèé
èíäåêñ Í — íàïðàâëåíèþ ìàãíèòíîãî ïîëÿ âäîëü
òðóäíîé îñè. Çàâèñèìîñòü M H( ), çàäàâàåìàÿ íå-
ÿâíî óðàâíåíèåì (8), îïèñûâàåò ñîñòîÿíèå ñ îò-
ëè÷íûì îò íóëÿ óãëîì ìåæäó íàìàãíè÷åííîñòÿìè
ïîäðåøåòîê. Ðåøåíèå (9) îòíîñèòñÿ ê ñîñòîÿíèþ
íàñûùåíèÿ, êîãäà íàìàãíè÷åííîñòè âñåõ ñëîåâ
îðèåíòèðîâàíû âäîëü ìàãíèòíîãî ïîëÿ. Âåëè÷èíà
ïîëÿ, â êîòîðîì ïðîèñõîäèò íàñûùåíèå, ïðåä-
ñòàâëÿåòñÿ â âèäå
H J J /dMS
E H
S
, � � �4 81 2 �
� Ha . Îáëàñòè ìàãíèòíûõ ïîëåé, â êîòîðûõ íàé-
äåííûå ðåøåíèÿ (8) è (9) îáåñïå÷èâàþò ìèíèìóì
ýíåðãèè ñèñòåìû, ïîäðîáíî îáñóæäåíû â [20].
Äëÿ ðàñ÷åòà ñïåêòðà êîëåáàíèé ðàññìàòðèâàå-
ìîé ñèñòåìû èñïîëüçîâàíû óðàâíåíèÿ Ëàí-
äàó–Ëèôøèöà áåç äèññèïàòèâíîãî ÷ëåíà:
� � �� � � � � �1 1M / t E dj j jM M/ , (10)
ãäå � — ãèðîìàãíèòíîå îòíîøåíèå. Äëÿ ðåøåíèÿ
óðàâíåíèÿ (10) íàìàãíè÷åííîñòü Ì j çàïèñàíà â
âèäå ñóììû ñòàòè÷åñêîé íàìàãíè÷åííîñòè è ìà-
ëîé äîáàâêè â âèäå âîëíû, ðàñïðîñòðàíÿþùåéñÿ
âäîëü íîðìàëè ê ïëîñêîñòè ïëåíêè:
!M M mj j j i t jq� � � �
0
exp " . (11)
Âåëè÷èíà q ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé ïðîèçâåäåíèå
âîëíîâîãî âåêòîðà íà ïåðèîä ñâåðõðåøåòêè. Åå
ìîæíî ðàññìàòðèâàòü êàê ðàçíîñòü ôàç ïðåöåññèè
íàìàãíè÷åííîñòåé ñîñåäíèõ ôåððîìàãíèòíûõ ñëî-
åâ; q = 0 ñîîòâåòñòâóåò àêóñòè÷åñêîé ìîäå êîëåáà-
íèé, q � � — îïòè÷åñêîé ìîäå.
Ïîñëå ïîäñòàíîâêè (11) â (10) è ëèíåàðèçàöèè
ïîëó÷àþùèõñÿ ïðè ýòîì óðàâíåíèé ïî mj óñëîâèå
íåòðèâèàëüíîñòè ðåøåíèÿ ïîçâîëÿåò íàéòè ÷àñòî-
òû êîëåáàíèé â çàâèñèìîñòè îò âåëè÷èíû q è ìàã-
íèòíîãî ïîëÿ H:
Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2002, ò. 28, ¹ 8/9 811
Ìåæñëîåâîå âçàèìîäåéñòâèå â ñâåðõðåøåòêàõ [Fe/Cr]
n
äëÿ H H HC
E H
S
E H, ,� �
"
�
q a
S
a
S
SA BM
q
K
H
M
H
M
M M
2
2
2 2
3
2 2
2
3
4
� � � � � �
#
$
%
%
&
( ) cos ( )eff
'
(
(
�
� � � � � �( ) cos ( )( )sin (A BM M
q
A BM M M
q H
MS
a
S
2 2 2 2 2 2 2
32
3
2
M M M MS S
2 2 2 26� �
#
$
%
%
&
'
(
(
)( ) ; (12)
äëÿ H HS
E H� ,
"
�
q
S
E H
S
a
aH H
q
K M
H
H
q2
2
2 2
2
3
4 2
3
4
� � � �#
$%
� ��
�
�, sin coseff
�
�
&
'
( � ��
�
�
�
�H H
q
H
q
S
E H
a
, sin cos ,2 2
2 2
(13)
ãäå ââåäåíû îáîçíà÷åíèÿ
A
J J
dMS
� �
�4 81 2
2
, B
J
dMS
� �
16 2
4
. (14)
Ïðè Ía = 0 ôîðìóëû (8), (9) è (12), (13) ñîâïà-
äàþò ñ ñîîòâåòñòâóþùèìè âûðàæåíèÿìè èç ðàáî-
òû [18], à ïðè Í = 0 — ñ ðåçóëüòàòàìè ðàáîòû
[28]. Ïîä÷åðêíåì åùå ðàç, ÷òî ïîëó÷åííûå ôîð-
ìóëû ñïðàâåäëèâû â ñëó÷àå, êîãäà ðåàëèçóåòñÿ
äâóõïîäðåøåòî÷íîå óïîðÿäî÷åíèå ìàãíèòíûõ ìî-
ìåíòîâ ñ ñèììåòðè÷íûì ðàñïîëîæåíèåì íàìàãíè-
÷åííîñòåé ïîäðåøåòîê îòíîñèòåëüíî ìàãíèòíîãî
ïîëÿ, ò.å. â ïîëÿõ áîëüøèõ ÍÑ (ñì. [20]).
4. Ýêñïåðèìåíòàëüíûå ðåçóëüòàòû
4.1. Òèïû îáðàçöîâ è ìåòîäè÷åñêèå çàìå÷àíèÿ
Ïîíÿòèå «ìíîãîñëîéíûå ìàãíèòíûå ñòðóêòó-
ðû» èëè «câåðõðåøåòêè» âêëþ÷àåò â ñåáÿ îáðàç-
öû äâóõ òèïîâ.
Ïåðâûé èç íèõ, òàê íàçûâàåìûå «ñýíäâè÷è»,
ñîñòîèò èç äâóõ ñëîåâ ôåððîìàãíèòíîãî ìåòàëëà,
ðàçäåëåííûõ íåôåððîìàãíèòíûì ìåòàëëîì. Ê îñ-
íîâíûì ïðåèìóùåñòâàì ðàáîòû ñ ñýíäâè÷àìè
ìîæíî îòíåñòè, êàê ïðàâèëî, áîëåå õîðîøåå êà÷å-
ñòâî îáðàçöîâ è ñðàâíèòåëüíóþ ïðîñòîòó èíòåð-
ïðåòàöèè ïîëó÷àåìûõ ýêñïåðèìåíòàëüíûõ äàí-
íûõ. Ñ äðóãîé ñòîðîíû, â òàêèõ îáðàçöàõ
âåëè÷èíà ìàãíèòíîé àíèçîòðîïèè â ïëîñêîñòè
ñýíäâè÷à (ïëåíêè), êàê ïðàâèëî, ñðàâíèìà ñ ýô-
ôåêòàìè ìåæñëîåâîãî âçàèìîäåéñòâèÿ. Â ðåçóëü-
òàòå â íèõ îñóùåñòâëÿåòñÿ ëèáî êîëëèíåàðíîå,
ëèáî 90-ãðàäóñíîå óïîðÿäî÷åíèå ìàãíèòíûõ ìî-
ìåíòîâ ôåððîìàãíèòíûõ ñëîåâ ìåòàëëà. Ýòî îá-
ñòîÿòåëüñòâî â ðÿäå ñëó÷àåâ ìîæåò çàòðóäíèòü
ýêñïåðèìåíòàëüíîå îïðåäåëåíèå êîíñòàíò ìåæ-
ñëîåâîãî îáìåíà. Êðîìå òîãî, ìàëàÿ ñóììàðíàÿ
òîëùèíà ôåððîìàãíèòíûõ ñëîåâ â îáðàçöàõ òðå-
áóåò âûñîêî÷óâñòâèòåëüíîé àïïàðàòóðû äëÿ ïî-
ëó÷åíèÿ íàäåæíûõ ýêñïåðèìåíòàëüíûõ
ðåçóëüòàòîâ.
Êî âòîðîìó òèïó îáðàçöîâ ìîæíî îòíåñòè
«ñâåðõðåøåòêè», ò.å. ïåðèîäè÷åñêèå ñòðóêòóðû,
ñîñòîÿùèå èç áîëüøîãî ÷èñëà (ðåàëüíî äî
íåñêîëüêèõ äåñÿòêîâ) îäèíàêîâûõ ñëîåâ ôåððî-
ìàãíèòíîãî ìåòàëëà, ðàçäåëåííûõ íåôåððîìàã-
íèòíîé ïðîñëîéêîé. Ïîñêîëüêó êàæäûé ôåððî-
ìàãíèòíûé ñëîé âçàèìîäåéñòâóåò îäíîâðåìåííî ñ
äâóìÿ ñîñåäíèìè, ýôôåêòû ìåæñëîéíîãî îáìåíà
â òàêîé ñòðóêòóðå âûðàæåíû ãîðàçäî ñèëüíåå è
çíà÷èòåëüíî ïðåâûøàþò àíèçîòðîïèþ â ïëîñêî-
ñòè ïëåíêè. Òàê, ìàãíèòíîå ïîëå, íåîáõîäèìîå
äëÿ «ñõëîïûâàíèÿ» ìàãíèòíûõ ìîìåíòîâ âñåõ
ñëîåâ â êîëëèíåàðíóþ ñòðóêòóðó â ñâåðõðåøåòêå
[Fe/Cr]n, ìîæåò ïðåâûøàòü 10 êÝ [19,20,29] ïðè
âåëè÷èíå ïîëÿ àíèçîòðîïèè ÷åòâåðòîãî ïîðÿäêà â
æåëåçå îêîëî 500 Ý. Â òàêîé ñèòóàöèè äàæå â îò-
ñóòñòâèå âíåøíåãî ìàãíèòíîãî ïîëÿ íàïðàâëåíèå
âåêòîðà íàìàãíè÷åííîñòè â êàæäîì ôåððîìàãíèò-
íîì ñëîå ìîæåò íå ñîâïàäàòü ñ îñüþ ëåãêîãî íà-
ìàãíè÷èâàíèÿ — «ëåãêîé» îñüþ ìàãíèòíîé àíè-
çîòðîïèè. Îíî îïðåäåëÿåòñÿ, â ïåðâóþ î÷åðåäü,
ìèíèìóìîì ýíåðãèè ìåæñëîåâîãî âçàèìîäåéñò-
âèÿ. Â ðåçóëüòàòå â ñâåðõðåøåòêàõ íàáëþäàåòñÿ
òàê íàçûâàåìàÿ «ñêîøåííàÿ» èëè íåêîëëèíåàð-
íàÿ ìàãíèòíàÿ ñòðóêòóðà, êîãäà ìàãíèòíûå ìî-
ìåíòû îáðàçóþò äâå ïîäðåøåòêè ñ óãëîì âçàèì-
íîãî óïîðÿäî÷åíèÿ îòëè÷íûì îò 0, 90° è 180°
[20,30,31]. Áîëüøîå êîëè÷åñòâî ñëîåâ â ñâåðõ-
ðåøåòêå, â òîì ÷èñëå ôåððîìàãíèòíîãî ìåòàëëà,
ïîíèæàåò òðåáîâàíèÿ ê ÷óâñòâèòåëüíîñòè èñïîëü-
çóåìîé àïïàðàòóðû. Îäíàêî ýòî æå îáñòîÿòåëüñò-
âî çàìåòíî óñëîæíÿåò èíòåðïðåòàöèþ ýêñïåðè-
ìåíòàëüíûõ ðåçóëüòàòîâ êàê ïî íàìàãíè÷åííîñòè,
òàê è ïî ðåçîíàíñíûì èçìåðåíèÿì. Êðîìå òîãî,
êà÷åñòâî ìíîãîñëîéíûõ îáðàçöîâ, ïî-âèäèìîìó,
íåñêîëüêî õóæå ïî ñðàâíåíèþ ñ ñýíäâè÷àìè çà
ñ÷åò áîëüøîãî êîëè÷åñòâà ñëîåâ è èíòåðôåéñîâ.
812 Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2002, ò. 28, ¹ 8/9
Í. Ì. Êðåéíåñ
Ñïåêòðû ôåððîìàãíèòíîãî ðåçîíàíñà èçó÷àëè
êàê íà ñýíäâè÷àõ, òàê è íà ñâåðõðåøåòêàõ.  îñ-
íîâíîì âñå ýêñïåðèìåíòû ïðîâîäèëè â óñëîâèÿõ,
êîãäà âíåøíåå ìàãíèòíîå ïîëå áûëî ïðèëîæåíî
â ïëîñêîñòè ïëåíêè. Èç ñêàçàííîãî âûøå (ñì.
ðàçä. 3) ÿñíî, ÷òî íàèáîëåå íàäåæíûì ñïîñîáîì
îïðåäåëåíèÿ ìåæñëîåâîãî âçàèìîäåéñòâèÿ èç ýêñ-
ïåðèìåíòîâ ïî ÔÌÐ ÿâëÿåòñÿ ðåãèñòðàöèÿ íàðÿ-
äó ñ îäíîðîäíîé ìîäîé ðåçîíàíñà íåîäíîðîäíûõ
ìîä, â òîì ÷èñëå è îïòè÷åñêîé. Îäíîðîäíàÿ ìîäà
ðåçîíàíñà âîçáóæäàåòñÿ âûñîêî÷àñòîòíûì ïîëåì,
ïðèëîæåííûì ïåðïåíäèêóëÿðíî âíåøíåìó ìàã-
íèòíîìó ïîëþ. Âîçáóæäåíèå íåîäíîðîäíûõ ìîä
îñóùåñòâëÿåòñÿ â óñëîâèÿõ ïàðàëëåëüíîé íàêà÷-
êè, ò.å. â òàêîé ãåîìåòðèè ýêñïåðèìåíòà, êîãäà
âûñîêî÷àñòîòíîå ìàãíèòíîå ïîëå ïàðàëëåëüíî ïî-
ñòîÿííîìó. Òàêèì îáðàçîì, äëÿ ïîëó÷åíèÿ ïîëíî-
ãî ñïåêòðà ÔÌÐ ñâåðõðåøåòêè íåîáõîäèìû îáà
ñïîñîáà âîçáóæäåíèÿ ðåçîíàíñà. Îäíàêî èíòåí-
ñèâíîñòü ëèíèé ïîãëîùåíèÿ â íåîäíîðîäíûõ ìî-
äàõ ìàëà, òàê êàê ïîñëåäíèå ìîãóò âîçáóæäàòüñÿ
ëèøü áëàãîäàðÿ êîíå÷íîìó êîëè÷åñòâó ñëîåâ
ôåððîìàãíèòíîãî ìåòàëëà â ñòðóêòóðå èëè íå-
áîëüøîé íåîäíîðîäíîñòè â èõ òîëùèíå (áîëåå
ïîäðîáíî ñì. [13,32]). Ïîýòîìó ýêñïåðèìåíòàëü-
íî ÷àñòî íå óäàåòñÿ çàðåãèñòðèðîâàòü âñå âîçìîæ-
íûå ìîäû êîëåáàíèé. Ïðè íåîäèíàêîâûõ òîëùè-
íàõ ôåððîìàãíèòíûõ ñëîåâ èíòåíñèâíîñòü ëèíèè
ïîãëîùåíèÿ â íåîäíîðîäíûõ ìîäàõ ðàñòåò, èõ
ëåã÷å îáíàðóæèòü, íî òåîðåòè÷åñêàÿ èíòåðïðåòà-
öèÿ ñïåêòðà òàêîé ñèñòåìû çàòðóäíèòåëüíà.
Ïðè ýêñïåðèìåíòàëüíîì èññëåäîâàíèè ìåæ-
ñëîåâîãî âçàèìîäåéñòâèÿ ñ ïîìîùüþ ÔÌÐ ëèáî
èñïîëüçóþò øèðîêèé äèàïàçîí ÑÂ× ÷àñòîò è ìàã-
íèòíûõ ïîëåé äëÿ âîçáóæäåíèÿ âñåõ ìîä ðåçî-
íàíñíîãî ñïåêòðà ñâåðõðåøåòêè (ñì., íàïðèìåð,
[13,18–22]), ëèáî íà îäíîé ÷àñòîòå âîçáóæäàþò
îäíîðîäíóþ è íåîäíîðîäíóþ ìîäû è èçó÷àþò
àíèçîòðîïèþ èõ ðåçîíàíñíûõ ïîëåé â ïëîñêîñòè
îáðàçöà (ñì., íàïðèìåð, [16]). Ïîëó÷åííûå ýêñ-
ïåðèìåíòàëüíûå äàííûå îáðàáàòûâàþò â ñîãëà-
ñèè ñ ñîîòâåòñòâóþùåé òåîðåòè÷åñêîé ìîäåëüþ.
4.2. ÔÌÐ â òðåõñëîéíûõ îáðàçöàõ-ñýíäâè÷àõ
Áîëüøàÿ ÷àñòü ýêñïåðèìåíòàëüíûõ èññëåäîâà-
íèé ñïåêòðà ÔÌÐ âûïîëíåíà íà òðåõñëîéíûõ îá-
ðàçöàõ. Â ðàííèõ ðàáîòàõ (äî îáíàðóæåíèÿ áè-
êâàäðàòè÷íîãî âêëàäà â ýíåðãèþ ñâåðõðåøåòêè)
îáðàáîòêó èçìåðåííûõ ñïåêòðîâ òàêèõ ñèñòåì
ïðîèçâîäèëè áåç ó÷åòà áèêâàäðàòè÷íîãî îáìåíà.
Äîâîëüíî ïîëíûé îáçîð ïîëó÷åííûõ òàêèì îáðà-
çîì äàííûõ ïðåäñòàâëåí â [8,13].
Íèæå îñòàíîâèìñÿ íà ðåçóëüòàòàõ áîëåå ïîçä-
íèõ èññëåäîâàíèé, íå âîøåäøèõ â óêàçàííûå
âûøå îáçîðû, â êîòîðûõ ýêñïåðèìåíòàëüíûå äàí-
íûå îáðàáàòûâàëèñü â ðàìêàõ ìîäåëè
áèêâàäðàòè÷íîãî îáìåíà.
Öåëàÿ ñåðèÿ ðàáîò, ïîñâÿùåííûõ èçó÷å-
íèþ ìåæñëîåâîãî âçàèìîäåéñòâèÿ â ñýíäâè÷àõ
Fe/Cr/Fe ñ ðàçíûìè òîëùèíàìè (5–35 Å) õðîìî-
âîé ïðîñëîéêè â èíòåðâàëå òåìïåðàòóð 2–300 Ê,
áûëà âûïîëíåíà áðàçèëüñêèìè ó÷åíûìè [14–16].
Èññëåäîâàííûå â ýòèõ ðàáîòàõ îáðàçöû âûðàùå-
íû êàê ìåòîäîì ìîëåêóëÿðíîé ýïèòàêñèè, òàê è
ìàãíåòðîííûì íàïûëåíèåì. Ôåððîìàãíèòíûé ðå-
çîíàíñ âîçáóæäàëè íà ÷àñòîòå 9,4 ÃÃö, ðå-
ãèñòðèðîâàëè àêóñòè÷åñêóþ è îïòè÷åñêóþ ìîäû.
Äëÿ îáåèõ ìîä èçó÷àëè çàâèñèìîñòè âåëè÷èíû
ðåçîíàíñíîãî ìàãíèòíîãî ïîëÿ îò íàïðàâëåíèÿ
ïîñëåäíåãî â ïëîñêîñòè ñýíäâè÷à. Ðåçóëüòàòû èç-
ìåðåíèé îáñóæäàëèñü â ðàìêàõ ìîäåëè áèêâàä-
ðàòè÷íîãî îáìåíà. Äëÿ îïðåäåëåíèÿ îáìåííûõ êîí-
ñòàíò ïðè êîìíàòíîé òåìïåðàòóðå àâòîðû
äîïîëíèòåëüíî èñïîëüçîâàëè äàííûå, ïîëó÷åí-
íûå ïðè èññëåäîâàíèè êðèâûõ íàìàãíè÷èâàíèÿ è
ñïåêòðîâ íåóïðóãîãî ðàññåÿíèÿ ñâåòà (ìàíäåëü-
øòàì-áðèëëþýíîâñêîãî ðàññåÿíèÿ ñâåòà). Àíàëèç
âñåé ñîâîêóïíîñòè ðåçóëüòàòîâ, ïîëó÷åííûõ ïðè
T � 300 Ê, ïðèâåë àâòîðîâ ê âûâîäó, ÷òî èñïîëüçóå-
ìàÿ ìîäåëü äîñòàòî÷íî õîðîøî îïèñûâàåò ýêñïå-
ðèìåíòàëüíûå äàííûå. Äëÿ èññëåäîâàííîé â ýòèõ
ðàáîòàõ ñåðèè îáðàçöîâ Fe/Cr/Fe ñ òîëùèíàìè
õðîìîâîé ïðîñëîéêè tCr , ñîîòâåòñòâóþùèìè ïåð-
âîìó àíòèôåððîìàãíèòíîìó ìàêñèìóìó â áè-
ëèíåéíîì îáìåíå, âåëè÷èíà êîíñòàíòû áèêâàä-
ðàòè÷íîãî îáìåíà J2 ìîíîòîííî óìåíüøàåòñÿ
ñ ðîñòîì tCr è èçìåíÿåòñÿ â ïðåäåëàõ
0,058–0,019 ýðã/ñì2 è 16 � | J1/J2 |� 10.
Äëÿ ýêñïåðèìåíòàëüíîãî èçó÷åíèÿ òåìïåðàòóð-
íîé çàâèñèìîñòè ìåæñëîåâîãî âçàèìîäåéñòâèÿ â
îáñóæäàåìûõ âûøå îáðàçöàõ â ðàáîòàõ [15,16]
èñïîëüçîâàí òîëüêî ìåòîä ÔÌÐ. Â ðàáîòå [15]
ïðèâåäåíû çàâèñèìîñòè J1(T) è J2(T) äëÿ äâóõ
îáðàçöîâ ñ òîëùèíàìè ïðîñëîéêè, ðàâíûìè 11 è
15 Å (ðèñ. 1). Ïîâåäåíèå êîíñòàíòû áèêâàäðàòè÷-
íîãî îáìåíà îäèíàêîâî äëÿ îáîèõ îáðàçöîâ è õî-
ðîøî óêëàäûâàåòñÿ â êâàäðàòè÷íóþ çàâèñèìîñòü
îò òåìïåðàòóðû: J2(T) = J2(0)(1 – T/T0)
2, ãäå
T0 � 790 Ê è J2(0) — çíà÷åíèå îáìåííîé êîíñòàí-
òû äëÿ Ò = 0 Ê. Òåìïåðàòóðíóþ çàâèñèìîñòü êîí-
ñòàíòû áèëèíåéíîãî îáìåíà J1(T) äëÿ äâóõ îá-
ðàçöîâ íå óäàåòñÿ îïèñàòü îäíèì è òåì æå
çàêîíîì. Äëÿ îáðàçöà ñ tCr = 15 Å J1(T) õîðîøî
óêëàäûâàåòñÿ â òó æå çàâèñèìîñòü, ÷òî è J2(T) ñ
îäèíàêîâûì çíà÷åíèåì õàðàêòåðèñòè÷åñêîé òåì-
ïåðàòóðû Ò0. Îäíàêî ðåçóëüòàòû, ïîëó÷åííûå
äëÿ âòîðîãî îáðàçöà, ëó÷øå îïèñûâàþòñÿ çàâèñè-
ìîñòüþ J1(T) = 0,633(T/340)/sh (T/340), âûòå-
Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2002, ò. 28, ¹ 8/9 813
Ìåæñëîåâîå âçàèìîäåéñòâèå â ñâåðõðåøåòêàõ [Fe/Cr]
n
êàþùåé èç òåîðèè ÐÊÊÈ [6,7]. Â áîëåå ïîçäíåé
ðàáîòå [16], ãäå ìåòîäîì ÔÌÐ èññëåäîâàíà òåì-
ïåðàòóðíàÿ çàâèñèìîñòü ìåæñëîåâîãî âçàèìîäåé-
ñòâèÿ äëÿ òðåõ îáðàçöîâ ñ tCr = 11, 13 è 15 Å, ïî-
ëó÷åííûå ýêñïåðèìåíòàëüíûå äàííûå îáñóæäåíû
â ðàìêàõ ðåíîðìàëèçàöèîííîé òåîðèè, ïðåäëî-
æåííîé â ðàáîòå [23] (ñì. ðàçä. 2.1). Ñðàâíåíèå
òåìïåðàòóðíîé çàâèñèìîñòè îáìåííîãî ïàðàìåòðà
Hex(T)/Hex(10 Ê) (ðèñ. 2), îïðåäåëåííîãî èç
ýêñïåðèìåíòîâ ïî ÔÌÐ êàê ðàçíîñòü ÷àñòîò àêó-
ñòè÷åñêîé è îáìåííîé ìîä, ñ âûâîäàìè óïîìÿíó-
òîé âûøå òåîðèè ïðèâîäèò àâòîðîâ [16] ê çàêëþ-
÷åíèþ, ÷òî îñíîâíîé âêëàä â ýòó çàâèñèìîñòü
âíîñÿò ñïèíîâûå ôëóêòóàöèè ôåððîìàãíèòíûõ
ïëåíîê. Òàêèì îáðàçîì, èç ðàáîò [15,16] ñëåäóåò,
÷òî íà äàííûé ìîìåíò âîïðîñ î çàêîíîìåðíîñòÿõ
òåìïåðàòóðíîé çàâèñèìîñòè ìåæñëîåâîãî âçàèìî-
äåéñòâèÿ â ñýíäâè÷àõ îñòàåòñÿ îòêðûòûì.
Óïîìÿíåì åùå îá îäíîì ðåçóëüòàòå íåòðàäè-
öèîííîãî èññëåäîâàíèÿ ìåæñëîåâîãî âçàèìîäåé-
ñòâèÿ ìåòîäîì ÔÌÐ â ñýíäâè÷å.  ðàáîòå [33]
îáíàðóæåíî âëèÿíèå îïòè÷åñêîãî îáëó÷åíèÿ ñ
äëèíîé âîëíû ) � 0,5145 ìêì íà ìåæñëîåâîå
âçàèìîäåéñòâèå â òðåõñëîéíîé ñèñòåìå
Fe/Si/Fe. Èçó÷àëîñü èçìåíåíèå ðåçîíàíñíîãî
ïîëÿ ïîä äåéñòâèåì îáëó÷åíèÿ ïðè ðàçíûõ òîë-
ùèíàõ êðåìíèåâîé ïðîñëîéêè â äèàïàçîíå òåìïå-
ðàòóð îò 77 äî * 300 Ê. Íàáëþäàåìîå ïðè îáëó÷å-
íèè èçìåíåíèå ìàãíèòíîãî ñîñòîÿíèÿ îáðàçöà
àâòîðû ñâÿçûâàþò ñ èçìåíåíèåì â ïîëóïðîâîäíè-
êîâîé ïðîñëîéêå êîíöåíòðàöèè íîñèòåëåé òîêà,
êîòîðûå ïåðåíîñÿò âçàèìîäåéñòâèå ìåæäó ìàã-
íèòíûìè ñëîÿìè, è ïåðåñòðîéêîé ôóíêöèè ïëîò-
íîñòè ýëåêòðîííûõ ñîñòîÿíèé.  [33] îòìå÷åíî,
÷òî ïðè íèçêèõ òåìïåðàòóðàõ ôîòîèíäóöèðîâàí-
íûé âêëàä âî âçàèìîäåéñòâèå âñåãäà ÿâëÿåòñÿ àí-
òèôåððîìàãíèòíûì.
4.3. ÔÌÐ â ñâåðõðåøåòêàõ
Èçó÷åíèå ìåæñëîåâîãî âçàèìîäåéñòâèÿ â
ñâåðõðåøåòêàõ [Fe/Cr]n ìåòîäîì ÔÌÐ, íà-
ñêîëüêî íàì èçâåñòíî, íàèáîëåå ïîñëåäîâàòåëüíî
áûëî ïðîâåäåíî àâòîðîì ñ ñîòðóäíèêàìè â ñåðèè
814 Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2002, ò. 28, ¹ 8/9
Í. Ì. Êðåéíåñ
Ðèñ. 1. Òåìïåðàòóðíàÿ çàâèñèìîñòü êîíñòàíò áèëèíåé-
íîãî J1 (�) è áèêâàäðàòè÷íîãî J2 (�) îáìåííîãî âçàè-
ìîäåéñòâèé äëÿ îáðàçöîâ Fe(40 Å)/Cr(11 Å)/Fe(40 Å)
(a) è Fe(40 Å)/Cr(15 Å)/ Fe(40 Å) (b). Ëèíèè —
ðàñ÷åò (ñì. òåêñò) [15].
Ðèñ. 2. Òåìïåðàòóðíàÿ çàâèñèìîñòü íîðìàëèçîâàííîãî
ýôôåêòèâíîãî îáìåííîãî ïàðàìåòðà Hex äëÿ îáðàçöà
Fe(40 Å)/Cr(tCr)/Fe(40 Å) ïðè ðàçëè÷íûõ òîëùè-
íàõ tCr , Å: 11 (1), 13 (2) è 15 (3). Ñèìâîëû — ýêñ-
ïåðèìåíòàëüíûå äàííûå, ëèíèè — ðàñ÷åò. TC — õà-
ðàêòåðèñòè÷åñêàÿ òåìïåðàòóðà, íèæå êîòîðîé
ñïðàâåäëèâ ñïèí-âîëíîâîé ïîäõîä [16].
ðàáîò [17–22]. Â ýòîì ðàçäåëå ïîäðîáíî îñòàíî-
âèìñÿ íà ïîëó÷åííûõ ðåçóëüòàòàõ.
 ðàáîòàõ [17–22] èññëåäîâàíû ñâåðõðåøåòêè
[Fe/Cr]n, ïîëó÷åííûå ìåòîäîì ìîëåêóëÿðíî-ëó-
÷åâîé ýïèòàêñèè íà óñòàíîâêå «Êàòóíü Ñ» â Èí-
ñòèòóòå ôèçèêè ìåòàëëîâ Óðàëüñêîãî îòäåëåíèÿ
ÐÀÍ. Êðèñòàëëîãðàôè÷åñêàÿ îñü [001] ïëåíîê
æåëåçà è õðîìà ñîâïàäàëà ñ íîðìàëüþ ê ïëîñêî-
ñòè îáðàçöà. Èñïîëüçîâàííûå îáðàçöû õàðàêòå-
ðèçîâàëèñü ñëåäóþùèìè ïàðàìåòðàìè: êîëè÷åñò-
âî ïàð ñëîåâ n èçìåíÿëîñü îò 8 äî 24, òîëùèíà
õðîìîâîé ïðîñëîéêè îò îáðàçöà ê îáðàçöó èçìå-
íÿëàñü â ïðåäåëàõ 7,7–14 Å, à òîëùèíà ñëîåâ æå-
ëåçà — îò 20 äî 48 Å.
Èññëåäîâàíèå ñïåêòðîâ ÔÌÐ ïðîâîäèëè â äî-
âîëüíî øèðîêîì äèàïàçîíå ÷àñòîò (9,5–37 ÃÃö) â
èíòåðâàëå òåìïåðàòóð 2–400 Ê êàê ïðè ïðîäîëü-
íîì, òàê è ïðè ïîïåðå÷íîì âîçáóæäåíèè ðåçîíàí-
ñà. Âíåøíåå ìàãíèòíîå ïîëå âñåãäà ïðèêëàäûâà-
ëè â ïëîñêîñòè îáðàçöà âäîëü òðóäíîé [110] è
ëåãêîé [100] êðèñòàëëîãðàôè÷åñêèõ îñåé ìàãíèò-
íîé àíèçîòðîïèè æåëåçà.
4.3.1. Èçìåðåíèÿ ñïåêòðîâ ÔÌÐ ïðè êîìíàò-
íîé òåìïåðàòóðå. Îñòàíîâèìñÿ ñíà÷àëà íà ýêñ-
ïåðèìåíòàëüíûõ ðåçóëüòàòàõ, ïîëó÷åííûõ ïðè
êîìíàòíîé òåìïåðàòóðå. Â ðàáîòàõ [17–20] íàðÿ-
äó ñî ñïåêòðàìè ÔÌÐ èçìåðåíû òàêæå êðèâûå
íàìàãíè÷èâàíèÿ äëÿ âñåõ îáðàçöîâ. Ïðåäñòàâëÿ-
ëîñü âàæíûì ñðàâíèòü âåëè÷èíû îáìåííûõ êîí-
ñòàíò, ïîëó÷åííûõ íåçàâèñèìî ñ ïîìîùüþ ýòèõ
äâóõ ýêñïåðèìåíòàëüíûõ ìåòîäèê.
Àíàëèç êðèâûõ íàìàãíè÷èâàíèÿ Ì Í( ), èçìå-
ðåííûõ â ÈÔÌ ÓÐÎ ÐÀÍ äëÿ âñåõ èçó÷àåìûõ
ñâåðõðåøåòîê, ïîêàçûâàåò, ÷òî â îòñóòñòâèå
âíåøíåãî ïîëÿ ìàãíèòíûå ìîìåíòû ñëîåâ æåëåçà
ëåæàò â ïëîñêîñòè ïëåíêè. Â ïîëå, ïðèëîæåííîì
ïàðàëëåëüíî ýòîé ïëîñêîñòè, âèä êðèâûõ íàìàã-
íè÷èâàíèÿ óêàçûâàåò íà íàëè÷èå çíà÷èòåëüíîãî
ïî âåëè÷èíå áèêâàäðàòè÷íîãî îáìåíà. Äëÿ îäíèõ
îáðàçöîâ óæå â íóëåâîì ïîëå èìååòñÿ áîëüøîé ïî
âåëè÷èíå ìàãíèòíûé ìîìåíò Ì0, ÷òî ãîâîðèò î
ñóùåñòâîâàíèè â íèõ íåêîëëèíåàðíîãî ìàãíèòíî-
ãî óïîðÿäî÷åíèÿ. Ñîîòâåòñòâóþùèé óãîë �0 ìåæ-
äó íàìàãíè÷åííîñòÿìè ñîñåäíèõ ñëîåâ æåëåçà ðà-
âåí 2 arccos (M0/MS), ãäå MS — íàìàãíè÷åí-
íîñòü íàñûùåíèÿ. Â îñòàëüíûõ îáðàçöàõ íàáëþ-
äàåòñÿ íåëèíåéíûé âûõîä êðèâûõ íàìàãíè÷èâà-
íèÿ íà íàñûùåíèå.  êà÷åñòâå ïðèìåðà íà ðèñ. 3
ïðèâåäåíà çàâèñèìîñòü íàìàãíè÷åííîñòè îò ìàã-
íèòíîãî ïîëÿ äëÿ òðåõ ðàçëè÷íûõ îáðàçöîâ.
Ïðè èññëåäîâàíèè ôåððîìàãíèòíîãî ðåçîíàíñà
âî âñåõ îáðàçöàõ íàðÿäó ñ îäíîðîäíîé àêóñ-
òè÷åñêîé ìîäîé ÔÌÐ áûëî îáíàðóæåíî òàêæå
íåñêîëüêî íåîäíîðîäíûõ ìîä. Íà ðèñ. 4 ïðåä-
Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2002, ò. 28, ¹ 8/9 815
Ìåæñëîåâîå âçàèìîäåéñòâèå â ñâåðõðåøåòêàõ [Fe/Cr]
n
Ðèñ 3. Çàâèñèìîñòü íàìàãíè÷åííîñòè îò ìàãíèòíîãî
ïîëÿ äëÿ òðåõ îáðàçöîâ: [Fe(33 Å)/Cr(10 Å)]16 (1),
[Fe(48 Å)/Cr(7,6 Å)]16 (2), [Fe(20 Å)/Cr(10 Å)]20
(3). Ñèìâîëû — ýêñïåðèìåíòàëüíûå äàííûå. Ñïëîø-
íûå ëèíèè — ðàñ÷åò ïî ôîðìóëàì (8), (9), øòðèõî-
âûå — ÷èñëåííûé ðàñ÷åò. Íà âñòàâêå: M(H) â ìàëûõ
ïîëÿõ äëÿ îáðàçöà [Fe(48 Å)/Cr(7,6 Å)]16 â óâåëè-
÷åííîì ìàñøòàáå [20].
22,7 ÃÃö
21,4 ÃÃö
20,5 ÃÃö
19,1 ÃÃö
17,1 ÃÃö
0 2 4 6 8 10
1
2 34
Ðèñ 4. Çàâèñèìîñòü ïðîèçâîäíîé îò ïîãëîùåíèÿ
ÑÂ×-ìîùíîñòè îò ìàãíèòíîãî ïîëÿ H äëÿ ðàçíûõ ÷àñ-
òîò âîçáóæäåíèÿ ïðè ïðîäîëüíîé íàêà÷êå äëÿ îáðàçöà
[Fe(21 Å)/Cr(10 Å)]12 [20].
ñòàâëåíà ñåðèÿ ýêñïåðèìåíòàëüíûõ çàïèñåé ïðî-
èçâîäíîé îò ëèíèé ïîãëîùåíèÿ, ïîëó÷åííûõ íà
ðàçëè÷íûõ ÷àñòîòàõ ïðè ïðîäîëüíîì âîçáóæ-
äåíèè ðåçîíàíñà äëÿ îäíîãî èç îáðàçöîâ
([Fe(21 Å/Cr(10 Å)]12). Èíòåíñèâíàÿ ëèíèÿ ïî-
ãëîùåíèÿ ñîîòâåòñòâóåò àêóñòè÷åñêîé ìîäå ðåçî-
íàíñà, áîëåå ñëàáûå è øèðîêèå — âîçáóæäåíèþ
íåîäíîðîäíûõ êîëåáàíèé íàìàãíè÷åííîñòè. Çàâè-
ñèìîñòè ÷àñòîòû ýêñïåðèìåíòàëüíî îáíàðóæåí-
íûõ ìîä ÔÌÐ îò âíåøíåãî ìàãíèòíîãî ïîëÿ,
ïðèëîæåííîãî êàê âäîëü ëåãêîé, òàê è âäîëü
òðóäíîé îñåé àíèçîòðîïèè îáðàçöà, äëÿ îäíîé èç
ñâåðõðåøåòîê èçîáðàæåíû íà ðèñ. 5 (òî÷êè).
Ñ öåëüþ îïðåäåëåíèÿ ìåæñëîåâîãî îáìåíà èç
ýêñïåðèìåíòàëüíûõ äàííûõ ñïåêòðû ÔÌÐ äëÿ
èññëåäîâàííûõ îáðàçöîâ ðàññ÷èòûâàëè ïî ôîð-
ìóëàì (12), (13). Çíà÷åíèÿ êîíñòàíò J1, J2 è MS,
èñïîëüçîâàâøèåñÿ ïðè ïîñòðîåíèè çàâèñèìîñòåé
"q H( ), áûëè ïîëó÷åíû â ðåçóëüòàòå àïïðîêñèìà-
öèè ôîðìóëàìè (8), (9) ýêñïåðèìåíòàëüíûõ êðè-
âûõ íàìàãíè÷èâàíèÿ â ïîëå, ïàðàëëåëüíîì ïëîñ-
êîñòè ïëåíêè. Âåëè÷èíû Ha è Keff ïîäáèðàëè
òàê, ÷òîáû íàèëó÷øèì îáðàçîì îïèñûâàòü àêó-
ñòè÷åñêóþ âåòâü ðåçîíàíñà, èçìåðåííóþ âäîëü
ëåãêîé è òðóäíîé îñåé íàìàãíè÷èâàíèÿ. Ðåçóëü-
òàòû ðàñ÷åòà ïðåäñòàâëåíû íà ðèñ. 5 (ñïëîøíûå
ëèíèè). Îòìåòèì, ÷òî íà ãðàôèêàõ ïðèâåäåíû
ìîäû êîëåáàíèé, ñîîòâåòñòâóþùèå çíà÷åíèÿì q
îò 0 äî � ñ øàãîì �/(n �1), ãäå n — ÷èñëî ñëîåâ
æåëåçà â ñâåðõðåøåòêå. Ñðàçó ñëåäóåò îòìåòèòü,
÷òî äëÿ âñåõ îáðàçöîâ êîëè÷åñòâî ýêñïåðèìåí-
òàëüíî íàáëþäàåìûõ âåòâåé ðåçîíàíñà ñóùåñò-
âåííî ìåíüøå, ÷åì êîëè÷åñòâî ñëîåâ æåëåçà â
ñòðóêòóðå. Ýòî ñâÿçàíî ñ òåì, ÷òî âñå ìîäû,
êðîìå àêóñòè÷åñêîé è îïòè÷åñêîé, ìîãóò âîçáóæ-
äàòüñÿ ëèøü áëàãîäàðÿ êîíå÷íîìó êîëè÷åñòâó
ñëîåâ æåëåçà â ñòðóêòóðå èëè íåáîëüøîé íåîäíî-
ðîäíîñòè èõ òîëùèíû. Ïðèâåäåííûå ãðàôèêè äå-
ìîíñòðèðóþò êà÷åñòâåííîå ñîãëàñèå ðàñ÷åòîâ ñ
ýêñïåðèìåíòîì. Ýòî ïîçâîëèëî óòâåðæäàòü, ÷òî
íàáëþäàåìûå ìîäû ñîîòâåòñòâóþò âîçáóæäåíèþ
ñòîÿ÷èõ ñïèíîâûõ âîëí ñ âîëíîâûìè âåêòîðàìè,
ïåðïåíäèêóëÿðíûìè ïëîñêîñòè ïëåíêè. Òàêèì
îáðàçîì, ïðåäëîæåííàÿ òåîðèÿ äåìîíñòðèðóåò
êà÷åñòâåííîå ñîãëàñèå ñ ýêñïåðèìåíòîì. Îäíàêî
îíà íå âñåãäà ïîçâîëÿåò êîëè÷åñòâåííî õîðîøî
îïèñàòü ïîëó÷åííûå ýêñïåðèìåíòàëüíûå ñïåêòðû,
ïîñêîëüêó íå ó÷èòûâàåò âëèÿíèÿ êîíå÷íîñòè ÷èñ-
ëà ñëîåâ æåëåçà â ðåàëüíûõ îáðàçöàõ.
Äëÿ òîãî ÷òîáû ó÷åñòü ðåàëüíóþ ýêñïåðèìåí-
òàëüíóþ ñèòóàöèþ, áûë ïðîâåäåí ÷èñëåííûé ðàñ-
÷åò ñïåêòðà ñîáñòâåííûõ êîëåáàíèé ìàãíèòíîé
ñâåðõðåøåòêè, ñîñòîÿùåé èç êîíêðåòíîãî ÷èñëà
ìàãíèòíûõ ñëîåâ (ïîäðîáíåå ñì. [20]). Ïðè ýòîì
ìàãíèòíóþ ÷àñòü ýíåðãèè ñèñòåìû, êàê è ïðè àíà-
ëèòè÷åñêèõ ðàñ÷åòàõ, çàïèñûâàëè â âèäå (6), îä-
íàêî ñóììèðîâàíèå ïðîèçâîäèëè ïî êîíå÷íîìó
÷èñëó ñëîåâ, ñîäåðæàùåìóñÿ â ðåàëüíûõ îáðàç-
öàõ. Òàêîé ïîäõîä ïðèâîäèò ê òîìó, ÷òî â ñòðóê-
òóðå ñ êîíå÷íûì ÷èñëîì ñëîåâ â ìàãíèòíîì ïîëå
âîçíèêàåò áîëåå ñëîæíîå ìàãíèòíîå óïîðÿäî÷å-
íèå, ÷åì äëÿ ðàññìîòðåííîé â ðàçä. 3 äâóõïîäðå-
øåòî÷íîé ìîäåëè. Ìàãíèòíûå ìîìåíòû âíåøíèõ
ñëîåâ ñêàøèâàþòñÿ ñèëüíåå äðóãèõ, è ïî âñåé
ñâåðõðåøåòêå óñòàíàâëèâàåòñÿ íåêîå ðàñïðåäåëå-
íèå óãëîâ ìåæäó ñîñåäíèìè ôåððîìàãíèòíûìè
816 Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2002, ò. 28, ¹ 8/9
Í. Ì. Êðåéíåñ
"
q
"
q
a á
Ðèñ. 5. Ñïåêòðû ÔÌÐ âäîëü òðóäíîé (à) è ëåãêîé (á) îñåé íàìàãíè÷èâàíèÿ äëÿ îáðàçöà
[Fe(48 Å)/Cr(7,6 Å)]16 . Ñèìâîëû — ýêñïåðèìåíòàëüíûå äàííûå, ëèíèè — ðàñ÷åò ïî ôîðìóëàì (12), (13) ïðè
ñëåäóþùèõ çíà÷åíèÿõ ïàðàìåòðîâ: J1 = – 0,58 ýðã/ñì2, J2 = – 0,50 ýðã/ñì2, MS = 1590 Ãñ, Keff = 12, Ha =
= 300 Ý [20]. (●) — àêóñòè÷åñêèå ìîäû ðåçîíàíñà.
Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2002, ò. 28, ¹ 8/9 817
Ìåæñëîåâîå âçàèìîäåéñòâèå â ñâåðõðåøåòêàõ [Fe/Cr]
n
"
q "
q
a á
Ðèñ. 6. Ñïåêòðû ÔÌÐ â ïîëå, íàïðàâëåííîì âäîëü òðóäíîé (à) è ëåãêîé (á) îñåé íàìàãíè÷èâàíèÿ, äëÿ îáðàçöà
[Fe(48 Å)/Cr(7,6 Å)]16. Ñèìâîëû – ýêñïåðèìåíòàëüíûå äàííûå, ëèíèè – ÷èñëåííûé ðàñ÷åò ñî ñëåäóþùèìè çíà-
÷åíèÿìè ïàðàìåòðîâ: J1 = – 0,67 ýðã/ñì2, J2 = – 0,47 ýðã/ñì2, MS = 1590 Ãñ, Keff = 12, Ha= 300 Ý [20]. (●) –
àêóñòè÷åñêèå ìîäû ðåçîíàíñà.
0 2 4 6 8 10 12
10
20
30
40
50
0 2 4 6 8 10 12
10
20
30
40
50
0 2 4 6 8 10 12
10
20
30
40
50
0 2 4 6 8 10 12
10
20
30
40
50
"
q
"
q
"
q
"
q
a á
â ã
Ðèñ. 7. Ñïåêòðû ÔÌÐ â ïîëå, íàïðàâëåííîì âäîëü òðóäíîé (à,â) è ëåãêîé (á,ã) îñåé íàìàãíè÷èâàíèÿ, äëÿ îáðàçöà
[Fe(21 Å)/Cr(10 Å)]12 . Òî÷êè – ýêñïåðèìåíò, ëèíèè – ÷èñëåííûé ðàñ÷åò. Äëÿ ãðàôèêîâ à è á ïàðàìåòðû èçâëåêàëèñü
èç êðèâîé íàìàãíè÷èâàíèÿ: J1 = – 0,42 ýðã/ñì2, J2 = – 0,24 ýðã/ñì2, MS = 1620 Ãñ, Keff = 11, Ha = 300 Ý, äëÿ ãðà-
ôèêîâ â è ã ïàðàìåòðû ïîäáèðàëèñü òàê, ÷òîáû íàèëó÷øèì îáðàçîì îïèñàòü ýêñïåðèìåíòàëüíûé ñïåêòð: J1 =
= – 0,38 ýðã/ñì2, J2 = – 0,19 ýðã/ñì2, MS = 1620 Ãñ, Keff = 11, Ha = 300 Ý [20].
ñëîÿìè, âåëè÷èíà êîòîðûõ çàâèñèò îò íîìåðà
ñëîÿ. Ïðîâåäåííûé ÷èñëåííûé ðàñ÷åò ñïåêòðîâ
ÔÌÐ ïîçâîëèë óëó÷øèòü ñîãëàñèå òåîðåòè÷åñêèõ
êðèâûõ ñ ýêñïåðèìåíòàëüíûìè ðåçóëüòàòàìè äëÿ
âñåõ èññëåäîâàííûõ îáðàçöîâ. Äëÿ ïðèìåðà íà
ðèñ. 6 ïðèâåäåíû ðåçóëüòàòû äëÿ îáðàçöà
[Fe(48 Å)/Cr(7,6 Å)]16, êîòîðûé îáñóæäàëñÿ ðà-
íåå (ñì. ðèñ. 5).
 ðåçóëüòàòå îêàçàëîñü, ÷òî ðàçëè÷èå â âåëè-
÷èíàõ îáìåííûõ êîíñòàíò J1 è J2, èçâëå÷åííûõ
èç êðèâûõ íàìàãíè÷èâàíèÿ è íåçàâèñèìûì îáðà-
çîì èç ñïåêòðîâ ÔÌÐ äëÿ îäíîãî è òîãî æå îá-
ðàçöà (ñì. ðèñ. 7), íå ïðåâûøàåò 10–20%. Òàêèì
îáðàçîì, áûëî ïîêàçàíî, ÷òî ìåæñëîåâîå âçàèìî-
äåéñòâèå â ñâåðõðåøåòêàõ ìîæåò áûòü äîñòàòî÷íî
óâåðåííî îïðåäåëåíî èç ýêñïåðèìåíòîâ ïî ôåððî-
ìàãíèòíîìó ðåçîíàíñó.
Êðàòêî îñòàíîâèìñÿ íà õàðàêòåðèñòèêå àáñî-
ëþòíûõ âåëè÷èí ìåæñëîåâîãî âçàèìîäåéñòâèÿ,
ïîëó÷åííûõ èç ýêñïåðèìåíòîâ ïî ÔÌÐ äëÿ
ñâåðõðåøåòîê è ñýíäâè÷åé ïðè êîìíàòíîé òåìïå-
ðàòóðå. Êîíñòàíòû áèëèíåéíîãî îáìåíà íåôåððî-
ìàãíèòíûõ ïðîñëîåê îäèíàêîâîé òîëùèíû â îáî-
èõ ñëó÷àÿõ ïðàêòè÷åñêè ñîâïàäàþò. Âåëè÷èíû æå
êîíñòàíò áèêâàäðàòè÷íîãî îáìåíà ìîãóò èìåòü ñó-
ùåñòâåííî ðàçëè÷íûå çíà÷åíèÿ, êîòîðûå, ïî-âè-
äèìîìó, êàê äëÿ ñýíäâè÷åé, òàê è äëÿ ñâåðõðå-
øåòîê îïðåäåëÿþòñÿ ìàòåðèàëîì ïîäëîæêè,
ìåòîäîì è óñëîâèÿìè âûðàùèâàíèÿ îáðàçöîâ.
Ýòè âîïðîñû ïîäðîáíî îáñóæäàþòñÿ â ëèòåðàòóðå
[4,5,8].
Äëÿ ïðèìåðà â òàáëèöå ïðèâåäåíû äàííûå,
âçÿòûå èç ðàáîò [3,15,20].
4.3.2. Èçìåðåíèÿ ñïåêòðîâ ÔÌÐ ïðè ïðîìå-
æóòî÷íûõ òåìïåðàòóðàõ. Äëÿ âûÿñíåíèÿ ïðè-
ðîäû áèêâàäðàòè÷íîãî îáìåíà ïðåäñòàâëÿëîñü
ïîëåçíûì ýêñïåðèìåíòàëüíî èçó÷èòü òåìïåðàòóð-
íóþ çàâèñèìîñòü êîíñòàíò ìåæñëîåâîãî âçàèìî-
äåéñòâèÿ â ñâåðõðåøåòêàõ è ñðàâíèòü ïîëó÷åííûå
äàííûå ñ ïðåäñêàçàíèÿìè òåîðèè (ñì. ðàçä. 2.2).
Ñ ýòîé öåëüþ àâòîðîì ñ ñîòðóäíèêàìè [21,22]
áûëè ïðîâåäåíû èññëåäîâàíèÿ ñïåêòðîâ ÔÌÐ
äâóõ îáðàçöîâ â äèàïàçîíå ÷àñòîò 17–37 ÃÃö â èí-
818 Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2002, ò. 28, ¹ 8/9
Í. Ì. Êðåéíåñ
Òàáëèöà
Êîíñòàíòû áèëèíåéíîãî è áèêâàäðàòè÷íîãî îáìåíà
Îáðàçåö | J
1
|, ýðã/ñì2 | J
2
|, ýðã/ñì2 | J
2
/J
1
| Ññûëêà
Fe(40 Å)/Cr(9,5 Å)/Fe(40 Å)/MgO 0,577 0,058 0,1 [15]
Fe(40 Å)/Cr(11 Å)/Fe(40 Å)/MgO 0,558 0,045 0,08 [15]
[Fe(33,2 Å)/Cr(7,7 Å)]
16
/MgO 0,22 0,39 1,77 [18]
[Fe(21 Å)/Cr(10 Å)]
12
/MgO 0,38 0,19 0,5 [20]
Fe*/Cr(7,5 Å)/Fe(29 Å)/Au 0,78 0,44 0,56 [3]
Fe*/Cr(10,1 Å)/Fe(29 Å)/Au 0,70 0,22 0,31 [3]
Ï ð è ì å ÷ à í è å: Fe*— âèñêåð æåëåçà.
0 2 4 6 8 10
10
20
30
40
H
S
T = 78 K
0 2 4 6 8 10
10
20
30
40
H
S
T = 293 K
"
q
"
q
Ðèñ. 8. Ñïåêòðû ÔÌÐ äëÿ îáðàçöà
[Fe(30 Å)/Cr(10 Å)]10/MgO ïðè äâóõ ðàçíûõ òåì-
ïåðàòóðàõ â ìàãíèòíîì ïîëå, ïðèëîæåííîì âäîëü
òðóäíîé îñè àíèçîòðîïèè æåëåçà â ïëîñêîñòè ïëåíêè.
Ñèìâîëû — ýêñïåðèìåíòàëüíûå äàííûå, ñïëîøíûå
êðèâûå — ðåçóëüòàò ÷èñëåííîãî ðàñ÷åòà [22].
òåðâàëå òåìïåðàòóð 2–400 Ê. Â ýêñïåðèìåíòàõ
îñóùåñòâëÿëîñü êàê ïîïåðå÷íîå, òàê è ïðîäîëü-
íîå âîçáóæäåíèå ðåçîíàíñà, âíåøíåå ìàãíèòíîå
ïîëå áûëî ïðèëîæåíî â ïëîñêîñòè ïëåíêè. Ñ öå-
ëüþ èëëþñòðàöèè äîâîëüíî ñèëüíîãî âëèÿíèÿ
òåìïåðàòóðû íà ìåæñëîåâîå âçàèìîäåéñòâèå ïðè-
âåäåì ñïåêòðû ÔÌÐ äëÿ îäíîãî èç îáðàçöîâ
([Fe(30 ) Cr(10 )] MgO)10Å Å/ / , ñíÿòûå ïðè 78 è
293 Ê (ðèñ. 8). Âèäíî, ÷òî âëèÿíèå òåìïåðàòóðû
íàèáîëåå ñèëüíî ïðîÿâëÿåòñÿ â ïîâåäåíèè îïòè-
÷åñêîé âåòâè.
Îáðàáîòêà ýêñïåðèìåíòàëüíûõ ñïåêòðîâ, ïî-
ëó÷åííûõ ïðè ðàçíûõ òåìïåðàòóðàõ, ïóòåì ÷èñ-
ëåííîãî ðàñ÷åòà â ìîäåëè áèêâàäðàòè÷íîãî îáìå-
íà ïîçâîëèëà àâòîðàì ïîëó÷èòü òåìïåðàòóðíûå
çàâèñèìîñòè J1, J2, à òàêæå ïîëÿ íàñûùåíèÿ HS.
Ðåçóëüòàòû òàêîé îáðàáîòêè ïðåäñòàâëåíû íà
ðèñ. 9 è 10. Ñëåäóåò ïîä÷åðêíóòü, ÷òî çíà÷åíèÿ
âñåõ ðàñ÷åòíûõ êîíñòàíò ðàñòóò ñ ïîíèæåíèåì
òåìïåðàòóðû. Ýêñïåðèìåíòàëüíî ïîëó÷åííûå
äàííûå äëÿ òåìïåðàòóðíîé çàâèñèìîñòè áèëèíåé-
íîãî îáìåíà J1 äëÿ îáîèõ èññëåäîâàííûõ îáðàç-
öîâ áûëè àïïðîêñèìèðîâàíû ôîðìóëîé (3), âû-
òåêàþùåé èç òåîðèè ÐÊÊÈ [6,7] (ñïëîøíûå
ëèíèè íà ðèñ. 9). Õîòÿ ýòè ôîðìóëû, íà ïåðâûé
âçãëÿä, íåïëîõî îïèñûâàþò íàøè ýêñïåðèìåí-
òàëüíûå ðåçóëüòàòû, íåîáõîäèìî îòìåòèòü, ÷òî òå
æå äàííûå äîñòàòî÷íî õîðîøî îïèñûâàþòñÿ çàâè-
ñèìîñòüþ J1(Ò) � Ò 3/2, âûòåêàþùåé èç ðåíîðìà-
ëèçàöèîííîé òåîðèè [23]. Ê ñîæàëåíèþ, ñëåäóåò
ïðèçíàòü, ÷òî áîëüøàÿ îøèáêà â îïðåäåëåíèè ñî-
îòâåòñòâóþùèõ êîíñòàíò íå ïîçâîëÿåò àâòîðàì
ïðåäïî÷åñòü íè îäíó èç äâóõ óêàçàííûõ ìîäåëåé.
Äëÿ àíàëèçà òåìïåðàòóðíîé çàâèñèìîñòè
êîíñòàíòû áèêâàäðàòè÷íîãî îáìåíà J2 íàìè èñ-
ïîëüçîâàíû äâå ìîäåëè, ïðåäëîæåííûå Ñëîí÷åâ-
ñêèì: ôëóêòóàöèîííàÿ è «loose spin». Íà ðèñ. 9
âèäíî, ÷òî íàáëþäàåìàÿ çàâèñèìîñòü ñóùåñòâåí-
íî îòëè÷àåòñÿ îò ýêñïîíåíöèàëüíîé, ïðåäñêàçû-
âàåìîé «loose spin» òåîðèåé, è äîâîëüíî õîðîøî
àïïðîêñèìèðóåòñÿ âûðàæåíèåì J2(T) � �J2 0( )
� �( )1 2
2T/T (ñïëîøíûå ëèíèè íà ðèñ. 9), ïðè
îïðåäåëåííûõ óñëîâèÿõ âûòåêàþùèì èç ôëóêòóà-
öèîííîé ìîäåëè (ñì. [15]). Â ðåçóëüòàòå àâòîðû
[22] îòäàþò ïðåäïî÷òåíèå èìåííî ýòîé ìîäåëè êàê
ïðè÷èíå âîçíèêíîâåíèÿ áèêâàäðàòè÷íîãî îáìåíà.
Îäíàêî ýòè æå äàííûå äëÿ J2(Ò) â ïðåäåëàõ ýêñ-
ïåðèìåíòàëüíîé îøèáêè íåïëîõî îïèñûâàþòñÿ
è ëèíåéíîé òåìïåðàòóðíîé çàâèñèìîñòüþ J a2 � �
� ( – )1 T/b (ñì. ïóíêòèðíûå ëèíèè íà ðèñ. 9). Ïî-
äîáíàÿ çàâèñèìîñòü ïîëó÷åíà ýòîé æå ãðóïïîé àâ-
òîðîâ ïðè èññëåäîâàíèè ìåæñëîåâîãî âçàèìîäåé-
ñòâèÿ íà îáðàçöå Fe/Cr/Fe ñ ïðîñëîéêîé õðîìà
â âèäå êëèíà â èíòåðâàëå òåìïåðàòóð 77–480 Ê
ìåòîäîì êåððîâñêîé ìàãíèòîìåòðèè (íåîïóáëèêî-
âàííûå äàííûå). Ëèíåéíàÿ çàâèñèìîñòü êîíñòàí-
òû áèêâàäðàòè÷íîãî îáìåíà îò òåìïåðàòóðû ïîêà
â ëèòåðàòóðå íå îáñóæäàëàñü.
×èñëåííîe ñðàâíåíèe òåìïåðàòóðíîãî ïîâåäå-
íèÿ îáìåííîãî ïàðàìåòðà, ïîëó÷åííîãî â ðàáîòå
[16] (ñì. ðèñ. 2) äëÿ ñýíäâè÷åé, ñ òåìïåðàòóðíîé
çàâèñèìîñòüþ íîðìàëèçîâàííîãî ïîëÿ íàñûùåíèÿ
[22] (ñì. ðèñ. 10) äëÿ ñâåðõðåøåòîê íå ïðîâîäè-
Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2002, ò. 28, ¹ 8/9 819
Ìåæñëîåâîå âçàèìîäåéñòâèå â ñâåðõðåøåòêàõ [Fe/Cr]
n
Ðèñ 9. Òåìïåðàòóðíàÿ çàâèñèìîñòü êîíñòàíò âçàèìî-
äåéñòâèÿ J1 (êðóæêè) è J2 (ðîìáèêè) äëÿ äâóõ îáðàç-
öîâ. Ñèìâîëû — äàííûå, ðàññ÷èòàííûå èç ýêñïåðè-
ìåíòàëüíîãî ñïåêòðà; ❍, + — äëÿ îáðàçöà
[Fe(30 Å)/Cr(10 Å)]10/MgO, ●, , — äëÿ îáðàçöà
[Fe(20 Å)/Cr(11 Å)]8/Al2O3 . Ëèíèè îïèñàíû â òåê-
ñòå [22].
Ðèñ 10. Òåìïåðàòóðíàÿ çàâèñèìîñòü íîðìàëèçîâàí-
íîãî ïîëÿ íàñûùåíèÿ HS(T)/HS(0) äëÿ ìíîãîñëîé-
íûõ ñòðóêòóð [Fe(30 Å)/Cr(10 Å)]10/MgO (❍) è
[Fe(20 Å)/Cr(11 Å)]8/Al2O3 (●). Ëèíèè îïèñàíû â
òåêñòå [22].
ëîñü, îäíàêî âèäíî, ÷òî äàííûå ýòèõ ðàáîò íå
ïðîòèâîðå÷àò äðóã äðóãó.
Ê ñîæàëåíèþ, íàäî îòìåòèòü, ÷òî òî÷íîñòü îï-
ðåäåëåíèÿ îáìåííûõ êîíñòàíò â ìîäåëè áèêâàä-
ðàòè÷íîãî îáìåíà êàê èç ýêñïåðèìåíòîâ ïî ÔÌÐ,
òàê è èç êðèâûõ íàìàãíè÷èâàíèÿ, ñíÿòûõ íà
êåððîâñêîì ìàãíèòîìåòðå, íå î÷åíü âåëèêà. Ýòî
îáñòîÿòåëüñòâî ïîêà íå ïîçâîëèëî ïîëó÷èòü äîñ-
òîâåðíûå çàêîíîìåðíîñòè äëÿ òåìïåðàòóðíîé çà-
âèñèìîñòè îáñóæäàåìûõ âåëè÷èí. Îäíàêî â êà÷å-
ñòâå ïðåäâàðèòåëüíîãî âûâîäà ñ ó÷åòîì äàííûõ,
ïîëó÷åííûõ ìåòîäîì êåððîâñêîé ìàãíèòîìåòðèè,
ìîæíî ïðåäïîëîæèòü, ÷òî ôëóêòóàöèîííàÿ è
«loose spin» ìîäåëè Ñëîí÷åâñêîãî íå îïèñûâàþò
ýêñïåðèìåíòàëüíî ïîëó÷åííûå òåìïåðàòóðíûå çà-
âèñèìîñòè êîíñòàíòû áèêâàäðàòè÷íîãî îáìåíà â
ñèñòåìå Fe/Cr/Fe.
5. Çàêëþ÷åíèå
Èññëåäîâàíèå ìíîãîñëîéíûõ ñèñòåì Fe/Cr
ìåòîäîì ÔÌÐ ïîêàçûâàåò, ÷òî ìàãíèòíàÿ ñòðóê-
òóðà ýòîé ñèñòåìû äîñòàòî÷íî õîðîøî îïèñûâàåò-
ñÿ ìîäåëüþ áèêâàäðàòè÷íîãî îáìåíà. Òàêîé ðå-
çóëüòàò ñîâïàäàåò ñ âûâîäàìè, ïîëó÷åííûìè íà
îñíîâàíèè èçìåðåíèé äðóãèìè ýêñïåðèìåíòàëü-
íûìè ìåòîäàìè. Îäíàêî ñëåäóåò çàìåòèòü, ÷òî
áîëüøàÿ âåëè÷èíà êîíñòàíòû |J2 |, äîñòèãàþùàÿ, à
äëÿ öåëîãî ðÿäà îáðàçöîâ äàæå ïðåâûøàþùàÿ
çíà÷åíèÿ |J1|, ìîæåò âûçûâàòü ñîìíåíèå â ïðàâî-
ìåðíîñòè èñïîëüçóåìîé ìîäåëè.
Ïðåäïðèíèìàâøèåñÿ ïîïûòêè îïèñàòü ýêñïå-
ðèìåíòàëüíûå äàííûå äëÿ ñâåðõðåøåòîê
[Fe/Cr]n ñ ïîìîùüþ ìîäåëè ìàãíèòíîé áëèçîñòè
Ñëîí÷åâñêîãî âûÿâèëè åå íåïðèãîäíîñòü äëÿ äàí-
íîé ñèñòåìû. Ôîðìà ñïåêòðà ÔÌÐ, ïîëó÷åííàÿ â
ðàìêàõ ýòîé ìîäåëè, ïðèíöèïèàëüíî îòëè÷àåòñÿ
îò íàáëþäàåìîé ýêñïåðèìåíòàëüíî (ñì. ðèñ. 4 â
[34]). Ðàññ÷èòàííàÿ ïîëåâàÿ çàâèñèìîñòü íàìàã-
íè÷åííîñòè òàêæå íå ñîâïàäàåò ñ èçìåðåííîé (ñì.
ðèñ. 7 â [20]). Îòìåòèì, îäíàêî, ÷òî, ñîãëàñíî
[12,34], ýòà ìîäåëü õîðîøî îïèñûâàåò ñâîéñòâà
ìàãíèòíûõ ñâåðõðåøåòîê c ìàðãàíöåâîé ïðîñëîé-
êîé.
Ê ñîæàëåíèþ, àâòîðû ðàáîòû [26], ñâÿçûâàþ-
ùèå ìàãíèòíûé ïîðÿäîê â ñâåðõðåøåòêå
[Fe/Cr]n ñî ñïåöèôè÷åñêîé äîìåííîé ñòðóêòó-
ðîé, íå ïðèâîäÿò êîíêðåòíûõ ôîðìóë äëÿ ñðàâ-
íåíèÿ ñ ýêñïåðèìåíòîì.
Òàêèì îáðàçîì, íà äàííûé ìîìåíò ýêñïåðèìåí-
òàëüíî íàáëþäàåìûå ñâîéñòâà ñâåðõðåøåòîê
[Fe/Cr]n ëó÷øå âñåãî îïèñûâàòü ìîäåëüþ áè-
êâàäðàòè÷íîãî îáìåíà.
Îòêðûòûì îñòàåòñÿ âîïðîñ î òåìïåðàòóðíîé
çàâèñèìîñòè ìåæñëîåâîãî îáìåííîãî âçàèìîäåé-
ñòâèÿ â ýòèõ îáúåêòàõ.
Ïîëüçóÿñü îñîáîé öåëåíàïðàâëåííîñòüþ äàí-
íîãî âûïóñêà, õî÷ó îòìåòèòü, ÷òî â íà÷àëå ñåìè-
äåñÿòûõ ãîäîâ Âèêòîð Âàëåíòèíîâè÷ Åðåìåíêî è
åãî ãðóïïà, áëàãîäàðÿ âûñîêîìó íàó÷íîìó ïîòåí-
öèàëó, îêàçàëè íåîöåíèìóþ ïîìîùü â íàëàæèâà-
íèè ìàãíèòîîïòè÷åñêèõ èññëåäîâàíèé àíòèôåððî-
ìàãíåòèêîâ â Èíñòèòóòå ôèçè÷åñêèõ ïðîáëåì. Â
äàëüíåéøåì ýòà ïîìîùü ïåðåøëà â ïëîäîòâîðíîå
ñîòðóäíè÷åñòâî, äëèâøååñÿ â òå÷åíèå ìíîãèõ ëåò.
Ìíå î÷åíü æàëü, ÷òî ýòî ñîòðóäíè÷åñòâî ïðå-
ðâàëîñü. Æåëàþ Âèêòîðó Âàëåíòèíîâè÷ó äàëü-
íåéøèõ óñïåõîâ â ðàáîòå è íàäåþñü íà âîññòàíîâ-
ëåíèå íàó÷íûõ êîíòàêòîâ ìåæäó íàìè.
Àâòîð áëàãîäàðåí À. Á. Äðîâîñåêîâó è Ä. È.
Õîëèíó çà ïîëåçíûå çàìå÷àíèÿ è Å. Ê. Æäàíîâîé
çà òåõíè÷åñêóþ ïîìîùü ïðè îôîðìëåíèè ðàáîòû.
Ðàáîòà âûïîëíåíà ïðè ÷àñòè÷íîé ôèíàíñîâîé
ïîääåðæêå Ðîññèéñêîãî ôîíäà ôóíäàìåíòàëüíûõ
èññëåäîâàíèé (ïðîåêòû ¹ 01-02-16716 è
¹ 00-15-96-574).
1. M. N. Baibich, J. M. Broto, A Fert, F. Nguyen van
Dau, F. Petroff, P. Etienne, G. Creuzet,
A. Friederich, and J. Chaselas, Phys. Rev. Lett. 61,
2472 (1988).
2. G. Binasch, P. Grünberg, F. Saurebach, and
W. Zinn, Phys. Rev. B39, 4828, (1989).
3. B. Heinrich and J. Cochran, Adv. Phys. 42, 523,
(1993).
4. S. O. Demokritov, J. Phys. D31, 925 (1998).
5. D. T. Pierce, J. Unguris, R. J. Celotta, and M. D.
Stiles, J. Magn. Magn. Mater. 200, 290 (1999).
6. M. D. Stiles, J. Magn. Magn. Mater. 200, 332
(1999) and references therein.
7. P. Bruno, Phys. Rev. B52, 411 (1995); J. Phys.:
Condens. Matter 11, 9403 (1999).
8. Ultrathin Magnetic Structures, B. Heinrich and
J. A. C. Bland (eds.), Springer-Verlag Berlin Hei-
delberg (1994).
9. B. Heinrich, Can. J. Phys. 78, 161 (2000).
10. M. Ruhrig, R. Schafer, A. Hubert, R. Mosler, J. A.
Wolf, S. Demokritov, and P. Grünberg, Phys. Sta-
tus Solidi A125, 635 (1991).
11. B. Heinrich, J. F. Cochran, M. Kowalewski,
J. Kirscher, Z. Celinski, A. S. Arrott, and K. Myr-
tle, Phys. Rev. B44, 9348 (1991).
12. D. T. Pierce, A. D. Davies, J. A. Stroscio, D. A.
Tulchinsky. J. Unguris, and R. J. Celotta, J. Magn.
Magn. Mater. 222, 13 (2000).
13. P. E. Wigen and Z. Zang, Braz. J. Phys. 22, 267
(1992).
14. S. M. Rezende, C. Chesman, M. A. Lucena,
A. Azevedo, and F. M. de Aguiar, J. Appl. Phys.
84, 958 (1998) and references therein.
820 Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2002, ò. 28, ¹ 8/9
Í. Ì. Êðåéíåñ
15. À. Azevedo, C. Chesman, M. Lucena, F. M. de
Aguiar, S. M. Rezende, and S. S. P. Parkin, J.
Magn. Magn. Mater. 177–181, 1177 (1998).
16. C. Chesman, N. S. Almeida, A. Azevedo, F. M. de
Aguiar, and S. M. Rezende, J. Magn. Magn. Ma-
ter. 226–230, 1770 (2001).
17. N. M. Kreines, A. N. Kolmogorov, and V. F.
Meshcheriakov, J. Magn. Magn. Mater. 177–181,
1189 (1998).
18. A. Á. Äðîâîñåêîâ, Í. Ì. Êðåéíåñ, Ä. È. Õîëèí,
Â. Ô. Ìåùåðÿêîâ, M. A. Mèëÿåâ, Ë. Í. Ðîìàøåâ,
Â. Â. Óñòèíîâ, Ïèñüìà â ÆÝÒÔ 67, 690 (1998).
19. A. B. Drovosekov, D. I. Kholin, A. N. Kolmogorov,
N. M. Kreines, V. F. Mescheriakov, M. A. Milyaev,
L. N. Romashev, and V. V. Ustinov, J. Magn.
Magn. Mater. 198–199, 455 (1999)
20. A. Á. Äðîâîñåêîâ, Î. Â. Æîòèêîâà, Í. Ì.
Êðåéíåñ, Â. Ô. Ìåùåðÿêîâ, M. A. Mèëÿåâ, Ë. Í.
Ðîìàøåâ, Â. Â. Óñòèíîâ, Ä. È. Õîëèí, ÆÝÒÔ,
116, 1817 (1999).
21. A. B. Drovosekov, D. I. Kholin, N. M. Kreines,
O. V. Zhotikova, and S. O. Demokritov, J. Magn.
Magn. Matter. 226–230, 1779 (2001).
22. A. B. Drovosekov, D. I. Kholin, N. M. Kreines,
O. V. Zhotikova, S. O. Demokritov, and V. V.
Ustinov, Fiz. Met. Metalloved. 91–93, suppl.
(2001), to be published.
23. N. S. Almeida, D. L. Mills, and M. Teitelman,
Phys. Rev. Lett. 75, 733 (1995).
24. J. C. Slonczewski, Phys. Rev. Lett. 67, 3172
(1991).
25. J. C. Slonczewski, J. Appl. Phys. 73, 5957 (1993).
26. Â. Ä. Ëåâ÷åíêî, À. È. Ìîðîçîâ, À. Ñ. Ñèãîâ,
Þ. Ñ. Ñèãîâ, ÆÝÒÔ 114,1817 (1998).
27. J. C. Slonczewski, J. Magn. Magn. Mater. 150, 13
(1995).
28. Z. Zhang, L. Zhou, and P. E. Wigen, Phys. Rev.
B59, 6094 (1994).
29. Í. Ã. Áåáåíèí, Â. Â. Óñòèíîâ, ÔÌÌ 84, âûï. 2,
29 (1996).
30. Â. Â. Óñòèíîâ, Ë. Í. Ðîìàøåâ, Â. È. Ìèíèí,
A. Â. Ñåìåðèêîâ, A. Ð. Äåëü, ÔÌÌ 80, âûï. 2,
71 (1995).
31. A. Schreyer, J. F. Ankner, Th. Zeidler, M. Sch’afer,
H. Zabel, P. Grünberg, and C. F. Majkrzak, Phys.
Rev. B52, 16066 (1995).
32. V. V. Ustinov, N. G. Bebenin, L. N. Romashev,
V. I. Vinin, M. A. Milyaev, A. R. Del, and A. V.
Semerikov, Phys. Rev. B54, 15958 (1996).
33. Ã. Ñ. Ïàòðèí, Í. Â. Âîëêîâ, Â. Ï. Êîíîíîâ,
Ïèñüìà â ÆÝÒÔ 68, 287 (1998).
34. M. Chirita, G. Robins, R. L. Stamps,
R. Sooryakumar, M. E. Filipkowski, C. J. Gut-
tierez, and G. A. Prinz, Phys. Rev. B58, 869
(1998).
The investigation of interlayer coupling in
magnetic multilayer structures [Fe/Cr]n by the
ferromagnetic resonance method
(Review Article)
N. M. Kreines
The properties and origin of the interlayer
coupling as well as possible magnetic ordering
of the magnetic superlattices still remain im-
portant problems of magnetism. This paper is
a brief summary of interlayer magnetic coup-
ling models, including the predicted tempera-
ture dependence of the coupling. The effi-
ciency of the ferromagnetic resonance (FMR)
method as a tool for studying the interlayer
coupling is analyzed. The latest experimental
investigations involving the FMR approach to
the interlayer coupling in Fe/Cr superlattices
and sandwiches in a wide temperature range,
are reviewed (including the original works
done by the author and coworkers). The ex-
perimental results are discussed in the frame
of existing theories. The possibility of describ-
ing the properties of Fe/Cr multilayer sys-
tems using these theories is discussed.
Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2002, ò. 28, ¹ 8/9 821
Ìåæñëîåâîå âçàèìîäåéñòâèå â ñâåðõðåøåòêàõ [Fe/Cr]
n
|