Гібридні мезо//нано масштабовані структури з почерговими напівпровідниковими і магнітоактивними зонами: формування та магнітоімпедансний відгук

Лазерно-стимульованим методом сформовані мезо//наномасштабовані гібридні структури з впровадженими 3D-елементами. В цих структурах реалізується ГМРЕ при кімнатних температурах та слабких магнітних полях, і вони проявляють сильну магніто-фазову чутливість. В сформованих структурах досягається високоч...

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:

Bibliographische Detailangaben
Datum:	2009
Hauptverfasser:	Покладок, Н.Т., Григорчак, І.І., Попович, Д.І.
Format:	Artikel
Sprache:	Ukrainisch
Veröffentlicht:	Науковий фізико-технологічний центр МОН та НАН України 2009
Online Zugang:	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/7951
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:	Гібридні мезо//нано масштабовані структури з почерговими напівпровідниковими і магнітоактивними зонами: формування та магнітоімпедансний відгук / Н.Т. Покладок, І.І. Григорчак, Д.І. Попович // Физическая инженерия поверхности. — 2009. — Т. 7, № 1-2. — С. 60-68. — Бібліогр.: 29 назв. — укр.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

_version_	1860123889356505088
author	Покладок, Н.Т. Григорчак, І.І. Попович, Д.І.
author_facet	Покладок, Н.Т. Григорчак, І.І. Попович, Д.І.
citation_txt	Гібридні мезо//нано масштабовані структури з почерговими напівпровідниковими і магнітоактивними зонами: формування та магнітоімпедансний відгук / Н.Т. Покладок, І.І. Григорчак, Д.І. Попович // Физическая инженерия поверхности. — 2009. — Т. 7, № 1-2. — С. 60-68. — Бібліогр.: 29 назв. — укр.
collection	DSpace DC
description	Лазерно-стимульованим методом сформовані мезо//наномасштабовані гібридні структури з впровадженими 3D-елементами. В цих структурах реалізується ГМРЕ при кімнатних температурах та слабких магнітних полях, і вони проявляють сильну магніто-фазову чутливість. В сформованих структурах досягається високочастотний індуктивний відгук. Лазерно-стимулированным методом сформированные мезо//наномасштабированные гибридные структуры с введенными 3D-элементами. В этих структурах реализуется ГМРЭ при комнатных температурах и слабых магнитных полях, и они проявляют сильную магнито-фазовую чувствительность. В сформированных структурах достигается высокочастотный индуктивный отклик. Mezo//nano scaled hybrid structures with introduced 3D-elements have been formed by means of laserstimulation method. In these structures, GMRE (giant magnetoresistance effect) takes place at room temperatures and in weak magnetic fields, and they manifest strong magnetic-phase sensitivity. Highfrequency inductive response is achieved in these formed structures.
first_indexed	2025-12-07T17:40:55Z
format	Article
fulltext	ФІП ФИП PSE, 2009, т. 7, № 1-2, vol. 7, No. 1-260 ВСТУП Сьогодні все дедалі очевиднішим постає той факт, що суттєвою перепоною на шляху все- охоплюючого практичного застосування до- сягнень нанонауки і нанотехнологій є коагу- ляція, притаманна вільним наносистемам [1 – 3]. Для подолання цієї проблеми доклада- ється багато зусиль, результатом яких стала поява таких способів стабілізації наносистем як блокування наночастинок алкоксиланови- ми містками [4], ізоляція їх високомолекуляр- ними органічними кислотами [5], чи, взагалі, темплатний синтез в нанопористих мембра- нах [6]. Головним недоліком таких підходів є не стільки неконтрольованість внесення посторонніх домішок при декомпозиції орга- нічних структур [7], чи пов’язана з цим проб- лема забруднення довкілля, скільки погана адаптованість їх до вирішення однієї з найак- туальніших задач нанотехнології – форму- вання 3D-наноструктур за висхідним прин- ципом [8], яке, водночас, забезпечувало б можливість для реалізації трьохвимірного ко- мутування функціональних наноблоків в єди- ній матричній структурі. В останньому ракур- сі видається, що найбільш прийнятним під- ходом є інтеркаляційний. Сам феномен інтер- каляції може бути означений як впроваджен- ня “гостьових” компонентів (іонів, атомів, мо- лекул) в гостьові позиції матеріалів – “госпо- дарів”, що мають дальний порядок [9]. Дій- сно, забезпечуючи надійну матричну ізоляцію наносистем, вона передбачає не тільки ціле- спрямовану зміну вихідної атомно-молеку- лярної структури та силових полів низькороз- мірних матеріалів-“господарів”, синтез у їх- ньому внутрікристалічному полі хімічних ре- човин, але і формування на атомно-молеку- лярному рівні певних структур, а в майбут- ньому і цілих функціональних блоків [10]. Більше того, “маневреність” вище означеної кристалонаноінженерії сильно підвищується завдяки такій унікальній властивості інтер- каляційних процесів як можливість реалізації бі- та поліінтеркаляції [11], реінтеркаляції [12], ешелонування (стадійного впорядку- вання) [13]. В останньому випадку, як і при інтеркаляційному формуванні наноструктур загалом, неодмінно виникатиме просторово- масштабна гібридність, зумовлена чергуван- ням нанорозмірних областей однієї фази з мезо- чи мікророзмірними іншої. З’ясування особливостей поведінки таких об’єктів у зов- нішніх електричних і магнітних полях є необ- хідною умовою розуміння фізичних процесів у них та важливою задачею для формування наноструктур спінтроніки з заданими власти- востями. Саме цим питанням і присвячена дана робота. МЕТОДИКА ЕКСПЕРИМЕНТУ В експериментах базовим об’єктом (матеріа- лом-“господарем”) виступали селенід галію (GaSe) та селенід індію (InSe). Вирощені ме- тодом Бріджмена-Стокбаргера монокристали володіли яскраво вираженою шаруватою структурою і р та n-типом провідності, від- повідно. Ширина забороненої зони (за оптич- ними даними) складала 2,02 еВ для першого виду монокристалів та 1,22 еВ – для другого. Неконтрольовані власні дефекти, що забез- печували провідність в інтервалі температур УДК 71.20, 75.47 ГІБРИДНІ МЕЗО//НАНО МАСШТАБОВАНІ СТРУКТУРИ З ПОЧЕРГОВИМИ НАПІВПРОВІДНИКОВИМИ І МАГНІТОАКТИВНИМИ ЗОНАМИ: ФОРМУВАННЯ ТА МАГНІТО-ІМПЕДАНСНИЙ ВІДГУК Н.Т. Покладок, І.І. Григорчак, Д.І. Попович Національний університет “Львівська політехніка” Україна Надійшла до редакції 19.02.2009 Лазерно-стимульованим методом сформовані мезо//наномасштабовані гібридні структури з впровадженими 3D-елементами. В цих структурах реалізується ГМРЕ при кімнатних тем- пературах та слабких магнітних полях, і вони проявляють сильну магніто-фазову чутливість. В сформованих структурах досягається високочастотний індуктивний відгук. ФІП ФИП PSE, 2009, т. 7, № 1-2, vol. 7, No. 1-2 61 ( 77 ÷ 300 К) були магніто-індиферентними: накладання постійного магнітного поля на- пруженістю 1,85 ÷ 2,85 кОе як вздовж, так і поперек кристалографічної осі С не викли- кало помітних змін у величині ані питомого, опору ані уявної частини комплексного імпе- дансу у всьому вимірюваному частотному діапазоні (10–3 ÷ 106 Гц), яке здійснювалося за допомогою вимірювального комплексу “AUTOLAB” фірми ЭEСO CHEMIEЭ (Гол- ландія), укомплектованого комп’ютерними програмами FRA-2 та GPES. Як добре відомо [14 – 15], моноселеніди індію і галію характеризується наявністю так званих “гостьових” позицій – орієнтованих перпендикулярно до кристалографічної осі С областей дії слабих ван-дер-ваальсових сил. Впровадження в означені внутрікристалічні проміжки “гостьових” компонентів є суттю їхньої інтеркаляції [16]. Саме інтеркаляцій- ним способом були сформовані досліджувані структури двох типів, зображених на рис.1в яких “гостьовим” компонентом виступає Cr (структура першого порядку (а) та Mn i Ni – структура другого порядку (б). Їхнє впровад- ження здійснювалося лазерним способом, із- за обмежень електрохімічного методу інтер- калювання d-елементами, зумовлених їх невисоким потенціалом виділення. Для цього з вирощених зливків були виготовлені зразки у формі прямокутного паралелепіпеда роз- міром 4,85×3,46×0,9 мм, та 6,7×3,59 ×0,76 мм, в яких дві грані перпендикулярні до криста- лографічної осі С, а чотири інших паралельні до неї. На одну з цих чотирьох граней мето- дом термічного напилення у вакуумі нано- силися плівки відповідних до рис. 1а та 1б “гостьових” металів товщиною 1 ÷ 3 мкм, ви- користовуючи потрібні маски. Після цього промінь від неодимового лазера, що працю- вав в режимі вільної генерації (тривалість ім- пульсу становила 2 мс, довжина хвилі випро- мінювання λ = 1,06 мкм, густина енергії ви- промінювання – 9,5 ± 0,5 Дж/см2) направ- лявся на зразок зі сторони напилених плівок під кутом 90° ± 1°. Легко бачити, що отриману таким чином масштабно-гібридну структуру першого по- рядку (МГС-І) можна репрезентувати насам- перед як модифіковану структуру спінового блокатора [26], в якому металеві кобальтові електроди замінені на напівпровідникові селенід індієві (зона ZO на рис. 1а), а замість кремнію з кобальтовими острівцями сформо- вано інтеркаляцією суперпарамагнітну напів- провідникову систему (зона ZІ на рис. 1а). Саме з останньою пов’язана надія на підви- щення величини гігантського магніторезис- тивного ефекту (ГМРЕ) при кімнатних темпе- ратурах і слабких магнітних полях і як наслі- док – суттєвого росту ефективності спінової блокади. Масштабно-гібридну структуру ІІ порядку (МГС-ІІ) в свою чергу можна трактувати як видозмінену структуру спін-вентильного Рис. 1. Схематичне зображення будови масштабно- гібридних структур І(а) та ІІ(б) порядку: 1а – моно- кристал InSe; 1б – монокристал GaSe; 2 – контакт; ZO – неінтеркальовані зони кристалу; ZI – зона кристалу, інтеркальована Cr; ZI1 – зона кристалу, інтеркальо- вана Ni; ZI2 – зона кристалу, інтеркальована Mn. Н.Т. ПОКЛАДОК, І.І. ГРИГОРЧАК, Д.І. ПОПОВИЧ ФІП ФИП PSE, 2009, т. 7, № 1-2, vol. 7, No. 1-262 ГІБРИДНІ МЕЗО//НАНО МАСШТАБОВАНІ СТРУКТУРИ З ПОЧЕРГОВИМИ НАПІВПРОВІДНИКОВИМИ І МАГНІТОАКТИВНИМИ ... транзистора Монсма [27], в якій замість крем- нію служить фоточутливий шаруватий напів- провідник GaSe (зони ZO на рис. 1б), а феро- магнітний спіновий вентиль замінено на су- перпарамагнітні мультишарові інтеркалатні структури (ZІ1 та ZІ2 на рис. 1б) з почергови- ми напівпровідниковими і магнітоактивними нанопрошарками. В результаті очікується зна- чне підвищення магніто-фазової чутливості та ріст добротності структури. РЕЗУЛЬТАТИ ТА ЇХ ОБГОВОРЕННЯ Впровадження хрому у ZІ-область моноселе- ніду індію практично не змінює його питомий опір вздовж кристалографічної осі С ні за величиною, ні за залежністю його від частоти (рис. 2а, криві 1, 2). Така ж ситуація має місце і при накладанні постійного магнітного поля напруженістю 1,85 кОе як вздовж, так і пер- пендикулярно до шарів. Однак підвищення напруженості до 2,85 кОе викликає появу гігантського додатнього (в діапазоні частот f = 0 ÷ 150 Гц) та від’ємного при f > 150 Гц магніторезистивного ефекту (МРЕ) (рис. 2а, крива 3). Накладання постійного магнітного поля напруженості 2,85 кОе до селеніду галію з впровадженими Ni і Mn відповідно в області ZІ1 та ZІ2 викликає появу гігантського від’ємного МРЕ (рис. 2б). На постійному струмі відносний магніто- опір δН = [ρ(Н) – ρ(0)]/ ρ(Н), де (0) – опір електричному струмові при відсутності маг- нітного поля, ρ(Н) – електроопір в магнітному полі напруженості Н, склав величину: +98,21% – для І порядку масштабно-гібридної структури та –73,79% – для другого. Оскільки на фоні спостережуваних змін лоренцівський опір не візуалізується, то коло- сальне значення від’ємного δН для МГС-ІІ наймовірніше пов’язати із зеєманівською де- локалізацією носіїв струму [17 – 18]. З діаграм Найквіста, наведених на рис. 3, слідує, що для вихідної матриці-“господаря” InSe вона добре моделюється паралельною R\|\|CРЕ – схемою (рис. 3а), яка відображає пе- ренесення заряду через потенціальний ре- льєф матриці вздовж осі С. В даному разі застосування в еквівалентній електричній схемі елемента постійної фази СРЕ, імпеданс якого у комплексній площині виражається як: ZCPE = A–1(jω)–n, (1) де А – коефіцієнт пропорційності; n – експо- ненціальний показник, що позначає фазове відхилення відображає розподіленість ємнос- ті (1 > n > 0,9). Формування додаткового бар’є- ру від кожної інтеркаляційної зони ZІ призво- дить до появи додаткової більш низькочас- тотної дуги, в результтаті чого еквівалентна електрична схема для МГС-І трансформує- ться до вигляду б). Аналогічний характер по- ведінки годографу імпедансу спостережений і для МГС-ІІ. Суттєва різниця між ними по- чинає проявлятися в магнітному полі. Так накладання магнітного поля напруженістю 1,85 кОе до МГС-І викликає подальшу моди- а) б) Рис. 2. Частотні залежності опору, перпендикулярного до шарів вихідного селеніду: a) – індію (1), масштаб- но-гібридної структури І порядку без накладання маг- нітного поля (2) та в магнітному полі напруженістю 2,85 кОе (3); б) – галію (1), масштабно-гібридної структури ІІ порядку без накладання магнітного поля (2) та в магнітному полі напруженістю 2,85 кОе, орієн- тованому вздовж (3) та перпендикулярно(4) до осі С. ФІП ФИП PSE, 2009, т. 7, № 1-2, vol. 7, No. 1-2 63 фікацію діаграми Найквіста до вигляду 3 (рис. 3), який для другого порядку масштаб- но-гібридної структури досягається тільки при збільшенні напруженості до 2,85 кОе. Особливістю отриманої в останніх випадках залежностей Im(Z) = f(Re(Z)) є поява низько- частотної дуги у IV квадранті комплексної площини, що відповідає індуктивному від- гуку системи, або ж так званій “від’ємній ємності”. Виявлений ефект появи “від’ємної ємно- сті” має надзвичайно важливе практичне зна- чення для вирішення проблеми формування ланок з індуктивним імпедансом при планар- ній технології мікросхем, не говорячи про особливу гостроту її для наноелектроніки, так як він може створити передумови для роз- робки нанорозмірних ліній затримки як еле- ментів мікро- (нано) схем, що виготовляються в єдиному технологічному процесі. Тому сьо- годні до “від’ємної ємності”, яка еквівалентна індуктивності, особлива увага [19 – 20]. Комп’ютерне моделювання з використан- ням програми ZView 2 дозволило побудувати заступну схему для цього випадку (рис. 3). В ній послідовно з’єднані паралельні R\|\|CРЕ (1 > n > 0,9) – ланки відображають модифіка- цію енергетичного рельєфу вихідної криста- лічної матриці рельєфами наведеними впро- вадженим “гостьовим” компонентом та маг- нітним полем, а паралельні L\|\|С – ланки фор- мують індуктивну дугу. Фізичні механізми, що призводять до виникнення “від’ємної єм- ності” як правило є різними для різних сис- тем і структур, в яких вона спостерігається, і багато з них, на жаль, ще не зовсім зрозумілі [21 – 25]. В нашому випадку поява низько- частотної індуктивної дуги викликана накла- данням магнітного поля, в результаті чого від- бувається когерентна орієнтація спінів маг- нітоактивних компонентів вздовж магнітного поля. Це в свою чергу призведе до суттєвого зростання дифузійної довжини та падіння активного опору. Тоді згідно до [25] при кру- говій частоті ω << 0 (ω0 – відповідає круговій частоті, коли період коливань рівний трива- лості дифузії від міжфазної межі до омічного контакту) буде яскраво візуалізуватися низь- кочастотний індуктивний відгук. Отримані в цьому разі значення індуктивностей L1 та L2 склали відповідно 2,34 і 1,29 Гн/cм2 відпо- відно. Підвищення напруженості прикладеного до МГС-І магнітного поля до 2,85 кОе при- зводить до радикальної трансформації діа- грами Найквіста, яскраво вирізняючи її висо- кочастотний індуктивний характер (рис. 3, крива 4). Для побудови імпедансної моделі використаємо для кожної з фаз структури (рис. 1а) поняття хімічної ємності Сµ [19], яка дорівнює відношенню концентрації носіїв n до положення рівня Фермі EFn (вона завжди має додатне значення): а) Рис.3. Діаграми Найквіста вздовж осі С і відповідні їм електричні еквівалентні схеми для вихідної матриці селеніду індію (1) та І порядку масштабно-гібридної структури без магнітного поля (2), і в магнітному полі напруженістю 1,85 кОе (3) та 2,85 кОе (4). Н.Т. ПОКЛАДОК, І.І. ГРИГОРЧАК, Д.І. ПОПОВИЧ ФІП ФИП PSE, 2009, т. 7, № 1-2, vol. 7, No. 1-264 ГІБРИДНІ МЕЗО//НАНО МАСШТАБОВАНІ СТРУКТУРИ З ПОЧЕРГОВИМИ НАПІВПРОВІДНИКОВИМИ І МАГНІТОАКТИВНИМИ ... Сµ = e2∂n/∂EFn. (2) Тоді позначивши через Rct ZО–ZI опір перене- сення заряду з неінтеркальованої зони крис- талу в інтеркальовану ZI, а релаксаційні деба- євські опори кожної з індивідуальних фаз від- повідно як RZO = τZO/Cµ (ZO), (3) RZI = τZI/Cµ (ZI) (4) еквівалентну електричну схем, що моделює отриману нами діаграму Найквіста необхідно представити у вигляді г (рис. 3). В ній індуктивність ( )ZOZI ctZOZOZI RL τ= (5) є результатом такої функціональної взаємо- залежності релаксацій обидвох фаз [20], що призводить до трансформації дебаєвської ре- лаксації фази ZI в недебаєвську. Паралельна R1\|\|С1 – ланка відображає перенесення заряду через другу неінтеркальовану зону. Комп’ю- терна параметризація побудованої моделі зокрема показала, шо добре співпадання експериментальної та модельної діаграм досягається за умови, коли ( ) 4 ZO Z1ZOZ1 ct 10≥ τ µCR . (6) Дане емпіричне співвідношення, підкрес- люючи поєднання релаксацій, вказує на сут- тєву відмінність в значеннях часів релаксацій в обидвох фазах. Найбільш імовірно, що причина цього криється в наступному. Під- вищення напруженості магнітного поля, при- кладеного до МГС-І веде не тільки до ефек- тивнішого спінового деблокування і, таким чином, до росту перескокової провідності по магнітоактивних “гостьових” компонентах, але і до зеєманівської локалізації носіїв стру- му на пасткових центрах поблизу рівня Фер- мі. Те що останній фактор є переважаючим в низькочастотному діапазоні демонструє кри- ва 3 на рис. 2а. Іншими словами механізмом функціональної взаємозалежності релаксацій ми можемо вважати конкурентну кореляцію зеєманівської блокади провідності та її спіно- вого деблокування. Прояв вищеописаних ефектів у свою чергу повинні призвести до недебаєвської, ано- мальної частотної поведінки реальної час- тини діелектричної проникливості (Reε) [28, 29], і суттєвого зменшення тангенса кута втрат (tgδ) у низькочастотній області. І дійсно, як видно з рис. 4а, виявлено два частотних інтервали аномальної поведінки Reµ та очі- куваний сильний спад tgδ (рис. 4б). Для МГС-ІІ характерна більш виражена частотна дисперсія Reε з дещо збільшеними відстанями на частотній осі між інтервалами її аномальної частотної залежності (рис. 5а), а ось поведінка tgδ при накладанні магнітного поля є якісно іншою (гладкою), ніж в МГС-І ( рис. 5б) При меншій напруженості (1,85 кOe) не спостерігається суттєвих змін ні реальної частини діелектричної проникності ні тан- генса кута діелектричних втрат для обидвох структур. Важливо зазначити, що у важливій для практичного застосування частотній об- ласті, де тангенс кута діелектричних втрат є нижчим від одиниці, реальна частина діелект- а) б) Рис. 4. а) – залежність реальної частини діелектричної проникності МГС-І (1) без магнітного поля і в магніт- ному полі, напруженістю 1,85 кОе, (2) та 2,85 кОе, (3) від частоти; б) – залежність тангенса кута втрат МГС- І без магнітного поля (1) і в магнітному полі, напру- женістю 1,85 кОе, (2) та 2,85 кОе, (3) від частоти. ФІП ФИП PSE, 2009, т. 7, № 1-2, vol. 7, No. 1-2 65 ричної проникливості терпить колосального росту під дією магнітного поля напруженістю 2,85 кОе. Тобто, можемо говорити про мож- ливість застосування сформованих структур і в якості високодобротного магніточутливого конденсатора. Масштабно-гібридні структури першого і другого порядків характеризуєються доволі цікавою суттєво відмінною поведінкою і в по- стійному електричному полі, прикладеному вздовж кристалографічної осі С (магнітне поле відсутнє). В той час, як величини по- стійного зміщення (Uзм) з діапазону 0,1 ÷ 0,7 В практично не міняють частотну залежність опору (ρ(ω)) вздовж С-осі МГС-ІІ, для МГС- І за цих умов спостерігається суттєве зростан- ня його частотної дисперсії. Більше того, як- що в першому випадку зміна ρ(ω) за величи- ною (наприклад, на частоті 1 кГц) при Uзм = 0,1 В практично слабо замітна і при збільшенні Uзм до 0,7 В зростає монотонно, то для МГС-І за аналогічних умов опір падає більш як на порядок з немонотонною зміною у зазначеному вольтажному діапазоні, демон- струючи ступінчастий характер (рис. 6а). В результаті для МГС-І спостерігається сильна трансформація діаграм Найквіста від двох- дугового характеру (Uзм = 0) до вигляду, наве- деному на рис. 6б. Їх характерною особли- вістю є незавершеність високочастотної дуги, яка з точки зору методики експерименту зу- мовлена тим, що вимірювальний комплекс не забезпечував більш високочастотний діапа- зон вимірювань. Найцікавішим є те, що саме на імпедансній ступенці (рис. 6а, крива 1) відношення ReZ/ImZ є найнижчим у високо- частотному інтервалі та найвищим у низько- частотному. Останнє, свідчить про те, що сильна локалізацію носіїв струму МГС-І від- чутно починає проявлятися при Uзм ≥ 0,5 В. а) б) Рис. 5. а) – залежність діелектричної проникності МГС-ІІ без магнітного поля (1), і в магнітному полі, напруженістю 1,85 кОе, (2) та 2,85кОе, (3) від частоти; б) – залежність тангенса кута втрат МГС-ІІ без магніт- ного поля (1), і в магнітному полі, напруженістю 1,85 кОе, (2) та 2,85 кОе, (3) від частоти. а) Рис. 6. а) – залежність зміни реальної частини імпе- дансу, виміряної на частоті 1 кГц від величини напру- ги зміщення для МГС-І (1) та МГС-ІІ (2); б) – діаграми Найквіста МГС-І для величин прикладеної напруги: 0,1 В – (1), 0,3 В – (2), 0,5 В – (3) та 0,7 В – (4). Н.Т. ПОКЛАДОК, І.І. ГРИГОРЧАК, Д.І. ПОПОВИЧ ФІП ФИП PSE, 2009, т. 7, № 1-2, vol. 7, No. 1-266 ГІБРИДНІ МЕЗО//НАНО МАСШТАБОВАНІ СТРУКТУРИ З ПОЧЕРГОВИМИ НАПІВПРОВІДНИКОВИМИ І МАГНІТОАКТИВНИМИ ... Такий характер процесів у МГС-І виразно проектується і на її поляризаційні характерис- тики, а саме, як і очікувалося, спостерігаєть- ся помітне зменшення tgδ та ріст реальної частини діелектричної проникливості при збільшенні Uзм від 0,5 до 0,7 В (рис. 7). Електрично-поляризаційні характерис- тики для МГС-ІІ є більш яскраво вираженими (рис. 8), в крайньому разі, за рахунок гра- дієнтнішої мезо//нано масштабної гібриди- зації: для неї відношення довжини області ZI до ZO є суттєво більшим за одиницю. Загалом для структур як першого так і дру- гого порядків характерна суттєва залежність від величини прикладеної напруги вздовж кристалографічної осі С їхніх поляризацій- них параметрів – реальної частини комплекс- ної діелектричної проникливості та тангенса кута діелектричних втрат. Тому вони можуть бути застосовані і як варікапи з високими ємнісними параметрами. ВИСНОВКИ 1. Лазерно-інтеркаляційне формування ме- зо//нано-масштабованих гібридних струк- тур з “гостьовими” 3d-елементами дає змогу створити новий вид спінблокуючих та спін-вентильно-транзисторних струк- тур, в яких ГМРЕ на відміну від відомих аналогів реалізується при кімнатних тем- пературах та слабких магнітних полях і є суттєво вищим за величиною. 2. Отримані структури проявляють сильну магніто-фазову чутливість і можуть бути використані в якості як високодобротні конденсатори, параметрами яких можна керувати магнітним полем при кімнатній температурі. 3. В залежності від виду структури та вели- чини прикладеного магнітного поля дося- гається індуктивний відгук в потрібній частотній області, механізм якого пов’язу- ється з ефектами зеєманівської локалізації а) б) Рис. 7. Залежність тангенса кута втрат – а) та реальної частини діелектричної проникливості – б) на частоті 100 кГц від величини прикладеної напруги зміщення до МГС-І. а) б) Рис. 8. Залежність тангенса кута втрат – а) та реальної частини діелектричної проникливості – б) на частоті 100 кГц від величини прикладеної напруги зміщення до МГС-II. ФІП ФИП PSE, 2009, т. 7, № 1-2, vol. 7, No. 1-2 67 носіїв струму та спінового деблокування перескокової провідності. 4. Прикладання постійної напруги зміщення вздовж осі С до МГС-І суттєво міняє кіне- тичні параметри перескокової провід- ності, в той час як для МГС-ІІ за аналогіч- них умов найсильніше модифікуються діелектричні властивості. Причина – різна масштабно-геометрична гібридизація інтеркальованих і неінтеркальованих зон. ЛІТЕРАТУРА 1. Гусев А.И. Эффекты нанокристаллического состояния в компактных металлах и соедине- ниях//Успехи физ. наук.– 1998.– Т. 168, № 1. – С. 55-83. 2. Wolf E.L. Nanophysics and Nanotechnology. – Weinheim-WILEY-VCH Verlag GmbH & Co KGaA, 2004. – 174 p. 3. Покропивний В.В., Поперенко Л.В. Фізика наноструктур. – К.: Київський університет, 2008. – 220 с. 4. Пул Ч., Оуэнс Ф. Нанотехнологии. – М.: Тех- носфера, 2004. – 328с. 5. Шпак А.П., Куницкий Ю.А., Карбовский В.Л. Кластерные и наноструктурированные матер- риалы.– К.: Академпериодика, 2001. – 587 с. 6. Суздалев И.П. Нанотехнология: физико-хи- мия нанокластеров, наноструктур и наномате- риалов /Серия: Синергетика от прошлого к будущему. – М.:, 2006. – 592 с. 7. Shevchenko D.V., Petrusenko S.R., Koko- zay V.N. and Skelton B.W. Crystal structure of a novel four-nuclear heterometallic CuII/ZnII complex obtained by direct template synthesis// Book of Abstracts. American Crystallographic Association 2004 Annual Meeting-Сhicago (USA). – 2004. – P. 126. 8. Murday J.S. The coming revolution : Science and technology of nanoscale structures//Amptiak newsletter. – 2002. – Vol. 6, № 1. – Р. 5-10. 9. McKinnon W.R., Haering R.R. Physical mechanisms of intercalation//Modern Aspects of Electrochemistry. – New York. – 1983 – № 15. – P. 235-261. 10. Григорчак І.І. Інтеркаляція: здобутки, про- блеми, перспективи//Фізика і хімія твердого тіла. – 2001. – Т. 2, № 1. – С. 7-55. 11. Черныш И.П., Карпов И.И., Приходько Г.П., Шай В.М Физико-химические свойства гра- фита и его соединений. – К.: Наукова думка, 1990. – 200 с. 12. Войтович С.А., Григорчак І.І., Аксіментьє- ва О.І. Інтеркаляційні наноструктури для ра- діочастотних конденсаторів//Вісник націо- нального університету “Львівська політех- ніка”, Електроніка.– 2006.– № 558.– С. 53-58. 13. Safran S.A. Stage ordering in intercalation com- pounds//Solid State Physics: Adv. Res. and Appl. – 1987. – Vol. 40. – P. 246-312. 14. Lies R.M.A. III – VI Compounds//Preparation and cryst. growth material with layered structure. – Dordrecht–Boston. – 1977. – P. 225-254. 15. Kuhn A., Chevy A., Chevalier R. Crystal struc- ture and interatomic distance in GaSe//Phys. Status Sol. – 1975. – Vol. A31. – P. 469-475. 16. Whittingham M.S. Chemistry of intercalation compounds: metal guests in chalcogenide hosts //Progress in Solid State Chemistry. – 1978. – № 12. – C. 41-99. 17. Демин Р.В., Королева М.И., Муминов А.З., Муковский Я.М. Гигантская объемная маг- нитострикция и колоссальное магнитосопро- тивление при комнатных температурах в La0,7Ba0,3MnO3//Физика твердого тела. – 2006. – Т. 48, Вып. 2. – С. 305-307. 18. Покладок Н.Т., Григорчак І.І., Попович Д.І., Бужук Я.І., Будзуляк І.М. Гігантський маг- ніторезистивний ефект в напівпровідниках з магнітоактивними нанопрошарками//Нано- системи, наноматеріали, нанотехнології. – 2008. – Т. 6, № 1. – С. 9-16. 19. Ivan Mora-Sero, Juan Bisquert Implications of the Negative Capacitance Observed at Forwars Bias in Nanocomposite and Polycrystalline Solar Cells//Nano Letters. – 2006. – Vol. 6, № 4. – Р. 640-650. 20. Juan Bisquert, Hyacinthe Randriamahazaka, Germa Garcia-Belmonte. Inductive behaviour by charge-transfer and relaxation in solid-state electrochemistry//Electrochimica Acta. – 2005. № 51. – Р. 627-640. 21. Крымский А.И, Попов Л.К. Отрицательная квазистационарная емкость полупроводника в неоднородной МДП-структуре//Микро- электроника. – 1990. – Т. 19, Вып. 4. – С. 328-334. 22. Болтаев А.П., Бурбаев Т.М., Курбашов В.А., Рзаев М.М., Пенин Н.А., Сибельдин Н.Н. Эф- фекты накопления заряда и отрицательная ем- кость в гетероструктурах на основе кремния //Известия академии наук. – 1999. – Т. 63, № 2. – С. 312-316. 23. Болтаев А.П., Бурбаев Т.М., Калюжная Г.А., Курбашов В.А., Пенин Н.А. Отрицательная Н.Т. ПОКЛАДОК, І.І. ГРИГОРЧАК, Д.І. ПОПОВИЧ ФІП ФИП PSE, 2009, т. 7, № 1-2, vol. 7, No. 1-268 емкость в гетероструктурах Ni-TiO2-p-Si// Микроэлектроника. – 1995. – Т. 24, № 4. – С. 291-294. 24.Пенин Н.А Отрицательная емкость в полу- проводниковых структурах//Физика и техни- ка полупроводников. – 1996. – Т. 30, Вып. 4. 25.Синица С.П. Исследование индуктивных свойств полупроводникового диода//Ради- отехника и электроника. – 1962. – № 8. 26. Gregg J.F., Petej I., Jouguelet E., Dennis C. Spin electronics – a review//J. Phys. D: Appl. Phys. – 2002. – Vol. 35. – P. R121- R125. 27. Monsma D.J., Lodder J.C., Popma T.J.A., Die- ny B. Perpendicular hot electron spin-valve ef- fect in a new magnetic field sensor-valve transis- tor//Phys. Rev. Lett. – 1995. – Vol. 74. – P. 5260- 5263. 28.Вест А. Химия твердого тела. Часть 2/Пер. с англ. – Мир, 1988. – 336 с. 29.Жуковский П.В., Партыка Я., Венгерэк П., Шостак Ю., Сидоренко Ю., Родзик А. Ди- электрические свойства соединений Cd1-xFexSe//Физ. и техн. полупроводн. – 2000. – Т. 34, № 10. – С. 1174-1177. FORMATION OF HYBRID MESO//NANO SCALE STRUCTURES WITH LATERAL SEMICONDUCTIVE AND MAGNETOACTIVE LAYERS AND ITS MAGNETO-IMPEDANCE RESPONSE N.T. Pokladok, I.I. Grygorchak, D.I. Popovich Mezo//nano scaled hybrid structures with introduced 3D-elements have been formed by means of laser- stimulation method. In these structures, GMRE (giant magnetoresistance effect) takes place at room temperatures and in weak magnetic fields, and they manifest strong magnetic-phase sensitivity. High- frequency inductive response is achieved in these formed structures. ГИБРИДНЫЕ МЕЗО//НАНО МАСШТАБИРОВАННЫЕ СТРУКТУРЫ С ПООЧЕРЕДНЫМИ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫМИ И МАГНИТОАКТИВНЫМИ ЗОНАМИ: ФОРМИРОВАНИЕ И МАГНИТО-ИМПЕДАНСНЫЙ ОТКЛИК Н.Т. Покладок, И.И. Григорчак, Д.И. Попович Лазерно-стимулированным методом сформиро- ванные мезо//наномасштабированные гибридные структуры с введенными 3D-элементами. В этих структурах реализуется ГМРЭ при комнатных температурах и слабых магнитных полях, и они проявляют сильную магнито-фазовую чувстви- тельность. В сформированных структурах дости- гается высокочастотный индуктивный отклик. ГІБРИДНІ МЕЗО//НАНО МАСШТАБОВАНІ СТРУКТУРИ З ПОЧЕРГОВИМИ НАПІВПРОВІДНИКОВИМИ І МАГНІТОАКТИВНИМИ ...
id	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-7951
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
issn	1999-8074
language	Ukrainian
last_indexed	2025-12-07T17:40:55Z
publishDate	2009
publisher	Науковий фізико-технологічний центр МОН та НАН України
record_format	dspace
spelling	Покладок, Н.Т. Григорчак, І.І. Попович, Д.І. 2010-04-22T14:24:43Z 2010-04-22T14:24:43Z 2009 Гібридні мезо//нано масштабовані структури з почерговими напівпровідниковими і магнітоактивними зонами: формування та магнітоімпедансний відгук / Н.Т. Покладок, І.І. Григорчак, Д.І. Попович // Физическая инженерия поверхности. — 2009. — Т. 7, № 1-2. — С. 60-68. — Бібліогр.: 29 назв. — укр. 1999-8074 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/7951 71.20, 75.47 Лазерно-стимульованим методом сформовані мезо//наномасштабовані гібридні структури з впровадженими 3D-елементами. В цих структурах реалізується ГМРЕ при кімнатних температурах та слабких магнітних полях, і вони проявляють сильну магніто-фазову чутливість. В сформованих структурах досягається високочастотний індуктивний відгук. Лазерно-стимулированным методом сформированные мезо//наномасштабированные гибридные структуры с введенными 3D-элементами. В этих структурах реализуется ГМРЭ при комнатных температурах и слабых магнитных полях, и они проявляют сильную магнито-фазовую чувствительность. В сформированных структурах достигается высокочастотный индуктивный отклик. Mezo//nano scaled hybrid structures with introduced 3D-elements have been formed by means of laserstimulation method. In these structures, GMRE (giant magnetoresistance effect) takes place at room temperatures and in weak magnetic fields, and they manifest strong magnetic-phase sensitivity. Highfrequency inductive response is achieved in these formed structures. uk Науковий фізико-технологічний центр МОН та НАН України Гібридні мезо//нано масштабовані структури з почерговими напівпровідниковими і магнітоактивними зонами: формування та магнітоімпедансний відгук Гибридные мезо//нано масштабированные структуры с поочередными полупроводниковыми и магнитоактивными зонами: формирование и магнито-импедансный отклик Formation of hybrid meso//nano scale structures with lateral semiconductive and magnetoactive layers and its magneto-impedance response Article published earlier
spellingShingle	Гібридні мезо//нано масштабовані структури з почерговими напівпровідниковими і магнітоактивними зонами: формування та магнітоімпедансний відгук Покладок, Н.Т. Григорчак, І.І. Попович, Д.І.
title	Гібридні мезо//нано масштабовані структури з почерговими напівпровідниковими і магнітоактивними зонами: формування та магнітоімпедансний відгук
title_alt	Гибридные мезо//нано масштабированные структуры с поочередными полупроводниковыми и магнитоактивными зонами: формирование и магнито-импедансный отклик Formation of hybrid meso//nano scale structures with lateral semiconductive and magnetoactive layers and its magneto-impedance response
title_full	Гібридні мезо//нано масштабовані структури з почерговими напівпровідниковими і магнітоактивними зонами: формування та магнітоімпедансний відгук
title_fullStr	Гібридні мезо//нано масштабовані структури з почерговими напівпровідниковими і магнітоактивними зонами: формування та магнітоімпедансний відгук
title_full_unstemmed	Гібридні мезо//нано масштабовані структури з почерговими напівпровідниковими і магнітоактивними зонами: формування та магнітоімпедансний відгук
title_short	Гібридні мезо//нано масштабовані структури з почерговими напівпровідниковими і магнітоактивними зонами: формування та магнітоімпедансний відгук
title_sort	гібридні мезо//нано масштабовані структури з почерговими напівпровідниковими і магнітоактивними зонами: формування та магнітоімпедансний відгук
url	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/7951
work_keys_str_mv	AT pokladoknt gíbridnímezonanomasštabovanístrukturizpočergoviminapívprovídnikovimiímagnítoaktivnimizonamiformuvannâtamagnítoímpedansniivídguk AT grigorčakíí gíbridnímezonanomasštabovanístrukturizpočergoviminapívprovídnikovimiímagnítoaktivnimizonamiformuvannâtamagnítoímpedansniivídguk AT popovičdí gíbridnímezonanomasštabovanístrukturizpočergoviminapívprovídnikovimiímagnítoaktivnimizonamiformuvannâtamagnítoímpedansniivídguk AT pokladoknt gibridnyemezonanomasštabirovannyestrukturyspoočerednymipoluprovodnikovymiimagnitoaktivnymizonamiformirovanieimagnitoimpedansnyiotklik AT grigorčakíí gibridnyemezonanomasštabirovannyestrukturyspoočerednymipoluprovodnikovymiimagnitoaktivnymizonamiformirovanieimagnitoimpedansnyiotklik AT popovičdí gibridnyemezonanomasštabirovannyestrukturyspoočerednymipoluprovodnikovymiimagnitoaktivnymizonamiformirovanieimagnitoimpedansnyiotklik AT pokladoknt formationofhybridmesonanoscalestructureswithlateralsemiconductiveandmagnetoactivelayersanditsmagnetoimpedanceresponse AT grigorčakíí formationofhybridmesonanoscalestructureswithlateralsemiconductiveandmagnetoactivelayersanditsmagnetoimpedanceresponse AT popovičdí formationofhybridmesonanoscalestructureswithlateralsemiconductiveandmagnetoactivelayersanditsmagnetoimpedanceresponse

Гібридні мезо//нано масштабовані структури з почерговими напівпровідниковими і магнітоактивними зонами: формування та магнітоімпедансний відгук

Institution

Ähnliche Einträge