Дослідження методом ЕПР міжшарової взаємодії в наноструктурі Gd2O3/Fe
In this work, a nanoscale structure consisting of contacting layers of a metal of the iron subgroup and a rare earth metal oxide (REM) is considered. Such nanostructures have an interesting feature, which is that as a result of the contact of these layers, an increase in the galvanomagnetic, magneto...
Збережено в:
| Дата: | 2021 |
|---|---|
| Автори: | , , , , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | English |
| Опубліковано: |
Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine
2021
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/588 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Chemistry, Physics and Technology of Surface |
Репозитарії
Chemistry, Physics and Technology of Surface| id |
oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-588 |
|---|---|
| record_format |
ojs |
| institution |
Chemistry, Physics and Technology of Surface |
| baseUrl_str |
|
| datestamp_date |
2022-06-29T10:01:52Z |
| collection |
OJS |
| language |
English |
| topic |
наноструктура шар залізо оксид гадолінію ЕПР-спектри f - d взаємодія |
| spellingShingle |
наноструктура шар залізо оксид гадолінію ЕПР-спектри f - d взаємодія Kasumov, A. M. Dmitriev, A. I. Bataiev, Yu. M. Bataiev, M. M. Karavaeva, V. M. Korotkov, K. A. Ievtushenko, A. I. Дослідження методом ЕПР міжшарової взаємодії в наноструктурі Gd2O3/Fe |
| topic_facet |
nanostructure layer iron gadolinium oxide EPR spectra f - d interaction наноструктура шар залізо оксид гадолінію ЕПР-спектри f - d взаємодія |
| format |
Article |
| author |
Kasumov, A. M. Dmitriev, A. I. Bataiev, Yu. M. Bataiev, M. M. Karavaeva, V. M. Korotkov, K. A. Ievtushenko, A. I. |
| author_facet |
Kasumov, A. M. Dmitriev, A. I. Bataiev, Yu. M. Bataiev, M. M. Karavaeva, V. M. Korotkov, K. A. Ievtushenko, A. I. |
| author_sort |
Kasumov, A. M. |
| title |
Дослідження методом ЕПР міжшарової взаємодії в наноструктурі Gd2O3/Fe |
| title_short |
Дослідження методом ЕПР міжшарової взаємодії в наноструктурі Gd2O3/Fe |
| title_full |
Дослідження методом ЕПР міжшарової взаємодії в наноструктурі Gd2O3/Fe |
| title_fullStr |
Дослідження методом ЕПР міжшарової взаємодії в наноструктурі Gd2O3/Fe |
| title_full_unstemmed |
Дослідження методом ЕПР міжшарової взаємодії в наноструктурі Gd2O3/Fe |
| title_sort |
дослідження методом епр міжшарової взаємодії в наноструктурі gd2o3/fe |
| title_alt |
EPR study of interlayer interaction in Gd2O3/Fe nanostructure |
| description |
In this work, a nanoscale structure consisting of contacting layers of a metal of the iron subgroup and a rare earth metal oxide (REM) is considered. Such nanostructures have an interesting feature, which is that as a result of the contact of these layers, an increase in the galvanomagnetic, magneto-optical and kinetic properties of ferromagnetic metals are observed. Presumably, the enhancement is due to an increase in the magnetization of these metals, caused by the exchange f - d interaction between the unfilled f- and d-electron shells of the atoms that make up the contacting layers. The aim of this work is to find the possibility of such f - d exchange interaction by the EPR method.To compose the studied nanostructure, Fe used as it has the strongest magnetic properties in its subgroup. Gd2O3 was used as an REM oxide as one of the few oxides giving a significant signal in the EPR region. The Gd2O3/Fe nanostructure created by sequential electron-beam deposition of Gd2O3 and Fe layers on a sitall substrate. The thickness of the oxide and metal layers was 68 and 112 nm, respectively. EPR spectra were recorded at room temperature on a computerized spectrometer Radiopan 2547 SE / X at the frequency of 9.3 GHz. The set of the obtained spectra was processed using the OriginPro and MatLab programs, which confirmed their compliance with the Lorentz model.From the experimentally obtained EPR linewidth, the parameter of the exchange f - d interaction is determined under the condition of a number of assumptions. The value of the g-factor is also found. Comparison of the EPR parameters of the spectra of individual layers of Gd2O3 and Fe with the spectra of the Gd2O3/Fe nanostructure composed of them, including the value of the g factor and the exchange interaction parameter, suggests that the presence of an iron layer affects the EPR spectrum of the REM oxide layer Gd2O3. The exchange interaction parameter increases from 985 to 4685 (rel. units), the g-factor decreases from 3.5 to 2.4. The most probable reason for the change in the spectrum is the exchange f - d interaction between atoms with unfilled f- and d-electron shells that are parts of the contacting layers. |
| publisher |
Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine |
| publishDate |
2021 |
| url |
https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/588 |
| work_keys_str_mv |
AT kasumovam eprstudyofinterlayerinteractioningd2o3fenanostructure AT dmitrievai eprstudyofinterlayerinteractioningd2o3fenanostructure AT bataievyum eprstudyofinterlayerinteractioningd2o3fenanostructure AT bataievmm eprstudyofinterlayerinteractioningd2o3fenanostructure AT karavaevavm eprstudyofinterlayerinteractioningd2o3fenanostructure AT korotkovka eprstudyofinterlayerinteractioningd2o3fenanostructure AT ievtushenkoai eprstudyofinterlayerinteractioningd2o3fenanostructure AT kasumovam doslídžennâmetodomeprmížšarovoívzaêmodíívnanostrukturígd2o3fe AT dmitrievai doslídžennâmetodomeprmížšarovoívzaêmodíívnanostrukturígd2o3fe AT bataievyum doslídžennâmetodomeprmížšarovoívzaêmodíívnanostrukturígd2o3fe AT bataievmm doslídžennâmetodomeprmížšarovoívzaêmodíívnanostrukturígd2o3fe AT karavaevavm doslídžennâmetodomeprmížšarovoívzaêmodíívnanostrukturígd2o3fe AT korotkovka doslídžennâmetodomeprmížšarovoívzaêmodíívnanostrukturígd2o3fe AT ievtushenkoai doslídžennâmetodomeprmížšarovoívzaêmodíívnanostrukturígd2o3fe |
| first_indexed |
2025-07-22T19:34:19Z |
| last_indexed |
2025-11-23T02:50:20Z |
| _version_ |
1849658221729415168 |
| spelling |
oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-5882022-06-29T10:01:52Z EPR study of interlayer interaction in Gd2O3/Fe nanostructure Дослідження методом ЕПР міжшарової взаємодії в наноструктурі Gd2O3/Fe Kasumov, A. M. Dmitriev, A. I. Bataiev, Yu. M. Bataiev, M. M. Karavaeva, V. M. Korotkov, K. A. Ievtushenko, A. I. nanostructure layer iron gadolinium oxide EPR spectra f - d interaction наноструктура шар залізо оксид гадолінію ЕПР-спектри f - d взаємодія In this work, a nanoscale structure consisting of contacting layers of a metal of the iron subgroup and a rare earth metal oxide (REM) is considered. Such nanostructures have an interesting feature, which is that as a result of the contact of these layers, an increase in the galvanomagnetic, magneto-optical and kinetic properties of ferromagnetic metals are observed. Presumably, the enhancement is due to an increase in the magnetization of these metals, caused by the exchange f - d interaction between the unfilled f- and d-electron shells of the atoms that make up the contacting layers. The aim of this work is to find the possibility of such f - d exchange interaction by the EPR method.To compose the studied nanostructure, Fe used as it has the strongest magnetic properties in its subgroup. Gd2O3 was used as an REM oxide as one of the few oxides giving a significant signal in the EPR region. The Gd2O3/Fe nanostructure created by sequential electron-beam deposition of Gd2O3 and Fe layers on a sitall substrate. The thickness of the oxide and metal layers was 68 and 112 nm, respectively. EPR spectra were recorded at room temperature on a computerized spectrometer Radiopan 2547 SE / X at the frequency of 9.3 GHz. The set of the obtained spectra was processed using the OriginPro and MatLab programs, which confirmed their compliance with the Lorentz model.From the experimentally obtained EPR linewidth, the parameter of the exchange f - d interaction is determined under the condition of a number of assumptions. The value of the g-factor is also found. Comparison of the EPR parameters of the spectra of individual layers of Gd2O3 and Fe with the spectra of the Gd2O3/Fe nanostructure composed of them, including the value of the g factor and the exchange interaction parameter, suggests that the presence of an iron layer affects the EPR spectrum of the REM oxide layer Gd2O3. The exchange interaction parameter increases from 985 to 4685 (rel. units), the g-factor decreases from 3.5 to 2.4. The most probable reason for the change in the spectrum is the exchange f - d interaction between atoms with unfilled f- and d-electron shells that are parts of the contacting layers. У цій роботі розглянуто нанорозмірні структури, що складаються з контактуючих шарів металу підгрупи заліза і оксиду рідкісноземельного металу (РЗМ). Такі наноструктури мають цікаву особливість, яка полягає в тому, що в результаті контакту даних шарів, спостерігається посилення гальваномагнітних, магнітооптичних і кінетичних властивостей феромагнітних металів. Імовірно, посилення обумовлено підвищенням намагніченості цих металів, що викликається обмінною f - d взаємодією між незаповненими f - і d-електронними оболонками атомів, що входять до складу контактуючих шарів. Метою цієї роботи є встановлення методом ЕПР можливості такої f - d обмінної взаємодії.Для складання досліджуваної наноструктури був використаний Fe, який має в своїй підгрупі найбільш сильні магнітні властивості. Як оксид РЗМ був використаний Gd2O3 як один з небагатьох оксидів, що дають значний сигнал в області ЕПР. Наноструктура Gd2О3/Fe створювалася послідовним електронно-променевим осадженням на ситалову підкладку шарів Gd2O3 і Fe. Товщина шару Gd2O3 дорівнювала 68 нм, Fe – 112 нм, Gd2O3/Fe – 180 нм.Спектри ЕПР знімалися при кімнатній температурі на комп'ютеризованому спектрометрі Radiopan 2547 SE/X на частоті 9.3 Ггц. Набір отриманих спектрів оброблявся за допомогою програм OriginPro і MatLab, що підтвердило їхню відповідність моделі Лоренца.З експериментально отриманої ширини лінії ЕПР визначено параметр обмінної f - d взаємодії за умови ряду припущень. Знайдена також величина g-фактора. Порівняння параметрів спектрів ЕПР окремих шарів Gd2O3 і Fe з спектрами складеної з них наноструктури Gd2O3/Fe, в тому числі величини g-фактора і параметра обмінної взаємодії, дозволяє зробити висновок про те, що присутність шару заліза значно впливає на спектр ЕПР шару оксиду РЗМ Gd2O3. Параметр обмінної взаємодії зростає з 985 до 4685 (відн. од.), g-фактор зменшується від 3.5 до 2.4. Найбільш імовірною причиною зміни спектра є обмінна f - d взаємодія між атомами з незаповненими f- і d-електронними оболонками, що входять до складу контактуючих шарів. Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine 2021-06-08 Article Article application/pdf https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/588 10.15407/hftp12.02.144 Chemistry, Physics and Technology of Surface; Vol. 12 No. 2 (2021): Chemistry, Physics and Technology of Surface / Himia, Fizika ta Tehnologia Poverhni; 144-148 Химия, физика и технология поверхности; Том 12 № 2 (2021): Chemistry, Physics and Technology of Surface / Himia, Fizika ta Tehnologia Poverhni; 144-148 Хімія, фізика та технологія поверхні; Том 12 № 2 (2021): Хімія, фізика та технологія поверхні; 144-148 2518-1238 2079-1704 10.15407/hftp12.02 en https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/588/596 Copyright (c) 2021 A. M. Kasumov, A. I. Dmitriev, Yu. M. Bataiev, M. M. Bataiev, V. M. Karavaeva, K. A. Korotkov, A. I. Ievtushenko |