Частотная зависимость магнитного импеданса в аморфном сплаве на основе железа

В.В. Кондусов, В.А. Кондусов, Ю.Е. Калинин

Кафедра физики твёрдого тела

В работе исследовался аморфный сплав Fe₇₄P₁₈Mn₅V₃ , полученный закалкой из жидкого состояния методом спиннингования, в виде фольги толщиной ~30 мкм, шириной 1 мм и длиной от 10 до 50 мм в магнитных полях до 80 кА/м и частотах переменного тока, протекающего по образцу от 0.5 МГц до 100 МГц.

На рисунке представлена зависимость относительного изменения максимального значения магнитного импеданса от частоты переменного тока. На графике можно выделить два характерных участка: низкочастотный (0,5-5 МГц) и высокочастотный (20-100 МГц), отличающиеся углом наклона кривой зависимости Z/Z₀(f).

Зависимость относительного изменения магнитного импеданса от частоты переменного тока для аморфного сплава Fe₇₄P₁₈Mn₅V₃

Проведенное исследование эффекта магнитного импеданса для исследуемого сплава показало, что:

1) на частотной зависимости модуля магнитного импеданса наблюдается максимум при частоте электрического тока f  14 МГц и составляет 85 %., который объясняется потерями энергии на вихревые токи. При этом в низкочастотном диапазоне величина отрицательного магнитного импеданса пропорциональна частоте электрического тока, протекающего через образец, а в высокочастотном диапазоне – корню квадратному из частоты;

2) установлено, что в высокочастотном диапазоне переменного электрического тока, протекающего через образец, на полевых зависимостях магнитного импеданса в исследуемом аморфном сплаве наблюдается положительная составляющая эффекта магнитного импеданса;

3) по положению максимума магнитного импеданса на частотной зависимости была оценена величина эффективной магнитной проницаемости для исследуемого аморфного сплава, значение которой на частоте ~14 МГц составило 26;

Измерения относительного изменения магнитного импеданса от величины внешнего магнитного поля (Н) осуществлялись автоматизированной установкой на базе ПК , разработанной авторами, в основе которой использовалась известная схема, состоящая из последовательно соединённых высокоомного резистора и исследуемого образца [1].

Литература

1.Cокол-Кутыловский О.Л.// ФММ. 1997. Т.84.Вып.3.С.54-51.

УДК 537.31:537.322.11

Влияние кислорода на электрические свойства композитов на основе оксида меди

В.А. Макагонов., аспирант, М.А. Каширин

Кафедра физики твердого тела

Создание структур с неоднородностями нанометрового размера на основе пленок полупроводников - это один из эффективных путей получения материалов с сочетанием свойств, необходимых для практического применения.

Методом ионно-лучевого осаждения были получены пленки композитов из наночастиц Co₄₁Fe₃₉B₂₀ в полупроводниковой матрице оксида меди и исследовано влияние реактивного кислорода в распылительной камере на электрические свойства. В процессе ионной бомбардировки мишени CuO часть атомов кислорода теряется, поэтому пленки являются дефицитными по кислороду. Изменяя парциальное давление кислорода, можно получить пленки CuO_x с различным соотношением атомов меди и кислорода. Известно, что оксиды меди проявляют полупроводниковые свойства. В литературе [1,2] приводятся следующие значения ширины запрещенной зоны, рассчитанные по результатам оптических измерений: для Cu₂O (куприт)– 1,9-2,1 эВ; 1,3-2,1 эВ в CuO (тенорит) и Cu₄O₃ (парамелоконит) – 2,4-2,5 эВ.

Исследования ПЭМ показали, что структура исследуемых композитов представляет собой гетерогенную систему металлических гранул размером 4 - 8 нм в матрице оксида меди. Матрица композита является кристаллической состоящей в основном из фазы Cu₂O и включений Cu, а гранулы Co₄₁Fe₃₉B₂₀ находятся в аморфном состоянии. Введение кислорода в процессе напыления композитов приводит к увеличению удельного электрического сопротивления во всем исследованном диапазоне концентраций. При этом на концентрационной зависимости удельного электрического сопротивления наблюдается минимум, а увеличение сопротивления при х > 30 ат.% связано с образованием окисной оболочки металлических гранул.

Удельное сопротивление композитов (Co₄₁Fe₃₉B₂₀)_X(Cu₂O+Cu)_100-X при добавлении кислорода оказалось на 2-5 порядков выше, чем у пленок, осаждаемых в атмосфере аргона. Установлено, что температурные зависимости электрического сопротивления полученных композитов зависят от условий напыления, а также атмосферы, в которой проводятся измерения. Термическая обработка и измерение температурной зависимости электрического сопротивления в воздушной атмосфере также приводят к росту ρ композитов в исследованном диапазоне концентраций.

Величина коэффициента термоэдс в композитах, полученных в атмосфере аргона, растет при увеличении доли проводящей фазы и достигает максимума при х=22 ат.%, после чего она начинает плавно снижаться. Введение кислорода при получении композитов приводит к смещению максимума термоэдс до значений х ≈ 40 ат. %.

Литература

1.Pierson J.F., Thobor-Keck A., Billard A. Cuprite, paramelaconite and tenorite films deposited by reactive magnetron sputtering // Applied surface science, 2003. – V. 210. – P. 359-367.

2. Balamurugan B., Mehta B.R. Optical and structural properties of nanocrystalline copper oxide thin films prepared by activated reactive evaporation // Thin Solid Films, 2001. - V. 396. - P. 90-96.

УДК 538.91