Роль кластерной структуры в магнетизме аморфного сплава Fe₆₇Cr₁₈B₁₅ и в смене механизмов рассеяния электронов под воздействием ионного (Ar⁺) облучения
Окунев В.Д., Самойленко З.А., Szymczak R., Szymczak H., Szewezyk A., Malinovski A., Wieckowski J., Wolny-Marszalek M., Jezabek M., Антошина И.А.

Received: December 24, 2017

DOI: 10.7868/S004445101806010X

PDF (975.3K)

Изучен вклад разномасштабных кластеров в магнетизм и переключение механизмов рассеяния электронов в аморфном сплаве Fe₆₇Cr₁₈B₁₅ при ионном (Ar⁺) облучении. Установлено, что кластерный магнетизм связан с присутствием двух типов кластеров: больших, размером D=150-250 A α -фазы (Fe, Cr), и мелких, D=40-80 A, в разупорядоченной межкластерной среде. Генерация мелких FM- и AFM-кластеров ионным облучением приводит к формированию кластерного стекла, которое влияет на электрические свойства образцов и является основной причиной магнитной фрустрации. Показано, что температурная зависимость высоты барьера характеризует магнитное состояние образцов в слабых полях. Для системы в целом универсальной характеристикой является температурная зависимость параметра порядка. Для исходных образцов в интервале 98-300 K температурная зависимость удельного сопротивления определяется рассеянием электронов на квантовых дефектах, переход в FM-состояние выявляется при анализе производной . В сильнонеоднородных образцах после облучения потоком Φ =1.5• 10¹⁸ ион/см² рост сопротивления и зависимость обусловлены эффектами слабой локализации; переход в FM-состояние становится явным при рассмотрении производной . Облучение потоком Φ =3• 10¹⁸ ион/см² вызывает гигантское (вдвое) увеличение плотности, восстанавливает ферромагнетизм крупных кластеров, на 37% снижает сопротивление и возвращает зависимость , что обусловлено перекрытием генерируемых облучением мелких кластеров с увеличением их концентрации и ростом плотности образцов. Перекрытие кластеров понижает высоту барьера и уменьшает чувствительность образцов к влиянию внешнего поля. Из-за частичной экранировки магнитных моментов крупных кластеров средой со свойствами кластерного стекла зависимость распространяется на весь исследуемый температурный интервал, T=2-300 K.