Електрофізичні властивості шаруватих структур [Ni80Fe20/SiOx)]n

У даній роботі за допомогою методу пошарового електронно-променевого випарювання було виготовлено серію шаруватих структур [Ni80Fe20(d)/SiOx(5)]5/П з різною ефективною товщиною феромагнітних шарів Ni80Fe20. Досліджено фазовий склад, мікроструктуру та електрофізичні властивості зразків залежно від товщини металевих шарів та температури відпалу. За результатами електронної дифракції та трансмісійної електронної мікроскопії встановлено, що зразки мають нанокристалічну структуру, де зерна Ni80Fe20 впроваджені в аморфну матрицю SiOx, а їх фазовий стан відповідає структурі ГЦК-Ni3Fe і зберігається навіть після відпалу при 500 і 700 K. Середній розмір зерен зростає зі збільшенням товщини шару та температури відпалу, що зумовлює зміни в транспортних характеристиках. Температурні залежності питомого опору та температурного коефіцієнта опору (ТКО) досліджено в межах декількох циклів «нагрівання ↔ охолодження» до 600 K. Виявлено, що для структур з товщиною Ni80Fe20 d = 4 – 8 нм реалізується металевий режим провідності, що характеризується додатними значеннями ТКО. Натомість при d = 3 нм питомий опір практично не змінюється з температурою, а ТКО наближається до нуля, що вказує на реалізацію перехідного режиму провідності зі спільною дією металевої та тунельної провідності. Встановлено, що процес відпалу сприяє зниженню питомого опору за рахунок покращення кристалічної структури. Результати демонструють монотонний характер залежностей питомого опору та ТКО від товщини шарів Ni80Fe20, що зумовлено еволюцією розмірів зерен та міжзеренних відстаней. Отримані дані є перспективними для цілеспрямованого керування провідністю у феромагнітних багатошарових структурах для застосування у спінтроніці, сенсориці та функціональних наноматеріалах.