Изучение магнитных и электронных состояний в разбавленных магнитных полупроводниках на основе оксидов марганца и цинка

Основным направлением работ 2016 года было изучение корреляции между магнитными, магнитооптическими и транспортными свойствами поликристаллических пленок манганита Pr(La)1-xSrxMnO3, а также исследование структуры пленок Zn0.95-yCo0.05AlyO и установление влияния алюминия на магнитные свойства образцов. Для пленок манганита празеодима Pr1-xSrxMnO3 (x = 0.2 и 0.4) измерен магнитный линейных дихроизм (МЛД) в ферромагнитной фазе при T = 90 K. Установлено, что МЛД спектры пленок с различной концентрацией Sr отличаются между собой, а также отличаются от спектров магнитного кругового дихроизма (МКД) соответствующих образцов, исследуемых ранее. В отличие от диэлектрической пленки (x = 0.2), на полупроводниковом образце (x = 0.4) в спектре МЛД наблюдается дополнительный максимум другого знака в области 2 eV, подобно поведению МЛД в полупроводнике La0.7Sr0.3MnO3. Таким образом, появление дополнительных спектральных особенностей в МЛД спектре, как и в случае МКД, коррелирует с типом проводимости образцов.Проведены измерения электрического сопротивления Pr1-xSrxMnO3 (x = 0.2 и 0.4) образцов различной толщины в магнитном поле 0-5 kOe при температуре 70-300 K. Установлено, что пленки (x = 0.2) толщиной 20-150 nm, действительно, являются диэлектрическими. Определена температура перехода «полупроводник-изолятор» для пленок (x = 0.4) толщиной 20-130 nm. Показано, что данная температура перехода понижается с уменьшением толщины образцов. Установлена корреляция между поведением МКД спектра в области 2-2.5 eV и поведением электрического сопротивления в области температуры перехода «полупроводник-изолятор». Установлено, что величина магнитосопротивления незначительно увеличивается с понижением толщины пленок. В указанном интервале температур влияние ионов Pr на магнитотранспортные свойства не выявлено.Проанализированы полевые зависимости сигнала рентгеновского магнитного кругового дихроизма на PrL2 и MnK – краях в пленках Pr1-xSrxMnO3 (x = 0.2 и 0.4). Установлен парамагнитный ван-флековский вклад от ионов Pr3+ в намагниченность образцов в интервале температур 25-300 K. Изучена парамагнитная фаза Pr1-xSrxMnO3 (x = 0.2 и 0.4) пленок до 350 K методом электронного парамагнитного резонанса (ЭПР). Определены области существования Гриффитс-подобных фаз в образцах: 120-150 K (для x = 0.2) и 240-300 K (для x = 0.4), что объясняет пониженную температуру Кюри у пленок, определенную с помощью магнитометрии. В рамках проекта синтезированы серии пленок Zn0.95-yCo0.05AlyO (y =0.01-0.04) на сапфировой подложке. Изучение структуры образцов методом рентгеновской дифракции показало, что пленки являются монокристаллическими с характеристиками, зависящими от степени допирования Al. Измерены полевые и температурные зависимости намагниченности пленок. Предварительный анализ магнитных свойств показал, что пленки ферромагнитны при комнатной температуре, при этом величина намагниченности в поле насыщения и коэрцитивная сила растут с увеличением концентрации Al, что свидетельствует о расширении ферромагнитной области в образцах.