Osobennosti povedeniya linii epr (g ≈ 4.3) v magnitnykh nanogranulyarnykh kompozitakh
- Autores: Drovosekov A.1, Kreynes N.1, Ziganurov D.1,2, Sitnikov A.3,4, Nikolaev S.4, Ryl'kov V.4,5
-
Afiliações:
- Kapitza Institute for Physical Problems, Russian Academy of Sciences
- National Research University Higher School of Economics
- Voronezh State Technical University
- National Research Centre Kurchatov Institute
- Kotelnikov Institute of Radio Engineering and Electronics, Fryazino Branch, Russian Academy of Sciences
- Edição: Volume 164, Nº 4 (2023)
- Páginas: 650-661
- Seção: Articles
- URL: https://journals.rcsi.science/0044-4510/article/view/247345
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0044451023100176
- EDN: https://elibrary.ru/XLVWAY
- ID: 247345
Citar
Resumo
Films of metal-insulator nanogranular composites MxD100 – x with different composition and percentage of metal and dielectric phases (M = Fe, Co, CoFeB; D = Al2O3, SiO2, LiNbO3; x ≈ 15–70 at %) are investigated by magnetic resonance in a wide range of frequencies (f = 7–37 GHz) and temperatures (T = 4.2–360 K). In addition to the usual ferromagnetic resonance signal from an array of nanogranules, the experimental spectra contain an additional absorption peak, which we associate with the electron paramagnetic resonance (EPR) of Fe and Co ions dispersed in the insulating space between the granules. In contrast to the traditional EPR of Fe and Co ions in weakly doped non-magnetic matrices, the observed peak demonstrates a number of unusual properties, which we explain by the presence of magnetic interactions between ions and granules.
Sobre autores
A. Drovosekov
Kapitza Institute for Physical Problems, Russian Academy of Sciences
Email: drovosekov@kapitza.ras.ru
119334, Moscow, Russia
N. Kreynes
Kapitza Institute for Physical Problems, Russian Academy of Sciences
Email: drovosekov@kapitza.ras.ru
119334, Moscow, Russia
D. Ziganurov
Kapitza Institute for Physical Problems, Russian Academy of Sciences; National Research University Higher School of Economics
Email: drovosekov@kapitza.ras.ru
119334, Moscow, Russia; 101000, Moscow, Russia
A. Sitnikov
Voronezh State Technical University; National Research Centre Kurchatov Institute
Email: drovosekov@kapitza.ras.ru
394026, Voronezh, Russia; 123182, Moscow, Russia
S. Nikolaev
National Research Centre Kurchatov Institute
Email: drovosekov@kapitza.ras.ru
123182, Moscow, Russia
V. Ryl'kov
National Research Centre Kurchatov Institute; Kotelnikov Institute of Radio Engineering and Electronics, Fryazino Branch, Russian Academy of Sciences
Autor responsável pela correspondência
Email: drovosekov@kapitza.ras.ru
123182, Moscow, Russia; 141190, Fryazino, Moscow oblast, Russia
Bibliografia
- J. L. Dormann and D. Fiorani, Magnetic Properties of Fine Particles, Elsevier, Amsterdam (1992).
- Magnetic Nanoparticles, ed. by S. P. Gubin, John Wiley and Sons, Hoboken, NJ (2009).
- S. Bedanta, A. Barman, W. Kleemann, O. Petracic, and T. Seki, J. Nanomaterials 2013, 952540 (2013).
- В. В. Рыльков, А. Б. Дровосеков, А. Н. Талденков, С. Н. Николаев, О. Г. Удалов, А. В. Емельянов, А. В. Ситников, К. Ю. Черноглазов, В. А. Демин, О. А. Новодворский, А. С. Веденеев, А. С. Бугаев, ЖЭТФ 155, 127 (2019).
- A. B. Drovosekov, N. M. Kreines, A. S. Barkalova, S. N. Nikolaev, V. V. Rylkov, and A. V. Sitnikov, J. Magn. Magn. Mater. 495, 165875 (2020).
- А. Б. Дровосеков, Н. М. Крейнес, А. С. Баркалова, С. Н. Николаев, А. В. Ситников, В. В. Рыльков, Письма в ЖЭТФ 112, 88 (2020).
- А. Б. Дровосеков, Н. М. Крейнес, О. А. Ковалев, А. В. Ситников, С. Н. Николаев, В. В. Рыльков, ЖЭТФ 161, 853 (2022).
- А. Б. Дровосеков, Н. М. Крейнес, О. А. Ковалев, А. В. Ситников, С. Н. Николаев, В. В. Рыльков, ЖЭТФ 162, 426 (2022).
- V. V. Rylkov, A. V. Sitnikov, S. N. Nikolaev, V. A. Demin, A. N. Taldenkov, M. Yu. Presnyakov, A. V. Emelyanov, A. L. Vasiliev, Yu. E. Kalinin, A. S. Bugaev, V. V. Tugushev, and A. B. Granovsky, J. Magn. Magn. Mater. 459, 197 (2018).
- V. Rylkov, A. Sitnikov, S. Nikolaev, A. Emelyanov, K. Chernohlazov, K. Nikiruy, A. Drovosekov, M. Blinov, E. Fadeev, A. Taldenkov, V. Demin, A. Vedeneev, A. Bugaev, and A. Granovsky, IEEE Magnet. Lett. 10, 2509504 (2019).
- В. В. Рыльков, А. В. Емельянов, С. Н. Николаев, К. Э. Никируй, А. В. Ситников, Е. А. Фадеев, В. А. Демин, А. Б. Грановский, ЖЭТФ 158, 164 (2020).
- V. V. Rylkov, S. N. Nikolaev, K. Yu. Chernoglazov, V. A. Demin, A. V. Sitnikov, M. Yu. Presnyakov, A. L. Vasiliev, N. S. Perov, A. S. Vedeneev, Yu. E. Kalinin, V. V. Tugushev, and A. B. Granovsky, Phys. Rev. B 95, 144202 (2017).
- В. В. Рыльков, С. Н. Николаев, В. А. Демин, А. В. Емельянов, А. В. Ситников, К. Э. Никируй, В. А. Леванов, М. Ю. Пресняков, А. Н. Талденков, А. Л. Васильев, К. Ю. Черноглазов, А. С. Веденеев, Ю. Е. Калинин, А. Б. Грановский, В. В. Тугушев, А. С. Бугаев, ЖЭТФ 153, 424 (2018).
- Е. А Фадеев, M. A. Шахов, E. Лахдеранта, А. Л. Васильев, А. В. Ситников, В. В. Рыльков, А. Б. Грановский, ЖЭТФ 160, 903 (2021).
- E. A. Gan'shina, A. Granovsky, D. Shevyakov, A. Sitnikov, E. L¨ahderanta, and V. Rylkov, IEEE Magnet. Lett. 11, 2500504 (2020).
- T. Castner, G. S. Newell, W. C. Holton, and C. P. Slichter, J. Chem. Phys. 32, 668 (1960).
- H. H. Wickman, M. P. Klein, and D. A. Shirley, J. Chem. Phys. 42, 2113 (1965).
- Я. Г. Клява, ЭПР-спектроскопия неупорядоченных твердых тел, Зинатне, Рига (1988).
- Yu. A. Koksharov, D. A. Pankratov, S. P. Gubin, I. D. Kosobudsky, M. Beltran, Y. Khodorkovsky, and A. M. Tishin, J. Appl. Phys. 89, 2293 (2001).
- A. Jitianu, M. Crisan, A. Meghea, I. Rau, and M. Zaharescu, J. Mater. Chem. 12, 1401 (2002).
- J. Kliava, I. Edelman, O. Ivanova, R. Ivantsov, E. Petrakovskaja, L. Hennet, D. Thiaudi'ere, and M.-L. Saboungi, J. Magn. Magn. Mater. 323, 451 (2011).
- I. Edelman, O. Ivanova, R. Ivantsov, D. Velikanov, V. Zabluda, Y. Zubavichus, A. Veligzhanin, V. Zaikovskiy, S. Stepanov, A. Artemenko, J. Cur'ely, and J. Kliava, J. Appl. Phys. 112, 084331 (2012).
- O. Ivanova, J. Kliava, I. Edelman, R. Ivantsov, and E. Petrakovskaja, EPJ Web Conf. 185, 03011 (2018).
- S. Tomita, M. Hagiwara, T. Kashiwagi, C. Tsuruta, Y. Matsui, M. Fujii, and S. Hayashi, J. Appl. Phys. 95, 8194 (2004).
- A. A. Timopheev, I. Bdikin, A. F. Lozenko, O.V. Stognei, A. V. Sitnikov, A. V. Los, and N. A. Sobolev, J. Appl. Phys. 111, 123915 (2012).
- Ju. Chekrygina, A. Devizenko, Yu. Kalinin, S. Kirov, E. Lebedeva, I. Shipkova, A. Sitnikov, N. Syr'ev, and S. Vyzulin, Sol. State Phenom. 215, 272 (2014).
- V. E. Buravtsova, V. S. Guschin, Yu. E. Kalinin, S. A. Kirov, E. V. Lebedeva, S. Phonghirun, A. V.Sitnikov, N. E. Syr'ev, and I. T. Tro menko, Centr. Eur. J. Phys. 2, 566 (2004).
- Р. С. Исхаков, Е. А. Денисова, С. В. Комогорцев, Л. А. Чеканова, Ю. Е. Калинин, А. В. Ситников, ФТТ 52, 2120 (2010).
- Л. Н. Котов, В. А. Устюгов, В. С. Власов, А. А. Уткин, Ю. Е. Калинин, А. В. Ситников, Известия РАН. Серия физическая 87, 441 (2023).
- Л. Н. Котов, М. П. Ласёк, В. К. Турков, Д. М. Холопов, В. С. Власов, Ю. Е. Калинин, А. В. Ситников, Известия РАН. Серия физическая 84, 1255 (2020).
- N. A. Lesnik, R. Gontarz, G. N. Kakazei, A. F. Kravets, P. E. Wigen, and J. Dubowik, Phys. Stat. Sol. (a) 196, 157 (2003).
- M. J. M. Pires, J. C. Denardin, E. C. da Silva, M. Knobel, J. Appl. Phys. 99, 063908 (2006).
- G. N. Kakazei, Yu. G. Pogorelov, M. D. Costa, V. O. Golub, J. B. Sousa, P. P. Freitas, S. Cardoso, and P. E. Wigen, J. Appl. Phys. 97, 10A723 (2005).
- С. А. Вызулин, Ю. Е. Калинин, Г. Ф. Копытов, Е. В. Лебедева, А. В. Ситников, Н. Е. Сырьев, Известия ВУЗов. Физика 49, 47 (2006).
- W. Wang, Z. Jiang, and Y. Du, J. Appl. Phys. 78, 6679 (1995).
- A. Butera, J. N. Zhou, and J. A. Barnard, Phys. Rev. B 60, 12270 (1999).
- J. G'omez, A. Butera, and J. A. Barnard, Phys. Rev. B 70, 054428 (2004).
- E. A. Denisova, R. S. Iskhakov, S. V. Stolyar, S. V. Komogortsev, L. A. Chekanova, V. K. Maltsev, Yu. E. Kalinin, and A. V. Sitnikov, Sol. State Phenom. 168, 265 (2011).
- E. Denisova, R. Iskhakov, L. Chekanova, Yu. Kalinin, and A. Sitnikov, Sol. State Phenom. 190, 466 (2012).
- Е. Н. Каблов, О. Г. Оспенникова, В. П. Пискорский, Д. В. Королев, Ю. Е. Калинин, А. В. Ситников, Е. И. Куницына, А. Д. Таланцев, В. Л. Бердинский, Р. Б. Моргунов, ФТТ 58, 1086 (2016).
- E. A. Denisova, S. V. Komogortsev, R. S. Iskhakov, L. A. Chekanova, A. D. Balaev, Yu. E. Kalinin, and A. V. Sitnikov, J. Magn. Magn. Mater. 440, 221 (2017).
- O. N. Martyanov, V. F. Yudanov, R. N. Lee, S. A. Nepijko, H. J. Elmers, C. M. Schneider, and G. Sch¨onhense, Appl. Phys. A 81, 679 (2005).
- O. N. Martyanov, D. A. Balaev, O. V. Pylypenko, L. V. Odnodvorets, S. V. Chernov, S. A. Nepijko, H. J. Elmers, C. M. Schneider, and G. Sch¨onhense, J. Supercond. Nov. Magn. 28, 3587 (2015).
- G. N. Kakazei, X. M. Liu, J. Ding, V. O. Golub, O. Y. Salyuk, R. V. Verba, S. A. Bunyaev, and A. O. Adeyeye, Appl. Phys. Lett. 107, 232402 (2015).
- N. Neugebauer, A. Fabian, M. T. Elm, D. M. Hofmann, M. Czerner, C. Heiliger, and P. J. Klar, Phys. Rev. B 101, 104409 (2020).
- A. Granovsky, Yu. Kalinin, A. Sitnikov, and O. Stognei, Phys. Proced. 82, 46 (2016).
- О. В. Стогней, А. В. Ситников, А. Д. Аль-Малики, Вестник Воронежского государственного технического университета 10, 7 (2014).
- Ю. Е. Калинин, А. В. Ситников, О. В. Стогней, Альтернативная энергетика и экология 54, 9 (2007).
- И. М. Трегубов, М. Ю. Смолякова, Д. Н. Клименко, М. А. Каширин, О. В. Стогней, Известия ВУЗов. Порошковая металлургия и функциональные покрытия 2, 37 (2013).
- E. A. Denisova, S. V. Komogortsev, R. S. Iskhakov, L. A. Chekanova, Yu. E. Kalinin, and A. V. Sitnikov, Acta Phys. Polon. A 134, 623 (2018).
- K. B. Efetov and A. Tschersich, Phys. Rev. B 67, 174205 (2003).
- А. Абрагам, Б. Блини, Электронный парамагнитный резонанс переходных ионов, Мир, Москва (1972).
- C. Legein, J. Y. Buzar'e, and C. Jacoboni, J. Non-Cryst. Solids 161, 112 (1993).
- O. Raita, A. Popa, D. Toloman, M. Stan, A. Darabont, and L. Giurgiu, Appl. Magn. Reson. 40, 245 (2011).
- A. Mesaros, C. D. Ghitulica, M. Popa, R. Mereu, A. Popa, T. Petrisor, M. Gabor, A. I. Cadis, and B. S. Vasile, Ceramics Intern. 40, 2835 (2014).
- J. Dubowik, Phys. Rev. B 54, 1088 (1996).
- V. A. Ignatchenko, I. S. Edelman, and D. A. Petrov, Phys. Rev. B 81, 054419 (2010).
- Ч. Киттель, Введение в физику твердого тела, Наука, Москва (1978).
- И. Е. Тамм, Основы теории электричества, Физматлит, Москва (2003).
- Е. А. Туров, М. П. Петров, Ядерный магнитный резонанс в ферро- и антиферромагнетиках, Наука, Москва (1969).
- В. П. Смилга, Ю. М. Белоусов, Мюонный метод исследования вещества, Наука, Москва (1991).
- G. J. Bowden, G. van der Laan, T. Hesjedal, R. J. Hicken, New J. Phys. 21, 073063 (2019).
- M. Godinho, J. L. Dormann, M. Nogu'es, P. Pren'e, E. Tronc, and J. P. Jolivet, J. Magn. Magn. Mater. 140-144, 369 (1995).
- J. L. Dormann and D. Fiorani, J. Magn. Magn. Mater. 140-144, 415 (1995).
- N. A. Usov and O. N. Serebryakova, Sci. Rep. 10, 13677 (2020).