Свойства кристалла FeNi3

Свойство	Значение
Постоянная кристаллической решетки	0,3600 нм^[10]
Точка Кюри пермаллоя (22% Fe, 78% Ni)	823°K
Удельное электрическое сопротивление	0,81 мкОм*м
Температура перехода порядок-беспорядок для FeNi3	503°К

Большинство современных магнитных материалов представлены магнитными сплавами, а не чистыми ферромагнитными веществами. С точки зрения технического применения ферромагнитные вещества можно разделить на следующие группы: магнитомягкие материалы, использование которых связано с их свойством легко намагничиваться в слабых полях; магнитожесткие материалы, для изменения намагниченности которых требуются большие поля и которые могут сохранять существенную остаточную намагниченность. Сплавы железа с никелем относятся к магнитомягким веществам. Эти сплавы можно разделить на два типа: содержащие 0 - 30% никеля и содержащие 40 - 100% никеля. Сплавы первого типа при низких температурах имеют о.ц.к решетку, которая при высоких температурах перестраивается в г.ц.к решетку; сплавы второго типа, к которым относится FeNi₃ представляют собой твердые растворы, образующую только г.ц.к решетку. В качестве примера можно отметить такие материалы как пермаллой (Fe₂₂Ni₇₈), инвар (сплав типа Fe₃Ni). Пермаллой является очень удобным и дешевым материалом для экранировки оборудования от наведенных электрических и магнитных полей. Характерной особенностью инвара является отрицательный коэффициент термического расширения. Он используется в виде вставок в прецизионные установки в качестве компенсирующего тепловое расширение материала.

По данным нейтронографических исследований в сплавах FeNi, имеющих г.ц.к. структуру, атомы железа и никеля обладают локализованными атомными моментами, соответственно равными 2,8 µB и 0,6 µB соответственно. Эти атомные моменты создаются в основном собственными магнитными моментами 3d-электронов. Орбитальная часть магнитного момента атома железа в таких сплавах приблизительно равна 0,1 µB. Электроны проводимости в этих сплавах слабо намагничены в противоположную, по сравнению с направлением намагниченности 3d-электронов, сторону ^[4].

В богатых никелем поликристаллических системах Fe-Ni существует два химических соединения: FeNi и FeNi₃. Эти соединения образуются в результате упорядочения твёрдого раствора.

В сплавах, содержащих от ~50% до 85% никеля, при медленном охлаждении формируется сверхструктура FeNi₃. Этим превращением объясняются и необычные магнитные свойства сплава с 78% никеля, магнитная проницаемость которого достигает величины 10⁵.

1.3 Свойства фторида лития и его тонких плёнок

Свойство	Значение
Кристаллическая структура	Структура типа NaCl
Постоянная кристаллической решетки	0,40279 нм
Температура плавления	1121 Kº

При нормальных условиях фторид лития — белый порошок или прозрачный бесцветный кристалл, диэлектрик, негигроскопичный, почти не растворимый в воде. В литературе было встречено несколько работ, освещающих особенности рост тонких плёнок LiF. Ниже приведены основные приведённые в них результаты.

Работа Шульца ^[5]

Тонкие пленки LiF наносились путём напыления на аморфную (материал авторы работы не указывают) подложку в вакууме. Скорость напыления составляла 1 монослой в секунду. Изучение полученных структур производилось с помощью дифракции медленных электронов, электронной микроскопии и дифракции рентгеновских лучей. Было обнаружено, что плёнка растёт поликристаллическая, и преимущественная кристаллографическая ориентация её поверхности меняется в зависимости от толщины (см. рисунок 1.1). На начальных стадиях роста имелось небольшое преимущество фазы с направлением (100). При дальнейшем росте сначала полностью пропадало какое-либо упорядочение, а после сильно выделялось кристаллографическое направление (111). Авторы работы объясняют это тем, что первый слой садился на гладкую поверхность, а следующие - уже на грубую. Кристаллиты имеют тенденцию к кубической форме роста, их расположение хаотично.

Для пленок также приводятся результаты электронной микроскопии. На рисунке 1.2 изображена реплика поверхности пленки на ранних стадиях роста. Все крупные кристаллиты, а также некоторые из более мелких кристаллов, имеют форму трехсторонних пирамид. Но большинство из кристаллитов плохо разрешены, и это не дает достаточной определенности с их размерами.

Рис.1.1	Рис.1.2
ДМЭ пленок фторида лития: А – 30А, В – 60А, С – 300А, D – 600А , E – 1000А.	Картина реплики пленки LiF

Работа Кэмпбелла, Стирлэнда и Блэкбёрна ^[6]

Авторами исследовался рост LiF на поверхности аморфной углеродной плёнки. Эксперимент проводился в стандартной вакуумной камере с диффузионным насосом. Давление изначально поддерживалось на уровне 10^‑5Торр, но в процессе напыления происходило снижение до 10^-4. Фторид лития напылялся из нагреваемой молибденовой камеры, скорость напыления точно контролировалась измерителем скорости Кэмпбелла.

Измерения показали, что фторид лития осаждается на поверхности монокристаллическими островками, размер которых зависел от скорости напыления. При скорости 10 Å/c и толщине в 10 Å островки имели нанометровые размеры, а при толщине 26 Å размер островков составлял доли микрометров.

В работе Хэвенса и Смита, также, приводится теоретический анализ роста пленок фторида лития. Авторы работы делают вывод о том, что рост тонких пленок обусловлен как кристаллической решеткой подложки, так и материала, из которого она изготовлена. ^[7]