Магниторезистивный эффект в модифицированных имплантацией ионов железа пленках полиэтилентерефталата, обусловленный доменными стенками

Abstract

Модификация электрофизических свойств полимеров с помощью имплантации ионов металла приводят к изменению их проводимости от величин, характерных для хороших изоляторов, до значений, близких тем, которые имеют полупроводниковые материалы и даже металлы. Особый интерес представляет изучение магни­тотранспортных характеристик полимеров, модифицированных имплантацией ионов магнитных металлов. При дозе имплантации, превышающей предел растворимости металла в матрице полимера, в модифицированном слое начинается зарождение ме­таллических магнитных наночастиц, их последующий рост и агломерация. В зависимости от дозы и плотности тока имплантации содержание металла в виде час­тиц в имплантированном слое может колебаться от нескольких единиц до несколь­ких десятков атомных процентов. В этом случае радиационно-индуцированные ме­ханизмы проводимости, обусловленные процессами карбонизации, будут иметь ме­сто наряду с механизмами транспорта заряда, обусловленными легированием маг­нитным металлом, а наличие электронов проводимости в модифицированном слое проявится в формировании магнитных характеристик такой системы. Все это позво­ляет реализовать механизмы переноса заряда, обусловленные как межкластерным туннелированием (прыжками), так и диффузионным движением электронов при дос­тижении перехода диэлектрик-металл. С другой стороны, постепенное увеличение концентрации магнитной компоненты приводит к магнитному перколяционному пе­реходу от диамагнитного состояния к ферромагнитному через суперпарамагнетизм формирующихся магнитных наночастиц. При этом в гранулированных конденсиро­ванных средах с магнитным упорядочением наблюдается широкий спектр магнит­ных микроструктур и связанных с этим метастабильных состояний, приводящих к сложным для описания явлениям переноса заряда вследствие наличия рассеяния на доменных стенках. Последнее приводит к эффектам тренировки: а именно зави­симости как магнитных, так и магнитотранспортных свойств таких сред от магнит­ной предыстории.