Научная тема: «ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ И МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА НАНОГЕТЕРОГЕННЫХ СИСТЕМ МЕТАЛЛ-ДИЭЛЕКТРИК»
Специальность: 01.04.07
Год: 2010
Основные научные положения, сформулированные автором на основании проведенных исследований:
  1. Установка ионно-лучевого распыления, позволившая получить новые наногранулированные композиты металл-диэлектрик и наноразмерные многослойные пленки композит-полупроводник.
  2. Новый метод определения порога перколяции в гетерогенных системах металл-диэлектрик по пересечению концентрационных зависимостей удельного электрического сопротивления исходных и подвергнутых изотермическому отжигу образцов, не приводящему к разрушению их наногрануллированной структуры.
  3. Смена механизма переноса заряда в доперколяционных композитах металл-диэлектрик при температуре ~180 К. В температурном интервале 77 - ~180 К основным механизмом является прыжковая проводимость по локализованным состояниям вблизи уровня Ферми с переменной длиной прыжка. При температурах ~180 - ~300 К перенос заряда осуществляется посредством неупругого резонансного туннелирования электронов.
  4. Вклад проводящей фазы в эффективную плотность электронных состояний на уровне Ферми (g(ЕF)) доперколяционных композитов зависит от величины g(ЕF) металлического сплава и возрастает в последовательности CoNbTa ® CoFeB ® CoFeZr. В композитах с одинаковой диэлектрической матрицей dg(ЕF)/dx имеет близкие значения.
  5. Основными механизмами формирования магнитной анизотропии в композитах с аморфной структурой ферромагнитных гранул (Co41Fe39B20)Х(Al2O3)100-X, (Co41Fe39B20)Х(MgO)100-X, (Co41Fe39B20)Х(CaF2)100-X, (Co41Fe39B20)Х(SiO2)100-X и (Co45Fe45Zr10)Х(SiO2)100-X являются:- парное упорядочение атомов в аморфной металлической фазе, - магнитоупругое взаимодействие ферромагнитных частиц с механическими напряжениями в пленке,- анизотропия формы структурных неоднородностей.
  6. Перпендикулярная магнитная анизотропия в композитах CoХ(SiO2)100-X, (Co45Fe45Zr10)Х(Al2O3)100-X, (Co84Nb14Ta2)Х(SiO2)100-X, (Co84Nb14Ta2)Х(MgO)100-X и (Co84Nb14Ta2)Х(Al2O3)100-X обусловлена формированием столбчатой структуры металлической и диэлектрической фаз, ориентированной в направлении роста пленки и образующейся  в процессе ее осаждения. Условиями возникновения положительного магнитосопротивления в нанокомпозитах металл-диэлектрик являются: образование кластеров металлических гранул вблизи порога перколяции и выполнение соотношения Еа < kT < Еа+ Едип между энергией магнитной анизотропии гранулы (Еа), энергией диполь-дипольного взаимодействия кластера и гранулы (Едип) и тепловой энергией (kT).
  7. Экспериментальный факт, заключающийся в том, что при толщине полупроводниковой прослойки более 1.1 нм в многослойной структуре [(Co45Fe45Zr10)35(Al2O3)65/a-Si:H]30 происходит переход от суперпарамаг-нитного состояния системы к ферромагнитному упорядочению.
Список опубликованных работ
Публикации в изданиях, рекомендованные ВАК РФ

1. Электрические свойства аморфных композиционных пленок / П.В. Неретин, Н.П. Самцова, Ю.Е. Калинин, А.В. Ситников // Техника машиностроения – 1998.- Вып.17 - N3. - С.121-123.

2. Фазовое расслоение и электрические свойства аморфных систем (Co41Fe39B20)100-X(SiO2)X / Ю.Е. Калинин, С.Б. Кущев, П.В. Неретин, А.В. Ситников, О.В. Стогней // Журнал прикладной химии. - 2000.- Т. 73. - Вып.3.- С.439-443.

3. Резистивные и магниторезистивные свойства гранулированных аморфных композитов CoFeB-SiOn /О.В. Стогней, Ю.Е. Калинин, И.В. Золотухин, А.В. Слюсарев, А.В. Ситников// Физика металлов и металловедение. - 2001. - Т.91. - №1. - С.24-31.

4. Electrical properties and giant magnetoresistance of CoFeB-SiO2 amorphous granular composites / Yu.E. Kalinin, A.V. Sitnikov, O.V. Stognei, I.V. Zolotukhin, P.V Neretin // Mat. Scien. and Engin. - 2001. - A304-306. - P. 941-945.

5. Свойства и перспективы применения гранулированных ферромагнетиков в об-ласти СВЧ / Н.Е. Казанцева, А.Т. Пономаренко, В.Г. Шевченко, И.А. Чмутин, Ю.Е. Калинин, А.В. Ситников// Физика и химия обработки материалов. - 2002.-№ 1.-C. 5-11.

6. Электрическое сопротивление аморфных нанокомпозитов CoTaNb+SiO2 / И.В. Золотухин, П.В. Неретин, Ю.Е. Калинин, О.В. Стогней, А.В. Ситников // Альтерна-тивная энергетика и экология - 2002.- № 2. -С.7-14.

7. Электронный транспорт в магнитном поле в гранулированных пленках аморфной двуокиси кремния с ферромагнитными наночастицами / Л.В. Луцев, Ю.Е. Калинин, А.В. Ситников, О.В. Стогней // ФТТ. - 2002. - T. 44. - № 10. - С. 1802-1810.

8. Структура и электрические свойства аморфных нанокомпозитов (Co45Fe45Zr10)X(SiO2)100-X / Ю.Е. Калинин, А.Н. Ремизов, А.В. Ситников, Н.П. Самцова // Перспективные материалы. - 2003. - № 3. - C. 62-66.

9. Гигантское магнитосопротивление и магнитооптические свойства гранулиро-ванных нанокомпозитов металл-диэлектрик / В.Е. Буравцева, Е.А. Ганьшина, В.С. Гущин, Ю.Е. Калинин, С. Пхонгхурун, О.В. Стогней, Н.Е. Сырьев, А.В. Ситников // Изв. АН. Сер. Физическая.-2003.- Т. 67. – № 7.- С. 918-920.

10. Магнитооптическое исследование гранулированных пленок оксида кремния с ферромагнитными частицами CoNbTa / А.В. Кимель, Р.В. Писарев, А.А. Ржевский, Ю.Е. Калинин, О.В. Стогней, А.В. Ситников, F. Bentivegna, Th. Rasing // Физика твер-дого тела.-2003.- Т. 45. - Вып. 2.- С. 269-272.

11. Эффект Баркгаузена и порог перколяции в нанокомпозитах металл-диэлектрик с аморфной структурой / Ю.Е. Калинин, Н.Е. Скрябина, Л.В. Спивак, А.В. Ситников, А.А. Шадрин // Письма в ЖТФ.- 2003.- Т.29.- Вып. 9.- С.18-23.

12. Инверсное магнитосопротивление в магнитных гранулированных композитах (FeCoB)-(Al2O3) / А.С. Андреенко, В.А. Березовец, А.Б. Грановский, И.В. Золотухин, М. Инуе, Ю.Е. Калинин, О.В. Стогней, А.В. Ситников, Т. Палевский // ФТТ. -2003.- Т. 45.-Вып.8.- С.1446-1449.

13. Нанокомпозиты аморфных металлических сплавов в диэлектрической матрице / Ю.Е. Калинин, А.Т. Пономаренко, А.В. Ситников, О.В. Стогней // Инженерная физика,- 2003.- № 5.- C.44-50.

14. Высокочастотные магнитные свойства гранулированных нанокомпозитов ме-талл-диэлектрик / В.А. Калаев, Ю.Е. Калинин, В.Н. Нечаев, А.В. Ситников // Вестник Воронеж. гос. тех. ун-та. Сер. Материаловедение. - 2003.-Вып.1.13.-С.38-42.

15. Калинин Ю.Е. Электрические свойства аморфных нанокомпозитов (Co45Fe45Zr10)Х(Al2O3)100-Х/ Ю.Е. Калинин, А.Н. Ремизов, А.В. Ситников // Вестник Воронеж. гос. тех. ун-та. Сер. Материаловедение. - 2003 - Вып. 1.13. - С. 43-46.

16. Оптические и магнитооптические свойства гранулированных магнитных наноструктур CoFeB/SiO2 и CoFeZr/Al2O3 /А.М.Калашникова, В.В. Павлов, Р.В. Писа-рев, Ю.Е. Калинин, А.В. Ситников, Th.Rasing // ФТТ.- 2004.- Т. 46.- Вып. 11.- С. 2092-2098.

17. Наноструктурные композиты аморфных металлических сплавов в диэлектри-ческой матрице / Ю.Е. Калинин, А.Т. Пономаренко, А.В. Ситников, О.В. Стогней // Пер-спективные материалы.- 2004.- № 4.- С.5-11.

18. Barkhausen effect and percolation threshold in metal-dielectric nanocomposites / Yu.E. Kalinin, A.V. Sitnikov, N.E. Skryabina, L.V. Spivak, A.A Shadrin // J. Magn. Mag. Mat.- 2004.- V.272.-276.- P.893-894.

19. Калаев В.А. Магнитные свойства гранулированных наногкомпозитов (Co41Fe39B20)х (Al2O3)100-х в СВЧ-диапазоне / В.А. Калаев, Ю.Е. Калинин, А.В. Ситников // Альтернативная энергетика и экология. - 2004. - № 5. - С. 19-22.

20. Калаев В.А. Высокочастотные магнитные свойства гранулированных нано-композитов (Co41Fe39B20)Х(SiO2)100-Х/ В.А. Калаев, Ю.Е. Калинин, А.В. Ситников // Альтернативная энергетика и экология. - 2004. - № 6. - С. 13-15.

21. Калинин Ю.Е. Электрические свойства аморфных нанокомпозитов (Co45Fe45Zr10)X(Al2O3)1-X / Ю.Е. Калинин, А.Н. Ремизов, А.В.Ситников //ФТТ. - 2004. - T.46. - Bып.11. - C. 2076-2082.

22. Белоусов В.А., Термоэдс композитов аморфных металлических наночастиц Co45Fe45Zr10 в диэлектрической матрице Al2O3 и SiO2 / В.А. Белоусов, Ю.Е. Калинин, А.В. Ситников // Вестник Воронеж. гос. тех. ун-та. Сер. Материаловедение.- 2005.- Вып. 1.17. - С.64-67.

23. Высокочастотные магнитные свойства гранулированных нанокомпозитов (Co45Fe45Zr10)X(SiO2)100-X / В.А. Калаев, Ю.Е. Калинин, А.В. Ситников, К.А. Ситников // Перспективные материалы. - 2005. - № 6. - С.856-859.

24. Особенности отражения СВЧ-волн от гранулированных плёнок (Co45Fe45Zr10)Х (Al2O3)100-Х / Ю. Е. Калинин, Л. Н. Котов, С. Н. Петрунёв, А. В. Ситников. // Известия РАН. Сер. Физическая. - 2005. - Т.69. - № 8. - С.1195-1199.

25. Relaxation of magnetization in thin composite (Co45Fe45Zr10)x(Al2O3)100-x films / L.N. Kotov, V.K. Tyrkov, V.S. Vlasov, Yu.E. Kalinin, A.V. Sitnikov // Materials Science and Engineering. - 2006. - V. 442. - P.352-355.

26. Перенос заряда и диэлектрические свойства гранулированных нанокомпозитов Coх(LiNbO3)100-х/ С.А. Гриднев, А.Г. Горшков, А.В. Ситников, Ю.Е. Калинин // ФТТ.- 2006.- Т. 48.- Вып. 6.- С. 1115-1117.

27. Особенности ферромагнитного резонанса в кобальтсодержащих гранулиро-ванных наноструктурах / C.А. Вызулин, Ю.Е. Калинин, Г.Ф. Копытов, Е.В. Лебедева, А.В. Ситников, Н.Е. Сырьев // Изв. вузов. Сер. Физика.- 2006.- Т. 49.- № 3.- С. 47-53.

28. Электрические и диэлектрические свойства тонкопленочных наногетерогенных структур / С.А. Гриднев, А.Г. Горшков, М.Н. Копытин, А.В. Ситников, О.В. Стогней // Изв. РАН. Сер. Физическая.- 2006.- Т.70.- № 8.- С.1130-1133.

29. Магнитные и магнитооптические свойства нанокомпозитов ферромагнетик-сегнетоэлектрик СоLiNbO3 / C.А. Вызулин, В.Е. Буравцева, В.С. Гущин, Е.А. Ганьшина, Ю.Е. Калинин, Е.В. Лебедева, А.В. Ситников, Н.Е. Сырьев, С. Пхонгхирун // Изв. РАН. Сер. Физическая.- 2006.- Т.70.- №7.- С.949-952.

30. Планарный эффект Холла и анизотропное магнитосопротивление в слоистых структурах Co0.45Fe0.45Zr0.1/&#945;-Si с перколяционной проводимостью / Б.А. Аронзон, А.Б. Грановский, А.Б. Давыдов, М.Е. Докукин, Ю.Е. Калинин, С.Н. Николаев, В.В. Рыль-ков, А.В. Ситников, В.В. Тугушев // ЖЭТФ. - 2006. - Т.130. - Вып.1(7). - С.127-136.

31. Калинин Ю.Е., Электрические свойства многослоек металл-полупроводник с аморфной структурой / Ю.Е. Калинин, К.Г. Королев, А.В. Ситников // Письма в ЖТФ. - 2006. - Т.32. - Вып. 6. - С. 61-67.

32. Термоэдс композитов металлических наночастиц Сo в аморфной диэлектриче-ской матрице Al2On / В.А. Белоусов, А.Б. Грановский, Ю.Е. Калинин, А.В. Ситников // ФТТ.- 2007.- Т.49.- Вып.10.- С.1762-1769.

33. Влияние технологии изготовления нанокомпозитов (Со)х(LiNbO3)100-x на их магнитные свойства / С.А. Вызулин, Ю.Е. Калинин, Н.С. Перов, А.В. Ситников, Н.Е. Сырьев // Известия РАН. Сер. Физическая. - 2007.- Т.71.- № 11.- С.1588-1590.

34. Магнитотермоэдс нанокомпозитов вблизи порога протекания / В.А. Белоусов, А.Б. Грановский, Ю.Е. Калинин, А.В. Ситников // ЖЭТФ.- 2007.- Т.132.- № 6.- С.1393-1401.

35. Электрические свойства аморфных гранулированных нанокомпозитов (Co45Fe45Zr10)Х[Pb0,81Sr0,04(Na0,5Bi0,5)0,15(Zr0,575Ti0,425)O3]1-Х/ Ю.Е. Калинин, А.М. Кудрин, М.Н. Пискарева, А.В. Ситников, А.К. Звездин // Перспективные материалы. - 2007. - № 3. - С. 41-48.

36. Фрактальная магнитная микроструктура в пленках нанокомпозитов (Co41Fe39B20)Х(SiO2)1-Х / Р.С. Исхаков, С.В. Комогорцев, E.A. Денисова, Ю.Е. Калинин, А.В. Ситников // Письма в ЖЭТФ. - 2007. - Т.86. - Вып.7. - С. 534-538.

37. Наноструктура, электрические и СВЧ магнитные свойства двух серий компо-зитных пленок (Co45Fe45Zr10)Х(Al2O3)1-Х / Л.Н. Котов, Ф.Ф. Асадуллин, Ю.Ю. Ефимец, В.С. Власов, В.К. Турков, А.П. Петраков, С.Н. Петрунёв, Ю.Е. Калинин, А.В. Ситников // Вестник Поморского ун-та. Сер. Естественные науки. - Архангельск: ПомГУ. - 2008. - Вып. 3.- С.58-63.

38. Изотропное положительное магнитосопротивление наногранулированных композиционных материалов Со-Al2On / О.В. Стогней, А.В. Ситников, Ю.Е. Калинин, С.Ф. Авдеев, М.Н. Копытин // ФТТ. - 2007. - Т.49. - Вып.1. - С.158-164.

39. Усиление магнитооптического отклика в многослойной системе нанокомпозит – гидрогенизированный аморфный кремний / Е.А. Ганьшина, Н.С. Перов, С. Пхон-гхирун, В.Е. Мигунов, Ю.Е. Калинин, А.В. Ситников // Известия РАН. Сер. Физиче-ская. - 2008 - № 10. - С.1455-1457.

40. Электрические и магнитные свойства мультислойных структур [(CoFeZr)x(Al2O3)1-x/(a-SiH)]n / А.В. Иванов, Ю.Е. Калинин, В.Н. Нечаев, А.В. Ситни-ков // ФТТ. – 2009. - № 12. - С. 2331-2336.

Статьи и материалы конференций.

41. Электрические и магнитные свойства мультислойных структур нанокомпозит – гидрогенизированный аморфный кремний / В.А. Белоусов, Ю.Е. Калинин, К.Г. Королев, А.В. Ситников, К.А. Ситников // Вестник Воронежского государственного технического университета. - 2006. - Т.2. - № 11. - С.24-29.

42. Characterization of (Co0.45Fe0.45Zr0.10) x(Al2O3) 1-x nanocomposite films applicable as spintronic materials / A.M. Saad, A.K. Fedotov, J.A. Fedotova, I.A. Svito, B.V. Andrievsky, Yu.E. Kalinin, V.V. Fedotova, V. Malyutina-Bronskaya, A.A. Patryn, A.V. Mazanik, A.V.Sitnikov // Phys. Stat. Sol. (c).- 2006.- V.3.- N 5.- P.1283-1290.

43. Metal-dielectric nanocomposites with amorphous structure / I.V. Zolotukhin, Yu.E. Kalinin, A.T. Ponomarenko, V.G. Shevchenko, A.V. Sitnikov, O.V. Stognei, O. Figovsky // J. Nanostructured Polymers and Nanocomposites.- 2006.- V.2.- N.1.- P.23-34.

44. Гранулированные нанокомпозиционные материалы металл-диэлектрик / Ю.Е. Калинин, А.В. Ситников, О.В. Стогней, И.В Золотухин // Наука производству.- 2006.-№ 5.- С.102-109.

45. Белоусов В.А. Термоэдс композитов металлических наночастиц Co в аморфной диэлектрической матрице Al2O3/ В.А. Белоусов, Ю.Е. Калинин, А.В. Ситников // Вестник Воронежского государственного технического университета.- 2006.- Т.2.- № 11.- С.34-38.

46. Влияние сильного электрического поля и термического отжига на электронный транспорт в наногранулированных композитов с матрицами SiOn и LiNbOn / А.В. Сит-ников, М.Н. Копытин, А.Н. Ковтун, О.В. Стогней // Вестник Воронеж. гос. тех. ун-та. - 2006.- Т. 2. - N.11. - С.46-49.

47. Копытин М.Н. Влияние высоких электрических полей на магниторезистив-ный эффект в гранулированных нанокомпозитах Co41Fe39B20-SiOn / М.Н. Копытин, А.В. Ситников, О.В. Стогней // Вестник Воронеж. гос. тех. ун-та. Сер. Материаловедение.- 2005.- Вып. 1.- N.17. - С.76-79.

48. Low temperature behaviour of the giant magnetoresistivity in CoFeB–SiOn granular composites / O.V. Stognei, Yu. E. Kalinin, I. V. Zolotukhin, A.V. Sitnikov, V. Wagner, F.J Ahltrs. // J. Phys.: Condens. Matter. -2003.-V.15.-P.4267–4277.

49. Magnetooptical properties and FMR in granular nanocomposites (Co84Nb14Ta2)x(SiO2)1-x / V.E. Buravtsova, V.S. Guschin, Yu.E. Kalinin, E.V Lebedeva, S. Phonghirun, A.V. Sitnikov, N.E. Syr´ev, I.T. Trofimenko // Central European Science Jour-nals.- 2004.- V. 2.- N. 4.- P.566-578.

50. Metal-dielectric nanocomposites with amorphous structure / A.M. Saad, A.K. Fedo-tov, J.A. Fedotova, I.A. Svito, B.V. Andrievsky, Yu.E. Kalinin, V.V. Fedotova, V. Malyutina-Bronskaya, A.A. Patryn, A.V. Mazanik, A.V. Sitnikov // J. “Scientific Israel-Technological Advantages”.- 2005.- V.7.- N1.- P.53-66.

51. Особенности магнитооптических и магнитных спектров в нанокомпозитах (Со)Х(LiNbO3)100-Х / Т.В. Бахмут, C.А. Вызулин, Е.А. Ганьшина, Ю.Е. Калинин, Е.В. Лебедева, С.В. Недух, А.В. Ситников, Н.Е. Сырьев, С. Пхонгхирун // Нанотехника.- 2006.-№1(5).- С.13-17.

52. Электрические и магнитные свойства мультислойных структур нанокомпозит - гидрогенизированный аморфный кремний / В.А. Белоусов, Ю.Е. Калинин, К.Г. Ко-ролев, А.В. Ситников, К.А Ситников // Вестник Воронеж. гос. тех. ун-та. - 2006. - Т.2. - №11. - С.24-29.

53. Ситников А.В. Механизмы наведенной магнитной анизотропии в гранулиро-ванных нанокомпозитах (Co40Fe40B20)X(SiO2)100-X//Альтернативная энергетика и экология. - 2008. - № 8. - С. 31-37.

54. Electrical properties of CoХ(LiNbO3)100-Х nanocomposites / Yu.E. Kalinin, M.N. Kopitin, S.A. Samsonov, A.V. Sitnikov, O.V Stognei // Ferroelectrics. - 2004. - V.307. - P.243-249.

55. Авдеев С.Ф. Электрические и магниторезистивные свойства гранулирован-ных нанокомпозитов Сo-SiOn/ Авдеев С.Ф., Стогней О.В., Ситников А.В. // Вестник Воронежского государственного технического университета. – 2007. - Т.3 - №11 – С 83-87.

56. Change of the electrical properties of the granular CoFeB-SiO nanocomposites after heat treatment / V.A. Slyusarev, O.V. Stognei, Yu.E. Kalinin, A.V. Sitnikov, M.N. Kopitin // Microelectronics Engineering. - 2003. - V.69, №.2 - 4. - P. 476 – 479.

57. Electronic properties of thin-film nanocomposites Cox(LiNbO3)100-x/ S.A. Gridnev, A.G. Gorshkov, Yu.E. Kalinin, A.V. Sitnikov //Ferroelectrics.- 2007.- V.295.- P.1052-1055.

58. Исследования магнитных свойств гранулярной системы Co0,6(Al2On)0,4, обла-дающей эффектом изотропного положительного магнитосопротивления/ Тимофеев А.А., Рябченко С.М., Лозенко А.Ф., Троценко П.А., Стогней О.В., Ситников А.В., Ав-деев С.Ф. // Физика низких температур. - 2007. -Т.33.- №11. -С. 1282 – 1297.

59. Калинин Ю.Е., Высокочастотные магнитные свойства гранулированных нано-композитов (Co41Fe39B20)X(SiO2)100-X / Ситников А.В., Федосов А.Г.// Альтернативная энергетика и экология. – 2008. - № 9. - C.99-104.