Научная тема: «МАГНИТНЫЕ НАНОКОМПОЗИТЫ И ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ СТРУКТУРЫ ВБЛИЗИ ПЕРЕХОДА МЕТАЛЛ – ДИЭЛЕКТРИК»
Специальность: 01.04.07.
Год: 2012
Основные научные положения, сформулированные автором на основании проведенных исследований:
  1. В системах с крупномасштабным флуктуационным потенциалом переход металл - диэлектрик происходит через промежуточное состояние - среду с фазовым расслоением на металлические и диэлектрические области. В силу перколяционного характера перехода это приводит к перенормировке квантовых поправок к проводимости и немонотонной (двухямной) полевой зависимости магнетосопротивления.
  2. В структурах металл-оксид-полупроводник с крупномасштабным флуктуационным потенциалом и перколяционным типом проводимости имеют место эффекты квантования кондактанса и мезоскопические флуктуации холловского напряжения, проявляющиеся даже в образцах макроскопического размера.
  3. В двумерных структурах GaAs/InGaAs/GaAs с квантовой ямой и удаленным слоем магнитных примесей (Mn) при понижении температуры происходит ферромагнитный переход, сопровождающийся спиновой поляризацией носителей заряда в квантовой яме.  Температура Кюри в этих наноструктурах определяется: (i) глубиной квантовой ямы,         (ii) концентрацией носителей заряда в ней, (iii) толщиной спейсера, отделяющего ее от слоя Mn, (iv) концентрацией Mn и (v) степенью разупорядоченности структуры, связанной с неоднородным распределением ионов Mn.  
  4. Крупномасштабный флуктуационный потенциал в таких структурах приводит к фазовому расслоению - разбиению системы на ферромагнитные (металлические) и парамагнитные (диэлектрические) области - и появлению двух характерных температур ферромагнитного упорядочения: локального (в ферромагнитных областях) и глобального (во всем образце). В свою очередь, фазовое расслоение приводит к  необычной «веслообразной» форме магнитного гистерезиса.
  5. Ферромагнитное упорядочение и спиновая поляризация носителей заряда в этих структурах определяются двумя, дополняющими друг друга механизмами: обменным взаимодействием между магнитными ионами через носители заряда в квантовой яме (за счет провисания их волновых функций за пределы ямы) и зонным механизмом  ферромагнитного упорядочения в слое магнитных примесей.  
  6. Кремниевые структуры Si1-xMnx (x ≈ 0.35) с высоким содержанием марганца ферромагнитны при комнатной температуре. Природа высокотемпературного ферромагнетизма в этих соединениях связана с наличием ферромагнитных наноразмерных включений (молекулярные кластеры типа MnSiy с локализованным магнитным моментом, встроенные в матрицу слабого зонного ферромагнетика типа MnSi2-x (x » 0.25) с делокализованной спиновой плотностью), обменное взаимодействие между которыми происходит через флуктуации спиновой плотности («стонеровское усиление» обменного взаимодействия).
  7. В гранулированных металлах (нанокомпозитах) при понижении температуры происходит «квантоворазмерный» перколяционный переход металл - диэлектрик нового типа. Переход происходит при температуре меньшей величины энергетических барьеров на пути протекания, образованных вследствие размерного квантования энергии электронов в слабых звеньях перколяционного кластера (отдельные гранулы нанометрового размера).
Список опубликованных работ
1.Аронзон Б.А., Копылов А.В.,Мейлихов Е.З. Раренко И.М., Тальянский Е.Б., Горбатюк И.Н «Индуцированная магнитным полем локализация электронов во флуктуационном потенциале в CdxHg1-xTe», ЖЭТФ, 89, 126(1986).

2.Аронзон Б.А., Мейлихов Е.З.,Копылов А.В., «Гальваномагнитные свойства CdxHg1-xTe после перехода металл-диэлектрик», ФТП, 20, 1457 (1986).

3.Аронзон Б.А., Копылов А.В.,Мейлихов Е.З «Электронная теплоемкость CdxHg1-xTe вблизи перехода металл-диэлектрик», ФТП, 21, 1112 (1986).

4.Аронзон Б.А., Никитин М.С., Чумаков Н.К., «Природа индуцированного магнитным полем перехода металл-диэлектрик CdxHg1-xTe», ФТП, 22, 897 (1988).

5.Аронзон Б.А., Чумаков Н.К., «Локализация электронов и гальваномагнитные свойства компенсированных кристаллов InSb and CdxHg1-xTe в квантующих магнитных полях», ФТТ, 31, 10 (1989).

6.Аронзон Б.А., Копылов А.В.,Мейлихов Е.З., «Высокочастотная проводимость

CdxHg1-xTe вблизи перехода металл-диэлектрик», ФТП, 23, 471 (1989).

7.Aronzon B.A., Tsidilkovskii I.M., «Magnetic field induced electron localization in fluctuation potential wells», Phys. Stat. Sol. (b), 157, 17-60 (1990).

8.Аронзон Б.А., Арапов Ю.Г., Зверева М.Л., Чумаков Н.К., Цидильковский И.М., Никитин М.С., «Проводимость n-CdxHg1-xTe в магнитных полях превышаюших поле перехода металл-диэлектрик», ФТП., 24, 687 (1990).

9.Аронзон Б.А.,Дричко И.Л., "Переход металл-диэлектрик в InSb в магнитном поле" ФТП, 26, (1992).

10.Aronzon B.A., G.Galeczki, G.Nimtz, «The electronic specific heat of narrow-gap semiconductors», Phil. Mag. B, 67, 847 (1993).

11.Аронзон Б.А., Чумаков Н.К., Дитл Т., Вробель И., «Двухямное отрицательное магнетосопротивление и квантовые эффекты в проводимости компенсированных кристаллов InSb», ЖЭТФ, 105, 405 (1994).

12.Aronzon B.A., Chumakov N.K., «Quantum effects and phase diagram of the electronic system of highly compensated semiconductors in magnetic fields», Physica B, 194, 1167 (1994).

13.Aronzon B.A., Chumakov N.K., «Temperature dependence of the InSb conductivity in the extreme quantum limit of magnetic fields», Physica B, 194-196, 1165 (1994).

14.Aronzon B.A., Drichko I.L., Guillon F., «Double-dip negative magnetoresistance observation in magneto-acoustic measurements in InSb», Physica B, 219-220, 50, (1996).

15.Аронзон Б.А., Чумаков Н.К., «Фазовая диаграмма состояния электронной системы сильнокомпенсированного полупроводника в магнитном поле», ФТП, 30, 46 (1996).

16.Аронзон Б.А., Д.А. Бакаушин, А,С,Веденеев, Е.З. Мейлихов, В.В. Рыльков, «Квазиодномерный транспорт невырожденных электронов в двумерных системах с флуктуационным потенциалом», Письма ЖЭТФ, 66, 633 (1997)

17.Аронзон Б.А., Д.А. Бакаушин, А.С. Веденеев, В.В. Рыльков, В.Е.Сизов, «Проявление в спектре мелких пограничных состояний эффектов перколяционной проводимости короткоканальных полевых транзисторов», ФТП, 31, 1460 (1997).

18.Aronzon B.A., Rylkov V.V., Vedeneev A.S., Leotin J., «Incoherent mesoscopic phenomena in macroscopic Si:B MOS structures», Physica A, 241, 259-266 (1997)

19.Aronzon B.A., Chumakov N.K. , Snarskii A.A., Broto J.M., Rakoto H., Leotin J., «Transition to superlocalization in compensated InSb», invited lecture, Proceedings of «The 24th Internetional conference on the physics of semiconductors», Israel 1998, p.43, ed by D. Gershoni, World Scientific, Singapore.

20.Aronzon B.A., D.A. Bakaushin, E.Z. Meilikhov, A.S. Vedeneev, V.V.Rylkov, V.E. Sizov, «Quantum Quasi-1D transport in Quasi-2D highly disordered structures», Phys. Stat. Sol. (b), 205, 83-86 (1998).

21.Б. А. Аронзон, Д.Ю. Ковалев, А.Н. Лагарьков, Е.З. Мейлихов, В.В. Рыльков, М.А. Седова, Н. Негре, М. Гойран, Дж. Леотин, «Аномальный эффект Холла в в гранулированных пленках Fe/SiO2 в режиме туннельной проводимости», Письма в ЖЭТФ, 70, 87-92 (1999).

22.Б.А. Аронзон, А.Е. Варфоломеев, Д.Ю. Ковалев, А.А. Ликальтер, В.В. Рыльков, М.А. Седова, Проводимость, магнетосопротивление и эффект Холла в гранулированных пленках Fe/SiO2. ФТТ, 41, No 6, 944 (1999).

23. B. Raquet, M. Goiran, N. Negre, J. Leotin, B. Aronzon, V. Rylkov, E. Meilikhov, «Quantum size effect transition in percolating nanocomposite films», Phys. Rev. B 62, 17144 (2000).

24. Б.А. Аронзон, А.Б. Грановский, Д.Ю. Ковалев, Е.З. Мейлихов, В.В. Рыльков, М.А. Седова, «Концентрационное поведение аномального эффекта Холла в гранулированных пленках Fe/SiO2 ниже порога протекания», Письма в ЖЭТФ, 71, 687-692 (2000).

25.B.A.Aronzon, V.V.Rylkov, D.Yu.Kovalev, E.Z.Meilikhov, A.N.Lagarkov, M.A.Sedova, M.Goiran, N.Negre, B. Raquet, J.Leotin, «Hopping Anomalous Hall Effect in Fe/SiO2 Granular Films», Phys. Stat. Sol. (b), 218, 169 (2000).

26.B.A. Aronzon, E.Z. Meilikhov, V.V. Rylkov, A.N. Lagarkov, M.A. Sedova, I.A. Evstuhina, D.Yu. Kovalev, N. Negre, M. Goiran, J. Leotin, «Hall Effect in Insulating Fe/SiO2 Magnetic Granular Films», Physica B, 284-288, 1980 (2000).

27.A. Davydov, N. Chumakov, B. Aronzon, A. Vedeneev, D. Bakaushin, J. Galibert, J. Leotin, “Experimental study of saddle point conductance in strongly disordered Si-metal-nitride-oxide-semiconductor structure at high magnetic fields, Physica B, 298, 491-495 (2001).

28.B. Aronzon, D. Kovalev, E. Meilikhov, V. Rylkov, B. Raquet, M. Goiran, N. Negre, J. Leotin, “Properties of Fe/SiO2 nanocomposites near the percolation threshold” The Physics of Metals and Metallography, 91, Suppl. 1, S110 – S115 (2001)

29.Аронзон Б.А., Бакаушин Д.А., Веденеев А.С, Давыдов А.Б., Мейлихов Е.З.,

Чумаков Н.К., "Проводимость электростатически разупорядоченных квазидвумерных полупроводниковых систем в области перколяционного перехода диэлектрик--металл", ФТП, 35, 448 (2001)

30.В.В. Рыльков, Б.А. Аронзон, A.Б. Давыдов,Д.Ю. Koвалев, E. З. Meйлихов, "Долговременная релаксация магнитосопротивления в гранулярном ферромагнетике", ЖЭТФ, 121 (2002)

31.B. Aronzon, A. Davydov, D. Kovalev, E. Meilikhov, V. Rylkov, M.Sedova, J. Leotin, «Slow Magnetoresistance Relaxation in Fe/SiO2-nanocomposites», JMMM 242-245, 631-633 (2002).

32.А.Б. Давыдов, Б.А. Аронзон, Д.А. Бакаушин, А.С. Веденеев, «О температурной зависимости проводимости электростатически разупорядоченных квазидвумерных полупроводниковых систем в области перколяционного перехода диэлектрик-металл», ФТП, 36, 1241 (2002)

33.Б.А. Аронзон, А.Б. Грановский, С.Н. Николаев, Д.Ю. Ковалев, Н.С. Перов,

В.В. Рыльков. “Особенности эффекта Холла в двухслойных пленках Cr/Co”. ФТТ, 46, 1441-1445 (2004).

34. В.В. Рыльков, Б.А. Аронзон, Ю.А.Данилов, Ю.Н.Дроздов, В.П.Лесников, К.И. Маслаков, В.В.Подольский, «Особенности эффекта Холла в слоях GaMnSb, полученных осаждением из лазерной плазмы», ЖЭТФ 127, 838-849 (2005).

35.С. В. Гуденко, Б. А. Аронзон, В. А. Иванов, «Изучение обменных взаимодействий ионов Mn в матрице CdGeAs2 методом ЭПР», Письма в ЖЭТФ, 82, 591 (2005).

36.Ю.В.Васильева, Ю.Н.Данилов, Ант.А.Ершов, Б.Н.Звонков, Е.А.Ускова, А.Б.Давыдов, Б.А.Аронзон, С.В.Гуденко, В.В.Рыльков, А.Б.Грановский, Е.А.Ганьшина, Н.С.Перов, Е.Н.Виноградов, «Свойства структур на основе GaAs, легированного Mn из лазерной плазмы в процессе МОС-гидридной эпитаксии», ФТП, 39, 87-91 (2005).

37.V.A. Kulbachinskii, R.A. Lunin, P.V. Gurin, B.A. Aronzon, A.B. Davydov, V.V. Rylkov, Yu.A. Danilov, B.N. Zvonkov, «Transport and magnetotransport properties of Mn-doped InxGa1-xAs/GaAs quantum well structures», JMMM, 300, e16 (2006).

38.Б.А. Аронзон, А.Б. Грановский, А.Б. Давыдов, М.Е. Докукин, Ю.Е. Калинин, С.Н. Николаев, В.В. Рыльков, А.В. Ситников, В.В. Тугушев, «Планарный эффект Холла и анизотропное магнетосопротивление в слоистых структурах Co0.45Fe0.45Zr0.1/(a-Si ) с перколяционной проводимостью», ЖЭТФ, 130, 127-136 (2006).

39.Б.А. Аронзон, А.Б. Грановский, А.Б. Давыдов, Ю.А. Данилов, Б.Н. Звонков, В.В. Рыльков, Е.А. Ускова. «Свойства InGaAs/GaAs квантовых ям с &#948;<Mn> – легированным слоем в GaAs», ФТТ, 49, 165-171 (2007).

40.М. А. Чуев, И. А. Субботин, Э. М. Пашаев, В. В. Квардаков, Б. А. Аронзон, «Фазовые соотношения в анализе кривых рентгеновской рефлектометрии от сверхрешеток», Письма в ЖЭТФ, 85, 21 (2007).

41.Гурин П.В., Кульбачинский В.А., Данилов Ю.А., Звонков Б.Н., Аронзон Б.А., Давыдов А.Б., Рыльков В.В. «Транспорт и ферромагнетизм в структурах с InGaAs квантовой ямой, дельта - легированной Mn», ЖЭТФ, 132, 205 (2007).

42.B.A. Aronzon, S.V. Kapelnitsky and A.S. Lagutin, Transport and Magnetic Properties of Nanogranular Metals, in: Physico-chemical phenomena in thin films and at solid surface, v.34 (Ed. L. Trakhtenberg, S. Lin, O. Ilegbusi), Elsiever 2007.

43.Б. А. Аронзон, В. А. Кульбачинский, П. В. Гурин, А. Б. Давыдов, В. В. Рыльков, А. Б. Грановский, О.В.Вихрова, Ю. А. Данилов, Б. Н. Звонков, Y. Horikoshi, K. Onomitsu, Аномальный эффект Холла в &#948;-легированных Mn GaAs/In0.17Ga0.83As/GaAs квантовых ямах c высокой подвижностью дырок, Письма в ЖЭТФ, 85, 32 (2007).

44. B.A. Aronzon, Disorder effects in dilute magnetic semiconductors, Nanotechnology Perceptions, 4, 165-178 (2008).

45.Б. А. Аронзон, А. С. Лагутин, В. В. Рыльков, В. В. Тугушев, В. Н. Меньшов, А. В. Лейскул, Р. Лайхо, О. В. Вихрова, Ю. А. Данилов, Б. Н. Звонков, Магнитные свойства квантовых ям GaAs/&#948;<Mn>/GaAs/InxGa1-xAs/GaAs, Письма в ЖЭТФ, 87, 192 (2008).

46.B. Aronzon, A. Lagutin, V. Rylkov, e.a. Disorder effects in GaAs/InxGa1-xAs/GaAs quantum well delta doped with Mn. Phys. Stat. Sol. (c), 5, 814–818 (2008).

47. B.A. Aronzon, M.V. Kovalchuk, E.M. Pashaev, et al., «Structural and transport properties of GaAs/&#948;-Mn/GaAs/InxGa1&#8722;xAs/GaAs quantum wells», J. Phys.: Condens. Matter, 20 , 145207-145215 (2008).

48.М.А. Чуев, Б.А. Аронзон, Э.М. Пашаев, М.В. Ковальчук и др. «Реальная структура, магнитные и транспортные свойства разбавленных магнитных полупроводников», Микроэлектроника, 37, 83-100 (2008).

49.E.S. Demidov, B.A. Aronzon, S.N. Gusev, V.V. Karzanov, A.S. Lagutin, V.P. Lesnikov, S.A. Levchuk, S.N. Nikolaev, N.S. Perov, V.V. Podolskii, V.V. Rylkov, M.V. Sapozhnikov, A.V. Lashkul. High-temperature ferromagnetism in laser-deposited layers of silicon and germanium doped with manganese or iron impurities. J. Magn. Magn. Mater. 321, 690 (2009).

50.С.Н. Николаев, Б.А. Аронзон, В.В. Рыльков, и др. «Аномальный эффект Холла в Si пленках, сильно легированных Mn», Письма ЖЭТФ, 89, 707 (2009).

51.М.А. Панков, Б.А. Аронзон, В.В. Рыльков, А.Б. Давыдов, Е.З. Мейлихов, Р.М. Фарзетдинова, Э.М. Пашаев, М.А. Чуев, Б.Н. Звонков, A. V. Lashkul, R. Laiho, «Ферромагнитный переход в структрах GaAs/Mn/GaAs/InxGa1-xAs/GaAs с двумерным дырочным газом», ЖЭТФ, 136, 346-355 (2009).

52.B.A. Aronzon, M.A. Pankov, V.V. Rylkov, E.Z. Meilikhov, A.S. Lagutin, E.M. Pashaev, M.A. Chuev, V.V. Kvardakov, I.A. Likhachev, O.V. Vihrova, A.V. Lashkul, E. Lahderanta, A.S. Vedeneev, P. Kervalishvili, “Ferromagnetism of low-dimensional Mn-doped III-V semiconductor structures in the vicinity of the insulator-metal transition”, J. Appl. Phys. 107, 023905 (2010).

53.Б.А. Аронзон, С.Д. Лазарев, В.П. Лесников, С.Н. Николаев, В.В. Подольский, В.В. Рыльков. Способ получения ферромагнитного кремния для изделий спинтроники. Патент РФ на изобретение № 2386186. Опубликовано: 10.04.2010, Бюл. №10.

54.Vikram Tripathi, Kusum Dhochak, B. A. Aronzon, V. V. Rylkov, A. B. Davydov, Bertrand Raquet, Michel Goiran, and K. I. Kugel, Charge inhomogeneities and transport in semiconductor heterostructures with a Mn &#948;-layer, Phys. Rev. B 84, 075305 (2011).

55.B. A. Aronzon, V. V. Rylkov, S. N. Nikolaev, V. V. Tugushev, S. Caprara, V. V. Podolskii, V. P. Lesnikov, A. Lashkul, R. Laiho, R. R. Gareev, N. S. Perov and A. S. Semisalova, «Room-temperature ferromagnetism and anomalous Hall effect in Si1&#8722;xMnx (x &#8776; 0.35) alloys», Phys. Rev. B 84, 075209 (2011).