Лаборатория физики магнитных плёнок: история создания
В июле 1960 г. Институт физики СО АН провел первый Всесоюзный симпозиум по физике тонких магнитных пленок. Работа симпозиума показала необходимость существенного развития исследований в этой области. В январе 1967г. было принято решение о трансформации лаборатории физики магнитных явлений, руководимой Л.В. Киренским в отдел ФМЯ (не структурный), содержащий три лаборатории: лабораторию физики магнитных явлений (зав. лабораторией чл.-корр. АН СССР Л.В. Киренский); лабораторию высокочастотных и импульсных свойств тонких магнитных пленок (численностью 31 человек, зав. лабораторией к.ф.-м.н. Н.М. Саланский), лабораторию структурных свойств тонких магнитных пленок (численность - 14 человек, зав. лабораторией к.ф.-м.н. В.Г. Пынько). Тонкие магнитные пленки становятся основным направлением исследований в этом отделе. (Отметим, что из общего списка трудов Л.В. Киренского, содержащего 117 работ, 45 посвящены тонким магнитным пленкам). Были отработаны многочисленные тонкопленочные технологии, позволяющие достичь главную цель - получение сплошных пленочных структур заданного состава и толщины. В зависимости от технологических режимов и сферы применения пленки могут быть получены аморфными, поликристаллическими или эпитаксиальными (монокристаллическими). Как выяснилось со временем, тонкие магнитные пленки оказались системами в общем более сложными по сравнению с массивными кристаллическими магнитными материалами. Эти сложности обусловлены целым рядом их особенностей: во-первых, общая неравновесность их атомной структуры; во-вторых, большое разнообразие эффектов, обусловленных внешними и внутренними поверхностями; в–третьих, большое разнообразие так называемых размерных эффектов. Однако, востребованность пленок продолжает стимулировать исследования этого класса магнитных материалов. Тонкие пленки обладают новыми свойствами по сравнению с монокристаллическим либо крупнозернистым материалом такого же состава, и именно эти свойства востребованы в многочисленных приложениях.
Большой объем исследований выполненный в лаборатории ФМП за истекшее время условно можно разделить на три периода. Первый был посвящен созданию специального оборудования для исследования различных физических свойств пленок металлов группы железа (см. Аппаратура и методы исследования ТМП. Под редакцией Киренского Л. В., Саланского Н.М., Красноярск, 1968 г., 461 с.); в усовершенствовании, поиске и разработке новых методик. Обзор многочисленных результатов, выполненных в этот период исследований приведен в сборнике (Проблемы магнетизма. М: Наука. – 1972 г.- с. 36-117, с. 181-197), а также монографии (Н.М. Саланский, М.Ш. Ерухимов. Физические свойства и применение магнитных пленок. Новосибирск: Наука. – 1975 г, 222 с.). Отметим, что атомная структура изучаемых пленок была аналогичной атомной структуре массивных материалов, хотя и характеризовалась неравновесным содержанием различных структурных дефектов, что приводило к многочисленным модификациям их физических свойств.
Второй период был посвящен изучению физических свойств аморфных пленок ПМ(Fe, Co)-РЗМ( Tb, Dy) (аморфный ферримагнетик), ПМ (Fe, Co) - М(металлоид: P, B, Si), ПМ (Fe, Co) - ПМ (немагнитный металл: Zr) – аморфные ферромагнетики. Атомная структура этих пленок в общем была неизвестной, термодинамических равновесных кристаллических аналогов не имела, прямыми дифракционными методиками зачастую не идентифицировалась. Поэтому, здесь помимо установления физических свойств этих пленок уже ставшими традиционными методами, пришлось отрабатывать новые магнитоструктурные методики идентификации флуктуации основных параметров, определения их пространственных размеров (корреляционных радиусов) и величины (дисперсии). Обзор многочисленных результатов, полученных в этот период, приведен в сборниках (Физика магнитных материалов. Новосибирск: Наука. – 1983 г.- с. 3-32; Магнитные свойства кристаллических и аморфных сред. Новосибирск: Наука. – 1989 г. - с.128-147; с. 218-234). Отметим также, что эти результаты были удостоены третьей премии на конкурсе фундаментальных работ (1984 г.) и первой премии на конкурсе прикладных работ (1986 г.) Сибирского отделения АН.
Третий период посвящен изучению физических свойств нанокристаллических, нанофазных и мультислойных магнитных пленок, а также магнитных наносистем, изготовленных в различных морфологических модификациях: наночастицы, высокодисперсные порошки, нанопровода магнитных металлов в углеродных нанотрубках, молекулярных и прочих мембранах и т.д. Отработанные ранее технологические и экспериментальные методики оказались востребованными в этом новом классе магнитных материалов. Обзор части полученных здесь результатов опубликован в монографии (Г.И. Фролов, В.С. Жигалов. Физические свойства и применение магнитопленочных нанокомпозитов. Новосибирск: Наука. – 2006 г.).