Nghiên cứu vật liệu từ cấu trúc nanô dạng hạt có hiệu ứng từ điện trở khổng lồ (gmr) chế tạo bằng công nghệ nguội nhanh

Bộ giáo dục đào tạo Trường đại học bách khoa hà nội Bùi Xuân Chiến Nghiên cứu vật liệu từ cấu trúc nanô dạng hạt có hiệu ứng từ điện trở khổng lồ (GMR) chế tạo công nghệ nguội nhanh Luận án tiến sĩ vật lý hà nội - 2008 Bộ giáo dục đào tạo Trường đại học bách khoa hà nội Bùi Xuân Chiến Nghiên cứu vật liệu từ cấu trúc nanô dạng hạt có hiệu ứng từ điện trở khổng lồ (GMR) chế tạo công nghệ nguội nhanh Chuyên ngành: Vật lý kĩ thuËt M· sè: 62.44.17.01 LuËn ¸n tiÕn sÜ VËt lý Người hướng dẫn khoa học: GS TS Nguyễn Hoàng Nghị hà nội -2007 Lời cám ơn Luận án hoàn thành Phòng thí nghiệm Vật liệu từ nanô tinh thể, Viện Vật lý Kỹ thuật, Đại học Bách khoa Hà Nội hướng dẫn khoa học giúp đỡ tận tình tinh thần vật chất GS TS Nguyễn Hoàng Nghị Trước hết xin bày tỏ lòng kính trọng biết ơn sâu sắc đến Giáo sư tập thể cán bộ, giáo viên Bộ môn Phòng thí nghiệm Vật liệu từ nanô tinh thể đà tạo điều kiện thuận lợi cho suốt thời gian học tập nghiên cứu phòng thí nghiệm Tôi xin bày tỏ lòng cám ơn sâu sắc tới đồng nghiệp nhóm nghiên cứu: Th.S Nguyễn Văn Dũng, Th.S Vũ Nguyên Thức, Trần Anh Phong, Hoàng Nhật Hiếu Xin cám ơn Viện Khoa học Vật liệu ITIMS Đại học Bách khoa Hà Nội, GS TSKH Thân Đức Hiền, GS TSKH Ngun Phó Thïy, PGS TS Ngun §øc ChiÕn, TS Nguyễn Anh Tuấn đà tạo điều kiện thuận lợi cho nghiên cứu, đo đạc mẫu viện cho góp ý thảo luận quí báu Tôi xin chân thành cám ơn KS Nguyễn Ngọc Phách, Nguyễn Văn Sang, Nguyên Văn Thuật Nguyễn Thanh Tao, Nguyễn Thị Hồng Tâm, Bùi Thị Khánh Nhung, Trịnh Thị Thanh Nga, Lê Cao Cường đà tạo điều kiện thuận lợi giúp đỡ thời gian nghiên cứu phòng thí nghiệm Vật liệu từ nanô tinh thể Tôi xin chân thành cám ơn Thủ trưởng, đồng nghiệp nơi công tác Học viện Phòng Không Không quân đà tạo điều kiện thuận lợi, động viên giúp đỡ trình thực luận án Tôi xin cám ơn GS Kozo Ishizaki GS, cán Trường ĐH Nagaoka Nhật Bản đà tạo điều kiện thuận lợi cho thời gian học tập nghiên cứu Cuối cùng, xin bày tỏ lòng biết ơn đến tới bố, mẹ, vợ tất người thân yêu gia đình bạn bè đà cổ vũ, động viên nhiều vật chất tinh thần thời gian thực luận án Tác giả luận án Lời cam đoan Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết nêu luận án riêng từ số báo đồng tác giả Các kết hợp tác nghiên cứu đồng tác giả đà đồng ý đồng tác giả Các kết nêu luận án trung thực Tác giả luận án Bùi Xuân Chiến mục lục Trang Mở đầu Chương 1: Tổng quan từ điện trở khổng lồ 1.1 Quá trình nghiên cứu hiƯu øng tõ ®iƯn trë khỉng lå 1.1.1 Sù ph¸t hiƯn hiƯu øng từ điện trở khổng lồ dạng màng đa lớp 1.1.2 Sự phát hiệu ứng từ điện trở khỉng lå hƯ h¹t 1.2 Cấu trúc trạng thái từ vật liệu từ ®iƯn trë d¹ng h¹t 1.2.1 Thành phần cấu tạo vật liệu GMR 1.2.2 CÊu tróc nanô vật liệu từ điện trở dạng hạt 10 1.2.3 Cấu trúc đơn đô men 12 1.2.4 Trạng thái siêu thuận từ 14 1.3 HiÖu øng tõ ®iƯn trë 15 1.3.1 HiÖu øng tõ ®iƯn trë th­êng OMR (Ordinary Magneto Resistance) 15 1.3.2 Vật liệu sắt từ hiệu ứng từ điện trë dÞ h­íng (AMR- Anisotropic Magneto Resistance) 16 1.3.3 HiƯu øng tõ ®iƯn trë khỉng lå GMR (Giant magneto resistance) 18 1.3.3.1 Mô hình hai dßng cđa Mott 18 1.3.3.2 Mật độ trạng thái (Density Of State - DOS) 21 1.4 Cơ chế tán x¹ phơ thc spin cđa vËt liƯu GMR 24 1.4.1 Mô hình tán x¹ phơ thc spin 24 1.4.2 Gi¶i thÝch hiƯu øng GMR hệ màng đa lớp 26 1.4.2.1 Giải thích hiệu ứng GMR theo mô hình tán xạ spin 26 1.4.2.2 Giải thích hiệu ứng GMR theo mô hình cấu trúc dải 29 1.4.2.3 Giải thích hiệu ứng GMR theo mô hình chuỗi rào 30 1.4.2.4 Giải thích hiƯu øng GMR hƯ h¹t 32 1.4.2.5 Sự khác hiệu ứng từ điện trở cấu hình đo 34 1.5 Một số yếu tố ảnh hưởng đến tính chất vËt liƯu tõ ®iƯn trë khỉng lå 40 1.5.1 Sù dao ®éng cđa tØ sè GMR theo bỊ dày lớp không từ 40 1.5.2 Vấn đề tạp chất 42 1.6 Mét sè yÕu tố công nghệ kỹ thuật ảnh hưởng tới hiệu øng GMR 44 1.6.1 ¶nh h­ëng cđa công nghệ xử lý nhiệt lên tỷ số GMR hệ hạt 44 1.6.2 ảnh hưởng nhiệt ®é ®o lªn hiƯu øng GMR 45 1.7 Mét sè øng dơng cđa hiƯu øng GMR 45 Kết luận chương 48 Chương 2: Công nghệ ngi nhanh 50 2.1 C«ng nghƯ ngi nhanh 50 2.2 Các phương pháp nguội nhanh chế tạo vật liệu dạng băng mỏng 51 2.3 Tốc độ nguội hợp kim nóng chảy 52 2.4 Tèc ®é ngi tíi h¹n 57 2.5 ChiỊu dµy tíi hạn băng hợp kim vô định hình 60 KÕt luËn ch­¬ng 63 Chương 3: Đối tượng phương pháp nghiên cứu 65 3.1 Đối tượng nghiên cứu 65 3.2 Chế tạo, xử lý mẫu phương pháp nghiên cøu 65 3.2.1 C«ng nghệ chế tạo vật liệu có cấu trúc hạt đa pha nano thiết bị nguội nhanh đơn trục 65 3.2.1.1 NÊu phèi liƯu hỵp kim 66 3.2.1.2 Phun hợp kim nóng chảy tạo vật liệu dạng băng mỏng 66 3.2.2 Kỹ thuật gia c«ng mÉu 69 3.2.3 Xư lý nhiƯt kÕt tinh b»ng lß đ nhiƯt 69 3.2.3 Một số yếu tố công nghệ ảnh hưởng đến trình chế tạo vật liệu 70 3.3 Các phương pháp nghiên cứu 71 3.3.1 Ph­¬ng pháp hiển vi điện tử 71 3.3.2 Phương pháp nhiễu x¹ tia X – XRD (X ray diffraction) 71 3.3.3 Phương pháp đo phổ Auger 71 3.3.4 Phương pháp đo từ máy từ kế mẫu rung 72 3.3.5 Ph­¬ng pháp đo điện trở mũi dò 73 3.3.6 Khảo sát ảnh hưởng dòng điện đo qua mẫu 75 78 KÕt luËn ch­¬ng Ch­¬ng 4: Nghiªn cøu cÊu tróc, tÝnh chÊt tõ, hiƯu øng GMR hợp kim dạng hạt chế tạo công nghệ nguội nhanh ứng dụng 79 4.1 Nghiên cứu cấu trúc vật liệu GMR hạt Co, Fe Cu 79 4.1.1 Nghiªn cøu sù ®ång nhÊt vỊ cÊu tróc vËt liƯu b»ng Auger vµ XRD 79 4.1.2 Ph©n tÝch cÊu tróc mÉu b»ng XRD, SEM vµ VSM 83 4.2 Xác định kích thước hạt sắt từ Co hệ mẫu Co - Cu đường cong từ hoá thực nghiệm sở lý thuyết Langevin thuận tõ 85 4.3 Khảo sát hiệu ứng GMR vật liệu hệ hạt 92 4.4 Nghiªn cứu ảnh hưởng công nghệ chế tạo 95 4.5 ¶nh h­ëng cđa hàm lượng hạt từ (Co) lên cấu trúc, tính chất từ tỷ số GMR 99 4.6 Khảo sát ảnh hưởng chế độ ủ nhiệt lên tỷ số GMR cđa hƯ Co - Cu 107 4.7 ảnh hưởng nhiệt độ môi trường đo với mÉu Co10Cu90 111 4.8 ¶nh hưởng chiều từ trường so với chiều dòng điện qua mÉu víi hƯ mÉu Co-Cu 115 4.9 ¶nh h­ëng hàm lượng Fe thay Co 116 4.10 Nghiªn cøu hiệu ứng GMR ảnh hưởng vào nhiệt độ ủ mÉu Fe5Co5Cu90 120 4.11 Nghiªn cøu hiƯu øng GMR cđa hƯ Ni5Co5Cu90 123 4.12 øng dơng hiƯu øng GMR chÕ t¹o sen sơ đo từ trường 125 4.13 Định hướng nghiên cứu 129 KÕt luận chương 131 Kết luận chung 133 Tài liệu tham khảo 135 Danh mục chữ viết tắt ký hiệu sử dụng luận án Chữ viết tắt Chữ tiếng Anh đầý đủ Nghĩa tiếng việt AES Auger Electron Spectroscopy Phổ điện tử Auger AF Antiferromagnetic Phản sắt từ BEI Bede scattered Electron Image Điện tử tán xạ ngược CIP Current In Plane Dòng điện song song với mặt phẳng CPP Current Perpendicular to plane Dòng điện vuông góc với mặt phẳng DOS Density of States Mật độ trạng thái FM Ferromagnetic Sắt từ GMR Giant Magnetoresistance Từ ®iƯn trë khỉng lå HREM High resolution electron microscopy HiĨn vi điện tử phân giải cao IMR Inverse Magneto Resistance Hiệu ứng từ điện trở ngược MR Magnetoresistance Từ điện trë MRAM Magnetic Random Access Memory Bé nhí truy cËp ngÉu nhiªn tõ NM Non Magnetic Phi tõ OMR Ordinary Magnetoresistance Từ điện trở thường RKKY Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida Tên riêng nhà khoa học SEM Scanning Electron Microscope Hiển vi điện tử quét Spin Spin up Điện tử Spin hướng lên Spin↓ Spin down §iƯn tư Spin h­íng xng SEI Secondary Electron Image ảnh điện tử thứ cấp TEM Transmission Electron Microscope Hiển vi điện tử truyền qua VĐH Amorphous Vô định hình VSM Vibrating Sample Magnetometer Từ kế mẫu rung XRD X-ray Diffraction Nhiễu xạ tia X Coupling interaction Tương tác trao đổi Superparamagnetic system Hệ siêu thuận từ As-spun Trạng thái phun Mở đầu Trong năm gần với phát triển khoa học công nghệ đà có nhiều loại vật liệu mới, với tính chất vật lý đặc biệt đà khám phá nghiên cứu mạnh mẽ vËt liƯu nãi chung vµ ë hƯ vËt liƯu tõ nói riêng Một hiệu ứng phát gần hiệu ứng từ điện trở khổng lồ (Giant Magnetoresistance - GMR), hiệu ứng lần phát màng mỏng đa lớp, bao gồm lớp sắt từ xen kẽ với lớp không từ hệ hạt bao gồm hạt sắt từ nằm kim loại không từ Ngay sau ®êi, hiƯu øng GMR ®· trë thành vấn đề nóng hổi lĩnh vực vật lý Đặc biệt gần đây, tác giả tìm hiệu ứng này, Albert Fert Peter Grunberg đà nhận giải thưởng Nô - Ben Vật lý năm 2007 Hiệu ứng GMR có thay đổi điện trở lớn (khoảng vài chục phần trăm) so với hiệu ứng từ điện trở thông thường (khoảng vài phần ngàn) có chất hoàn toàn mới, chế tán xạ phụ thuộc spin điện tử dẫn Ngay sau hiệu ứng GMR khám phá đà nhanh chóng đưa vào ứng dụng Chính hiệu ứng GMR đà trở thành chủ đề bật vËt lý cịng nh­ khoa häc vµ kü tht vËt liƯu VỊ ph­¬ng diƯn vËt lý, hiƯu øng GMR có chế vật lý nhiều điều cần làm sáng tỏ Vật liệu có hiệu ứng GMR đà phát triển mạnh tiềm ứng dụng ngành công nghệ thông tin nhiều lĩnh vực điện tử đại Từ công trình nghiên cứu liên quan đến hiệu ứng GMR giới cho thấy màng mỏng đa lớp (cỡ hàng chục lớp) có hiệu ứng GMR lớn, đến 100% từ trường cao (khoảng 1T) nhiệt độ thấp (4,2K) [10] Tiếp sau hiệu ứng GMR đà phát màng ®a líp, hiƯu øng GMR vËt liƯu cã cÊu trúc dạng hạt, gồm hạt từ vật liệu phi 133 Fe tỷ số GMR giảm, víi mÉu chØ cã Fe-Cu tû sè GMR b»ng kh«ng Đà chế tạo nghiên cứu mẫu Ni5Co5Cu90, khảo sát nhiệt độ ủ với mẫu cho thấy tỷ số GMR mẫu tăng sau ủ nhiệt, đạt giá trị lớn 0,52 % (ủ 450oC, 60 phút) Trên sở mẫu chế tạo, đà khảo sát tính chất từ đem chế tạo thành sen sơ đo từ trường, liệu đặc tuyến f = R(H) đo từ tr­êng thay ®ỉi tõ ®Õn 1,3 T cđa hƯ nam châm điện máy đo từ kế mẫu rung (VSM) DMS 880, nguồn chiều ổn định UCS6-2F máy đo PH 4156 có độ nhạy cao sản xuất USA để đo phụ thuộc điện trở mẫu chế tạo vào từ trường 134 Kết luận chung Đà chế tạo mẫu hỵp kim CoXCu100 – X (víi x = 6, 8, 10, 14, 20, 25, 30), Fe10-xCoxCu90(víi x = 2, 4, 5, 8, 10) Ni5Co5Cu90 Các mẫu chế tạo dạng băng mỏng với độ dày từ 20 30 µm cã chÊt l­ỵng tèt, thĨ hiƯn tÝnh chÊt tõ vật liệu siêu thuận từ có hiệu ứng từ điện trở khổng lồ, thể tính đẳng hướng cấu hình đo mẫu Đà xác định kích thước hạt sắt từ Co hệ vật liệu dạng hạt Co-Cu đường cong từ hóa thực nghiệm, sở lý thuyết Langevin vật liệu thuận từ Kết xác định kích thước trung bình hạt sắt từ Co mÉu Co10Cu90 lµ 3nm (ch­a xư lý nhiƯt), nm (đ ë 450oC, 60 phót) vµ 5nm (đ ë 550oC, 60 phót), víi mÉu Co14Cu86 lµ nm (khi đ ë 300oC, 60 phót) vµ 4,5 nm (khi đ ë 450oC, 60 phút) Đà khảo sát ảnh hưởng tốc độ làm nguội lên tính chất từ tỷ số GMR hợp kim thấy tốc độ lµm ngi (vËn tèc quay cđa trèng Cu lµm ngi) ảnh hưởng mạnh lên tính chất từ tỷ số GMR hợp kim Để hợp kim chế tạo đạt trạng thái vô định hình (VĐH) vận tốc trống làm nguội cần phải lớn thành phần mẫu chế tạo có hàm lượng Cu cao Để tăng vận tốc quay trống Cu làm nguội, điều phụ thuộc vào thông số kỹ thuật thiết bị Đà khảo sát ảnh hưởng hàm lượng từ Co lên tính chất từ hiệu ứng từ điện trở mẫu Tính siêu thuận từ mẫu giảm, đồng thời tính chất sắt từ tăng hàm lượng Co tăng Tỷ số GMR đạt giá trị lớn cỡ 5,2 % với mẫu Co10Cu90, hàm lượng Co lớn 10 % nguyên tử, tỷ số GMR giảm Đà khảo sát ảnh hưởng trình ủ nhiệt (nhiệt độ thời gian ủ) lên tính chất từ tỷ số GMR mẫu Kết cho thấy mÉu sau đ nhiƯt ë nhiƯt ®é tõ 400oC – 550oC víi thêi gian tõ 30 ®Õn 75 phút, 135 mẫu xuất hiệu ứng GMR Tính chất từ tỷ số GMR mẫu phụ thuộc vào nhiệt độ thời gian ủ Tỷ sè GMR lín nhÊt cho c¸c mÉu th­êng ë nhiƯt ®é đ 450oC víi thêi gian 60 §· nghiên cứu khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ đo tới tỷ số GMR dải nhiệt độ từ 123K tới nhiệt độ phòng cho mẫu Co10Cu90 ủ nhiệt ë 450oC, thêi gian 60 KÕt qu¶ cho thÊy nhiệt độ môi trường đo 123K tỷ số GMR cỡ 12 % tỷ số giảm cách gần tuyến tính xuống 5,2 % nhiệt độ 300K Đà khảo sát ảnh hưởng hàm l­ỵng Fe thay thÕ Co hƯ mÉu Co – Cu KÕt qu¶ cho thÊy hƯ vËt liƯu Cu90Fe10-xCox víi x = 2, 4, 8, 10 cã cÊu tróc nan« dị thể có tỉ số từ điện trở GMR giảm hàm lượng Fe tăng Hiệu ứng GMR phụ thuộc vào yếu tố khác như: mật độ trạng thái, cấu trúc vùng, cấu trúc lớp liên kết bề mặt Một mô hình lý thuyết đà xây dựng dựa vào cấu trúc vùng lượng đơn giản Các kết thay đổi tỉ số GMR chủ yếu giả thiết thay đổi mức độ lấp đầy vùng Các kết tính toán với độ tách vùng = eV phù hợp tốt với kết thực nghiệm đà thu So s¸nh tû sè GMR cđa c¸c mÉu Ni5Co5Cu90, Fe5Co5Cu90 Co10Cu90 xử lý nhiệt điều kiện nhiệt độ thời gian Kết cho thấy tỷ số GMR giảm thay Co Fe Ni Trên sở mẫu nghiên cứu đà chọn lọc, đem chế tạo sensor GMR máy ®o tõ tr­êng ho¹t ®éng vïng tõ tr­êng tõ đến 15000 Oe (1,5T) Kết đà chế tạo sensor máy đo từ trường 135 Tài liệu tham Khảo Tiếng việt Vũ Đình Cự (1996), Từ học, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật, Hà nội Nguyễn Xuân Chánh, Nguyễn Hoàng Lương, Nguyễn Phú Thuỳ (2001), Vật lý công nghệ Điện tử Tin học Viễn thông, NXB Bưu điện, Hà Nội Mai Xuân Dương (2000), Nghiên cứu cấu tróc vµ tÝnh chÊt tõ cđa mét sè vËt liƯu từ vô định hình nanômét, Luận án Tiến sĩ vật lý, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội, Hà Nội Nguyễn Hữu Đức (2003), Giáo trình Vật liệu từ liên kim loại, Nhà xuất Đại học Quốc gia Hà Nội, Hà Nội Nguyễn Hoàng Nghị (2003), Lý thuyết nhiễu xạ tia X, Nhà xuất Giáo dục, Hà Nội Nguyễn Hoàng Nghị (2003), Các phương pháp thực nghiệm phân tích cấu trúc, Nhà xuất Giáo dục, Hà Nội Phạm Ngọc Nguyên (2004), Kỹ thuật phân tích vật lý, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà Nội Trần Anh Phong (2004), áp dơng lý thut thn tõ Langenvin cho hƯ s¾t tõ pha lo·ng Cu – Co cã c¸c tÝnh chÊt tõ điện trở khổng lồ, Đồ án tốt nghiệp Đại học Bách khoa Hà Nội, Hà Nội Nguyễn Anh Tuấn (2001), Từ điện trở khổng lồ (GMR) màng mỏng (dạng hạt dạng lớp) Luận án Tiến sỹ vật lý Đại học Bách khoa Hà Nội, Hà Nội TiÕng Anh 10 Albel R., Becker J.J, Chi M.C (1978), “Random anisotropy in Amorphous Ferromagnets”, J Appl Phys., 49, pp 1653 11 Allia P., Tiberto P and Vinai F (1997), “Short-time dynamics of correlated 136 magnetic moments in superparamagnetic Cu-Co melt spun alloys exhibibiting giant magnetoresistance”, J Appl Phys., 81(8), pp 4599-4601 12 Altbir D., Vargas P and Albuquerque e Castro J.D (1996), "Magnetic Coupling in Metallic Granular Systems", Phys Rev., B 54, pp 6823 13 Baibich M.N., Broto J.M., Fert A., Nguyen Van Dau, Petroff R.F., Eitenne P., G , Creuzet, Friederich A and Chazelas J (1988), "Giant Magnetoresistance of (001)Fe/(001)Cr Magnetic Superlattices", Physical Review Letters 61(21), pp 2472- 2475 14 BarthÐlÐmy A., Fert A., Morel R., and Steren L., (1994), “Giant steps with tiny magnets”, Physics World, Nov., pp 34-38 15 BathÐlÐmy A., Fert A and Petroff F (1999), “Giant magnetoresistance in magnetic multilayer”, Chapter in Handbook of Magnetic Materials, vol 12, ed by Buschow K.H.J., Elsevier Science B.V., pp.1 16 Bekowitz A.E., Mitchell J.R , Caray M.J., Young A.P., Zhang S., F.E Spada, Parker F T., Hutten A., and Thomas G (1992), “Giant Magnetoesistance in Heterogeneous Cu- Co Alloys”, Phys Rev Lett., 68, pp 3745-3748 17 Bekowitz A.E., Mitchell J.R., Beach R S., Rao D , Parker F.T., Spada F.E (1994), “Giant Magnetoesistance in Heterogeneous Alloy Films”, IEEE Trans Magn., 30(2), pp 353-357 18 Bergenti I., Deriu A , Spizzo F., Ronconi F., Bosco E and Baricco M., (2004),“Small angle scattering investigation of nanostructured binary Au–Fe alloys”, Physica B, 350, pp 91 - 94 19 Berkowitz A.E., Mitchell J.R., Carey M.J., Young A.P., Zhang S., Spada F.E., F.T , Hutten A., Thomas G (1992), "Giant Magnetoresistance in Heterogeneous Alloys", Phys Rev Lett., 68, pp 3745-3748 20 Bruno P and Chappert C (1993), “Interlayer exchange coupling RKKY theory and beyond”, Magnetism and Structure in Systems of Reduced Dimensions, ed 137 by Farrow R.F.C., Dieny B., Donath M., Fert A., and Hermsmeier B D., Series B: Physics, vol 309 in NATO ASI series, Plenum Press, New York, pp 389399 21 Campbell I A and Fert A (1982) “Ferromagnetic material”, ed E.P Wohlfarth (North Holland, Amsterdam) pp 769 22 Ciureanu P (1992), “Magnetoresistive Sensors”, Thin film resistive sensors ed by Ciureanu P and Middelhoek S., Institute of Physics Publishing, Bristol, Philadelphia, New York 23 Coehoorn R, (1991), “Period of oscillatory exchange interactions in Co/Cu and Fe/Cu system” Phys Rev, B 44, pp 9331-9337 24 Coey J.M.D., Fagan A.J., Skomski R., Gregg J., Ounadjela K., Thompson S.M (1994), “Magnetoresistance in nanostructured Co-Ag prepared bymechanicalalloying”, IEEE Trans Magn., 30, pp 666 - 668 25 Craik D.J.(1971) “Structure and Properties of Magnetic Materials, Point Limited”, Halliday D and Resnick R., In Physics, 3, pp 124-125 26 Chien C L (1995), “Magnetism and giant magneto-transport properties in granular solids”, Annual Reviews Material Sciant, 25, pp 129-160 27 Chien C L., Xiao J.Q., and Jiang J.S (1993), “Giant Magnetoresistance in granular Ferromagnetic Systems”, J Appl Phys., 73, pp 5309-5314 28 Davies H.A.(1994), “The supprising Properties of magnentic alloys with nanometresied grains are being used to design better permanent magnets Ultrafine alloys make their make”, Phys Work November, pp 40-43 29 Duhaj P Maiko I., Svec P., Janikovic D (1995), “Structural characterization of the Finenmettype alloys” Journal of Non - crystalline Solids 192-193, pp 561 - 564 30 Duong V.H., Grossinger R., Satto T.R., Polak C (1995), “Influence of Nb on the microstructre and magnetic properties of Fe76,5 – xCu1NbxSi13,5B9 (x = 2, 3, 138 5)”, Proc 2nd Inter Worshop on Mat Sci Hanoi 95 (IWOMS’95) Part II 31 Egami T., Dmowski W., He Y and Schvarz R.B (1998), “Structure of amorphous Pd-Ni-P alloys determined by Synchrotron radiation”, Met Mat Trans 29A, pp 1805-1809 32 Errahmani H., Berrada A., Colis S., Schmerber G., Dinia A., Muller D (2001), “Structural and magnetic studies of CoCu granular alloy obtained by ion implantation of Co into a Cu matrix”, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 178, pp 69 - 73 33 Errahmani H., Berrada A., Schmerber G., Dinia A (2001), “Comparative study between the effect of annealing and substrate temperature on the magnetic and transport properties of Co20Cu80 granular alloys”, Materials Letters, 51, pp 4855 34 Fer A and Valet T (1993), “Classical theory of perpendicular giant magnetoresistance in magnetic multilayers”, J Magn Magn Mater., 121, pp 378-382 35 Fer A and Valet T (1993), “Theory of the perpendicular magnetoresistance in magnetic multilayers”, in Magnetism and Structure in System of Reduced Dimensions, ed By Farrow R.F.C., Dieny B., Donath M., Fert A., and Hermsmeier B.D., Series B: Physics, vol 309 in in NATO ASI series, Plenum Press, New York, pp 143-154 36 Ferrari E.F., Da Silva F.C.S and Knobel M (1997), “Influence of the distribution of magnetic moments on the magnetization and magnetoresistance in granular alloys”, Phys Rev., B56, p 6086 37 Fert A et al., (1988), Phys Rev Lett., Vol 61, pp 2472-2475 38 Garcia Prieto A , Fdez-Gubieda M L., Chaboy J., Laguna-Marco M A., Muro T., and Nakamura T (2005), “Influence of the Interface on the Magnetic Moment of Co Clusters in CoCu Granular Alloys”, IEEE Transactions on 139 magnetics, 41(10), pp 3421-3423 39 Gente C., Oehring M., Bormann R (1993), “Formation of thermodynamically unstable solid solutions in the Cu-Co system by mechanical alloying” Phys Rev., B 48, pp 13244 -13252 40 Gregg J F., Allen W., Ounadjela K., Viret M , Hehn M , Thompson S M., and Coey J M D (1996), “Giant Magnetoresistive Effects in a Single Element Magnetic Thin Film”, Phys Rev Lett., 77, pp 1580–1583 41 Hagiwara M., Inoue A and Masumoto T (1981), Sci Rep RITU A 29, pp 1027 42 Kavesh S (1977), Proc Of Intern Conf On Rapid Solid Proc., p 165 43 Kenane S., Voiron J., Benbrahim N., Chainet E and Robaut F (2006), “Magnetic properties and giant magnetoresistance in electrodeposited Co–Ag granular films”, Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 297, pp 99106 44 Kenji Sumiyama, Kenji Suzuki, Salah Ahmed Makhlouf, Kimio Wakoh, Takehiko Hihara, Saeki Yamamuro, Masaki Sakurai and Tomoaki Kamiyama (1995), “Structural and magnetic evolution in granular Fe-Ag alloys produced by the cluster beam technique”, Materials science & engineering B, Solid-state materials for advanced technology B31 (1-2), pp 133-139 45 Kim C K., et al (1996) “Fine particle magnetic properties and microstructure of Fe-Cu-Nb-Si-B alloy at elevanted temperatures” Materials Science and Engineering B41, pp 339-344 46 Kisdi-Kosdo J.E., Kiss L.E., Vaga L.K Kamasa P (1997), “Curie temperature measurement of meatastable alloys using high rating rate”, Materials Science end Engineering A226-228, pp 689-692 47 Kissinger H.E (1957), Anal Chem., 29, p 1702 48 Kittel C (1949), Rev Mod Phys 21, p 541 140 49 Knobel M , Yu R.H., Zhang X.X., Tejada J., Tiberto P and Allia P (1995), “Magnetic properties and giant magnetoresistance in melt-spun Co-Cu alloys”, J Appl Phys., 78(1), pp 394-395 50 Koon N.C., William C.M and Dao B.N (1981), J Appl Phys 52, p 2535 51 Kulik T Vlasak G., Zuberek R.(1997), “Correlation between microstructure and magnetic properties of amorphous and nanocrystalline Fe73.5Cu1Nb3Si16.5B6”, Sci Eng., A226-228 , pp 701-705 52 Kulik T., Hernando A (1996), “Magnetic Properties of Fe76.5-XCu1NbXSi13.5B9 alloys nanocrystallized from amorphous state”, J.MMM, 160, pp 269-270 53 Kuzmiriski M., Slawska-Waniewska A., Lachowicz H K (1999), “The influence of superparamagnetic particle size distribution and ferromagnetic phase on GMR in melt spun Cu-Co granular alloys”, IEEE Transactions on Magnettics, 35(5), pp 2853-2855 54 Levy P.M (1995), "Current Understanding and Open Questions on Giant Magnetoresistance", Journal of Magnetism and Magnetic Materials 485, pp 140-144 55 Masumoto T, I Ohnaka, A Inoue, and M Hagiwara (1981), “Production of Pd\–Cu\–Si method using rotating water,” Scripted Met., vol 15, pp 293296 56 Masumoto T., Inoue A et al (1982), Proc., 4th Intern Conf On RQM , 47 57 Meneghini C., Garcia-Prieto A., Fdez-Gubieda M L., Mobilio S (2003), “Time-resolved X-ray diffraction experiments during annealing of Co15Cu85 granular alloy”, Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 262, pp 9296 58 Meneghini C., Mobilio S., Garcia-Prieto A., Fdez-Gubieda M.L.F (2003), Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 200, pp 215-219 59 Mertig I., Rzeller and Diederich P.H (1993), Phys Rev B 47, p 16178 141 60 Miranda M.G.M., Bracho Rodriguez G.J., Antunes A.B., Baibich M.N., Ferrari E.F., da Silva F.C.S , Knobel M (1998), "Transport and Structure of Co10Cu90 Heterogeneous Ribbons during Annealing", Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 185, pp 331-338 61 Miranda M.G.M., Da Rosa A.T., Baibich M.N., Estevez-Rams E., Martinez G (2004), “Nanoscopic transformations and GMR in bulk non-equilibrum Cu-Co alloys”, Phys B, 354, pp 88-91 62 Muller S.A and Murphy R.J (1979), Sci Met., 13, pp 673 63 N.H Duc, D Givord, C Lacroix and C Pintles (1992), “A new approach to Itinerant-Electron Metamagnetism”, Europhysics Letter 20, pp 47 64 N.H Nghi, N.D Nhan, C.V Thang, N.X Phuc, N.M Hong, N.H Duc, N.A Tuan, B.X Chien and L.M Hoa, (2002) “GMR effect of rapidly solidified CoCu alloys”, Proceedings of the Fifth Vietnamese – German Seminar on Physics and Engineering, Hue, 25 Ferbruary- 02 March, pp 185-189 65 Naka M., Inoue A and Masumoto T (1981), Sci Rep., RITU A 29, pp 1027 66 Nguyen Hoang Nghi, et al (2004), “The influence of heat treatment on Giant magnetoresistance effect in granular Co-Cu alloys prepared by rapid quenching” Adv in Tech of Mat and Mat Proc J (ATM) Vol 6[1] pp 83-86 67 Parkin s.s.p, et al, Phys Rev Lett., 64, p 2304 68 Parkin s.s.p., Bhadra R and Roche K.P (1991), “Oscillatory magnetic exchange coupling through thin Copper layers” et al, Phys Rev Lett 66(16), pp 2152-2155 69 Pratt W P (1991), “Perpencular giant magnetoresistance of Ag Co multilayers”, Phys Rev Lett., 66, pp 3060-3063 70 Rietveld H.M., J Appl (1969), Crystallogr 2, pp 65-71 71 Robert C O, Handley (1999), Modern Magnetic Materials Principles and applications, John Wiley and Sons, INC., New York, pp 563-564 142 72 Robert C O, Handley (1999), Modern Magnetic Materials Principles and Applications, John Wiley and Sons, INC., New York, pp 591-592 73 Robert C O, Handley (1999), Modern Magnetic Materials Principles and Applications, John Wiley and Sons, INC., New York, pp 581-582 74 Robert C O, Handley (1999), Modern Magnetic Materials Principles and Applications, John Wiley and Sons, INC., New York, pp 573-581 75 Spizzo F., Angeli E., Biser D o, F Ronconi, P Vavassori, P Allia, V Selvaggini, M Coisson, P Tiberto and F Vinai (2003), “GMR as a function of temperature in FeAg granular samples: the effect of magnetic interactions”, Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 262 (1), pp 88-91 76 Spizzo F., Angeli E., Bisero D., Da Re A , Ronconi F., Vavassori P., I Bergenti, Deriu A and Hoell A (2003), “Fe–Ag magnetic granular systems: a SANS study with polarised neutrons”, Physica B: Condensed Matter, 335(1-4), pp 119-122 77 Tsymbal E.Y., et al.(2003), J Phys condens matter, 15R, pp 109-142 78 Valet T and Fert A (1993), “Classical theory of perpencular giant magnetoresistance in magnetic multilayers” J.Magn Magn Mat., 12, pp 1378-382 79 Vergara J., Madurga V (2001), “Effect of annealing processes on the magneto-resistance in pulsed laser ablated-deposited Ag90Co10 and Co10Cu90 films”, Journal of Non-Crystalline Solids, 287, pp 385-389 80 Viegas A.D.C., Geshev J., Dorneles L.S., Schmidt J.E and Knoble M (1997), “Correlation between magnetic interactions and giant magnetoresistance in melt-spun Co10Cu90 granular alloys” J.Appl Phys., 82, p 3047 81 Vouille C., Fert A., et al, (1998) “Inverse CPP GMR in (A/Cu/Co/Cu) multilayer (A=NiCr, FeCr, FeV) and discussion of the spin asymmetry induced by impurities” J Appl Phys., 81(8) pp 4573-4575 143 82 Wakoh K., Yosida M., Konno T.J., Hihara T., Sumiyama K., Suzuki K (1997), “Magnetic properties and GMR in Fe-Cu granular films prepared by ionized cluster beam technique”, Journal of the Japan Institute of Metals 61(6), pp 502-506 83 Wang F., Zhang Z.D., Zhao T., Wang M.G., Xiong D.K., Jin X.M., Geng D.Y., X.G , Zhao, Liu W and Yu M.H (2000), “Giant magnetoresistance in Co-Fe-Cu granular ribbons”, J.Phys.: Condens Matter, 12, p 4829 84 Wang J.Q and Xiao.G (1994), “Transition – metal granular solids: Micro structure, magnetic properties, giant magnetoresistance”, Phys Rev B, 49, pp 3982 – 3986 85 Xiao G , Wang J Q., Xiong P (1993), “Giant magnetoresistance and anomalous Hall effect in Co-Ag and Fe-Cu, Ag, Au, Pt granular alloys”, IEEE Transactions on Magnetics, 29(6), pp 2694-2699 86 Xiao J.Q (1992), Giant Magnetoresistance in nonmultilayer magnetic systems.Phys.Rev.Lett.68.3749-3752; Teixeira S.R (1994) “Giant Magneto Resistance in sputtered (Co70Fe30)xAg1-x heterogeneous alloys” J phys Con.Matter., 6, pp 5545-5560 87 Xiao J.Q (1993), “Giant magnetoresistive properties in granular transition metals” IEEE, Trans Magn., 29, pp 2688-2693 88 Xiao J.Q., Jiang J.S and Chien C.L (1992), “Giant Magnetoresistance in the granular Co-Ag system”, Phys Rev B, 46(14), pp 9266-9269 89 Xiao J.Q., Jiang J.S., Chien C.L (1992), “Giant magnetoresistance in nonmultilayer magnetic systems” Phys Rev Lett 68, pp 3749 - 3752 90 Xu Fan, Tsutomu Mashimo, and Xinsheng Huang (2004), “Magnetic properties of Co – Cu metastable solid solution alloys”, Physical Review B, 69, pp 094432-1 to 094432-2 144 91 Yao S.W., Wu H.X., Wang H.Z., Zhang W.G (2005), “Electrodeposition of Cu-Co granular films on semiconductor Si substrate and their GMR effect” Acta Physico - Chimica Sinica, 21(8), pp 915-919 92 Yu R H., Zhang X X., and Tejada J (1995), “Asymmetric giant magnetoresistance in Co10Cu90 magnetic granular alloys”, Physical Review B, 10(10), pp 6987-6990 93 Yu R.H., Zhang X.X., Tejada J., Knobel M., Tiberto P and Allia P (1995), “Magnetic properties and giant magnetoresistance in melt-spun Co-Cu alloys”, J Appl Phys., 78, p 392 94 Zahn P., et al (1998), “Origin of GMR: Bulk or interface scattering”, Phys Rev Lett., 80, pp 4309-4312 95 Zhang S (1992), “Theory of giant magnetoresistance in magnetic granular films”, Appl Phys Lett., 61, pp 1855 - 1857 96 Zhang S., Levy P M (1993), "Conductivity and magnetoresistance in B magnetic granular films”, J Appl Phys., 73, pp 5315-5319 97 Ziman J.M (1991), Principles of the theory of solids, Cambride University Press, second edition, pp 341-348 98 Ziman J.M.(1991), Principles of the theory of solids, Second Edition, Cambridge University Press pp 331-333 145 Các công trình liên quan đến luận án đà công bố Nguyen Hoang Nghi, Bui Xuan Chien, Nguyen Van Dung, Tran Anh Phong, Nguyen Anh Tuan, Nguyen Huu Duc, Vu Nguyen Thuc The Influence of Heat Treatment on Magnetoresistance Effect in Granular Cu-Co alloys prepared by rapid quenching Advance In Technology of Materials And material processing Journal (ATM), Vol 6[1], P 83- 86, 2004 Nguyen Hoang Nghi, Nguyen Duc Nhan, Chu Van Thang, Nguyen Xuan Phuc, Nguyen Minh Hong, Nguyen Huu Duc, Nguyen Anh Tuan Bui Xuan Chien and Le Mai Hoa, Giant Magnetic Resistance (GMR) effect of rapidly solidified Co-Cu alloys, Proceedings of the Fifth Vietnamese-German Seminar on Physics and Engineering, Hue, 25 February - 02 March, 2002, P 185 (400) Nguyen Hoang Nghi, Bui Xuan Chien, Nguyen Van Dung, Tran Anh Phong, Masatoshi Inoue, Nguyen Anh Tuan, GMR effect of granular Co-Cu alloy measured at low temperature range, the ninth Asia pacific physics conference (9th APPC), Hanoi, Vietnam – October 25 - 31, 2004 Nguyen Hoang Nghi, Tran Anh Phong, Vu Nguyen Thuc, Bui Xuan Chien, Nguyen Van Dung, M Inoue, Hoang Ngoc Thanh, Magnetization process in granular Cu90Co10 alloys, Procedings of the Seventh Vietnamese - German Seminar on Physics and Engineering, Halong City, From March, 28 to April, 5, 2004, P 21 - 24 Vũ Nguyên Thức, Bùi Xuân Chiến, Nguyễn Hoàng Nghị, Hoàng Ngọc Thành, Nguyễn Hữu Đức, Nghiên cứu thực nghiệm lý thuyết hiệu ứng từ - điện trở băng từ dạng hạt CuFeCo, Báo cáo Hội nghị Vật lý Chất rắn Toàn quốc lần thứ IV, Núi cốc - 7/11/2003, trang 538 – 542 Bïi Xu©n chiến, Nguyễn Hoàng Nghị, Đỗ Quốc Thường, Vật liệu từ ®iƯn trë khỉng lå hƯ h¹t Co – Cu chÕ tạo phương pháp nguội nhanh, Tuyển tập 146 Báo cáo Hội nghị Khoa học TTKHKT CNQS Bộ Quốc Phòng, Hà Nội 2003, trang 368 - 372 Nguyễn Hồng Nghị, Bïi Xu©n Chiến, Nguyễn Văn Dũng, Ngun Anh Tn, Ohsung Song, Tû sè GMR phơ thc hµm lượng hợp kim Co - Cu chế tạo công nghệ nguội nhanh, Tuyển tập Báo cáo HNVLTQ lÇn thø VI, 23 - 25/11/2005, trang 836 - 839 Bui Xuan Chien, Nguyen Hoang Nghi, Kozo Ishizaki, Koji Matsumaru, Nguyen Van Dung, Structure and magneto-resistance effect of Fe5Co5Cu90 alloys, Proceedings of the International Conference on Engineering Physics, October -12, 2006, P 152 - 155 Ngun Hoµng Nghị, Bùi Xuân Chiến, Hiệu ứng từ trở khổng lồ vËt liƯu tõ ngi nhanh, Tun tËp b¸o c¸o khoa học Hội nghị Khoa học lần thứ 20 - §HBK, 2006, P 150 - 155 ... dục đào tạo Trường đại học bách khoa hµ néi Bùi Xuân Chiến Nghiên cứu vật liệu từ cấu trúc nanô dạng hạt có hiệu ứng từ điện trở khổng lồ (GMR) chế tạo công nghệ nguội nhanh. .. Chương Tổng quan từ điện trở khổng lồ 1.1 Quá trình nghiên cứu hiệu ứng từ điện trở khổng lồ 1.1.1 Sự phát hiệu ứng từ điện trở khổng lồ dạng màng đa lớp Hiện tượng từ điện trở (Magneto Resistance-MR)... Sau vật liệu từ có cấu trúc dạng hạt, có hiệu ứng GMR đà nghiên cứu chế tạo nhiều phương pháp khác Hình 1.2 tỷ sè GMR phơ thc vµo tõ tr­êng cđa hƯ vËt liệu dạng hạt chế tạo công nghệ nguội nhanh