Способ измерения коэффициента диффузии электронов проводимости

Союз СоветсннкСоциалистическихРвспубанн ОЛ ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ цц 894539(51)М. Кд,С 01 М 27/78 ВВЩРратаешЫ 1 канвтет ИСР ае дааан взабратеввй н аткрытий(53) УДК 550. .838(088,8) Дата опубликования описания 30. 12.81 Филиала АН С Й) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ДИФФУЗИ ЭЛЕКТРОНОВ ПРОВОДИМОСТИ бретение может быизмерения коэффектронов проводиике металлов и и зова- иффу- зике ть испо циентовости в филупровод но длзии эи техков. особ изии спинопада амп рения ко основа итуды сиЦель изобрете Фициента диффузи классе проводящи ние требований к упрощение процес Поставленная что сначала измекоэф ия - изм комнижтакж в более широматериалов, сих чистоте, аа измерения.ель достигаетсяяют ширину лини Известен сп ме э циентов диффуз н на измерении с л гна" ла эха 11.Известен,также способ измерения коэффициента диффузии электронов про"1 О водимости образца, помещенного в постоянное магнитное поле с линейным градиентом вдоль образца и поле СВЧ излучения, основанный на резонансном поглощении электромагнитной энергии электронами проводимости. В этом способе СВЧ излучение накладывается в виде двух импульсов, первый из которых поворачивает намагниченность образца на 90, а второй, приложенный через, время З - на 180. Через время 2; после воздействия первого импуль" са система излучает сигнал электронного спинового эха. По скорости спада амплитуды спинового эха определяют величину коэффициента диффузии электронов проводимости 121.Недостатком известных способов является то, что вследствие малой разрешающей способности радиотехнических устройств, возможно наблюдение сигналов спинового эха лишь в материалах с временами спиновой релаксации длиннее, чем 10 секунды. По этой причине явление спинового эха может наблюдаться лишь в очень ограниченном числе сверхчистых металлов. Кроме того, импульсные измерения требуют применения сложной электронной техники.8915эонвнсного гкгглощения электромагнит" еЖ энергии в: отсутствии. релаксации слинов на поверхности образца, затем нв:. поверхность образца наносят слой проводящего материала, измеряют ширину линии резонансного поглощения при наличии поверхностной релаксации, по разности ширин линий резонанса определяют вклад, обусловленный голько поверхностной релаксацией и опреде" 0 ляют коэффициент диффузии по формуле39 4Измеряют ширины линий резонансного поглощения в этих образцах. Разность этих ширин и определяет искомое значение поверхностного вклада дНз. Затем по приведенной выше формуле определяют значение коэффициента диффузии электронов проводимости. г 1 ри толщине планки д: 1,2 м 10 см, дНз11 гс и сС = 2,5 получаем значениеО1 б 3 см /с, что полностью согласуется с данными эксперимента по спи.новому эхо, проведенному на образцах лития рекордной чистоты дН = 50 хд 10 гс.5 Формула изобретения Способ измерения коэффициента диф фузии электронов проводимости образца, помещенного в постоянное магнитное поле с линейным градиентом вдоль образца и поле СВЧ излучения, основанный на резонансном поглощении 25 электромеханической энергии электронами проводимости, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что, с целью измерения коэффициента диффузии в более широком классе проводящих материалов, Эо снижеНия требований к их чистоте, атакже упрощения процесса измерений, сначала измеряют ширину линии резонансного поглощения электромагнитной энергии в отсутствии релаксации спинов на поверхности образца, затем на поверхность образца наносят слой проводящего материала, измеряют ширину линии резонансного поглощения при наличии поверхностной релаксации, по 40 разности ширин линий резонанса определяют вклад, обусловленный только поверхностной релаксацией, и определяют коэффициент диффузии по Форму- ле Измерение коэффициента диффузии .электронов проводимости в металлическом литии проводят следующим образом,/На тонкий (меньше длины свободного пробега электрона проводимости) слой ферромагнитного сплава инвар на 50 пыляют в вакууме пленку исследуемого металла лития заданной толщины. Одновременно и в тех же самых условиях напыляют пленку исследуемого металла лития на диэлектрическую подложку, например, из фтористого лития. В об 55 разце, .напыленном йа диэлектрическую подложку, релаксация спина на поверх" ности практически равна нулю (дН 0). дя 5 е свое- гиромагнитное отношениесвободного электрона;О - коэффициент диффузии элект"ронов проводимости;д Из - ширина линии резонансногопоглощения, обусловленнаярелаксацией спинов на поверхности образца;д - наименьший размер образца;о - безразмерный коэффициент,зависящий от геометрии образца,Полная наблюдаемая ширина дН состоит из двух аддитивно складывающихся частей: ьН: - вышеупомянутая ширина и дН, - ширина обязанная релаксационным процессам в объеме образца. Обычно ширина линии резонансного поглощения определяется дН, поэтому для увеличения дН на поверхность образца любыми известными способами наносят тонкий слой вещества, способного эффективно увеличивать поверхностную релаксацию спина электрона проводимости. В качестве такого вещества может служить, например, Фер.ромагнитный металл,О е- гиромагнитное отношенибодного электрона; О - коэффициент диффузии элект"ронов проводимости; дН - ширина линии резонансного поглощения, обусловленная релаксацией спинов на поверхности образца; д - наименьший размер образца; - безразмерный коэффициент, зависящий от геометрии образца.Составитель. В. МайоршинРедактор Н, Гришанова Техред Т, Маточка Корректор Г. Огар Заказ 11475/70 Тираж 910 ПодписНое ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 5 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Абрагам А. Ядерный магнетизм,М.)ИЛ, 1963, 8945392. Спегазоч Г.О. КпагакЬазЬуап Е;6., Юцда 1 оч Ч.Г. - "РЬуз 1 сз 1 еей", 1975, чо 1, 50 А, Н. 6, р. 399- 400 (прототип).