МЕЖАТОМНЫЕ СВЯЗИ В АМОРФНЫХ КОМПОЗИТАХ (CoFeB)x(TiO2)1–x C РАЗНЫМ СОДЕРЖАНИЕМ МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ И ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ КОМПОНЕНТ ПО ДАННЫМ ИК-СПЕКТРОСКОПИИ

Аннотация

Методом ионно-лучевого распыления двух мишеней (одна из сплава CoFeB, вторая из TiO2) на вращающуюся ситалловую подложку получена серия образцов с градиентом состава и толщины композита (CoFeB)x(TiO2)1–x. На дифрактограммах aморфных композитов обнаружено гало, соответствующее среднему межатомному расстоянию, близкому по величине к значениям межплоскостных расстояний самых интенсивных дифракционных линий в сплавах CoFe. Методом ИК-спектроскопии проведена идентификация мод, соответствующих межатомным связям в аморфных композитах (CoFeB)x(TiO2)1–x различного состава. Установлено наличие связей с кислородом всех элементов композита Fe–O, Co–O, Ti–O, B-O, а также образование промежуточных химических связей Ti–O–B, Ti–O–Co между атомами диэлектрической и металлической компонент композита. На основе полученных данных предложена модель аморфных композитов (Co45Fe45B10)x(TiO2)1–x, в которой металлические частицы представляются в виде ядра из металлических кластеров CoFe с оболочкой из оксидов и боридов/оксиборидов d-металлов, распределенных в диэлектрической матрице диоксида титана TiO2–х.

ИСТОЧНИК ФИНАНСИРОВАНИЯ
Работа выполнена при поддержке Минобрнауки России в рамках государственного задания
ВУЗам в сфере научной деятельности на 2017–2019 годы. Проект № 3.6263.2017/ВУ.

REFERENCES 

1. Zolotukhin I. V., Kalinin Yu. E., Stognay O. V. New directions of physical materials science. Voronezh, Voronezh State University Publ., 2000, 456 p. (in Russ.)
2. Gridnev S. A., Kalinin Yu. E., Sitnikov A. V., Stognay O.V. Nonlinear phenomena in nano- and microheterogeneous systems. Moscow, BINOM. Lab knowledge Publ., 2012, 352 p. (in Russ.)
3. Stognay O. V. Electric transport and magnetic properties of amorphous nano-granulated metal-dielectric composites. Doc. Sci. diss, Voronezh, 2004, 280 p.
4. Diany B., Serious V.S., Metin, Parkin S., Gurney B. A., Baumgart P., Wilhoit D. R. Magnetotransport properties of magnetically soft spin-valve structures. J. Appl. Phys., 1991, v. 69(9), pp. 4774–4779. https://doi.org/10.1063/1.348252
5. Kalinin Yu. E., Sitnikov A. V., Stognei O. V., Zolotukhin I.V., Neretin P.V. Electrical properties and giant vagnetoresistance of the CoFeB–SiO2 amorphous granular composites. Materials Science and Engineering: A, 2001, v. 304–306, pp. 941–945. https://doi.org/10.1016/s0921-5093(00)01606-3
6. Kotov L. N., Turkov V. K., Vlasov V. S., Lasek M. P., Kalinin Yu. E., Sitnikov A. V. Conductive, magnetic and structural properties of multilayer fi lms. IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering, 2013, v. 47. 012027. https://doi.org/10.1088/1757-899X/47/1/012027
7. Domashevskaya E. P., Storozhilov S. A., Turishchev S. Yu., Kashkarov V. M., Terekhov V. A., Stogney O. V., Kalinin Yu. E., Sitnikov A. V., Molodtsov S. L. XANES and USXES studies of interatomic interactions in (Co41Fe39B20)x(SiO2)1−x nanocomposites. Physics of the Solid State, 2008, v. 50(1), pp. 139–145. https://doi.org/10.1134/S1063783408010253
8. Shchekochikhin A. V., Domashevskaya E. P., Karpov S. I. Effect of elemental composition based on CoFeB-SiO2 on magnetic and magnetoresistive properties. Kondensirovannye sredy i mezhfaznye granitsy [Condensed Matter and Interphases], 2006, v. 8(1), pp. 64–66. URL: http://www.kcmf.vsu.ru/resources/t_08_1_2006_013.pdf (in Russ.)
9. Domashevskaya E. P., Chan Van Tu, Chernyshev A. V., Lukin A. N. Investigation of the interato mic interaction in multilayer nanostructures (Co45Fe45Zr10/a-Si)40 and (Co45Fe45Zr10/SiO2) by method of IR-spectroscopy and small angle diffraction. Condensed Matter and Interphases, 2017, v. 19(2), pp. 195–204. https://doi.org/10.17308/kcmf.2017.19/192 (in Russ.)
10. JCPDS − International Centrefor Diffraction Data. 2001, no. 51−0740.
11. JCPDS − International Centre for Diffraction Data. 2001, no. 49−1588.
12. JCPDS − International Centre for Diffraction Data. 2001, no. 48−1817.
13. Kongfa Chen, Lihua Fang, Teng Zhang, San Ping Jiang. New zinc andbismuth doped glass sealants with substantially suppressed borondeposition and poisoning for solid oxide fuel cells. J. Mater. Chem. A, 2014, v. 2(43), pp. 18655–18665. https://doi.org/10.1039/c4ta02951h
14. Wenjie Zhang, Bo Yang, Jinlei Chen. Effects of calcination temperature on preparation of borondoped TiO₂  by sol-gel method. International Journal of Photoenergy, 2012, v. 2012, pp. 1–8. https://doi.org/10.1155/2012/528637
15. Rihcard A., Nyquistand R., Kagel O. Infrared Spectra of Inorganic Compounds. New York and London, Academic Press, 1971, 499 p.
16. Milovanov Yu. S., Kuznetsov G. V., Skryshevsky V. A., Stupan S. M. Transport of Charge in Nanocomposite Structures of Silicon-SiO2, Silicon-TiO2. Semiconductors, 2014, v. 48(10), pp. 1335–1341. https://doi.org/10.1134/s1063782614100200
17. Chetverikova A. G., Maryakhina V. S. Studies of polymineral clay containing three-layer aluminosilicates by physical methods. Bulletin of the Orenburg State University, 2015, no. 1 (176), pp. 250–255. (in Russ.)
18. Shchekochikhin A. V., Domashevskaya E. P., Karpov S. I., Stognei O. V. Interatomic interaction and modes of IR spectra in amorphous nanocomposites (Co45Fe45Zr10)x(SiO2)1–x. Proceedings of Voronezh State University. Series: Physics. Mathematics, 2008, no. 1, pp. 109–114. URL: http://www.vestnik.vsu.ru/pdf/physmath/2008/01/schekochihin.pdf (in Russ.)
19. María E., Pérez Bernal, Ricardo J., Ruano Casero, Vicente Rives. Mixed Oxides Co-Fe Mixed Oxides & Calorie/Calcination of Layered Double. Ceramics– Silikáty, 2004, v. 48(4), pp. 145–154. URL: https://www.irsm.cas.cz/materialy/cs_content/2004/Bernal_CS_2004_0000.pdf
20. Nicholas T. Nolan, Michael K. Seery, Suresh C. Pillai. Spectroscopic investigation of the anatase-torutile transformation of sol-gel synthesised TiO2 photocatalysts // J. of Physical Chemistry C, 2009, v. 113, pp. 16151–16157. https://doi.org/10.1021/jp904358g