vestiftИзвестия Национальной академии наук Беларуси. Серия физико-технических наукProceedings of the National Academy of Sciences of Belarus. Physical-technical series1561-83582524-244XThe Republican Unitary Enterprise Publishing House "Belaruskaya Navuka"10.29235/1561-8358-2018-63-2-135-149vestift-373Research ArticleМАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ, МЕТАЛЛУРГИЯMATERIALS SCIENCES AND ENGINEERING, METALLURGYМАГНИТНЫЕ НАНОМАТЕРИАЛЫ И НАНОСТРУКТУРЫ. ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯMAGNETIC NANOMATERIALS AND NANOSTRUCTURES. TRENDS OF DEVELOPMENTФедосюкВ. М.FedosyukV. M.

Федосюк Валерий Михайлович – член-корреспондент Национальной академии наук Беларуси, доктор физикоматематических наук, генеральный директор.

ул. П. Бровки, 19, 220072, Минск.

Valeri M. Fedosyuk – Corresponding Member of the National Academy of Sciences of Belarus, D. Sc. (Physics and Mathematics), General Director.

19, P. Brovka Str., 220072, Minsk.

fedosyuk@physics.byНаучно-практический центр Национальной академии наук Беларуси по материаловедению.Scientific and Practical Materials Research Center of the National Academy of Sciences of Belarus.201802072018632135149Copyright © Федосюк В.М., 20182018Федосюк В.М.Fedosyuk V.M.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestift.belnauka.by/jour/article/view/373

Анализируется создание и развитие магнитных наноматериалов и наноструктур, пленок со столбчатым типом кристаллической структуры, многослойных пленочных структур, нанокомпозитов, гранулированных сплавов и нанопроволок. Рассматриваются методика получения и структура, магнитные и магниторезистивные свойства трех типов нанопроволок – многослойных, гранулированных и спин-клапанного типа. Показано, что многослойные пленочные покрытия с очень тонкими (< 1 нм) чередующимися магнитными и немагнитными слоями ведут себя, как пленки гранулированных сплавов. Об этом свидетельствует их типичная треугольная зависимость электросопротивления от магнитного поля. Подчеркивается, что пленки гранулированных сплавов Cu–Co впервые получены в Научно-практическом центре Национальной академии наук Беларуси по материаловедению методом электролитического осаждения без последующего отжига, как это имеет место быть при других методах их получения. Свежеприготовленные пленки гранулированных сплавов Cu–Co являются суперпарамагнетиками. То есть проявляют ферромагнитное поведение ниже температуры блокирования, которая в свою очередь зависит от размера кластеров кобальта в диамагнитной матрице меди. Подобные свойства проявляют и впервые полученные нами гранулированные нанопроволоки. Особое внимание уделяется анализу методики получения и описанию свойств многослойных нанопроволок спин-клапанного типа. Прогнозируются тенденции развития материаловедения, которые позволят создавать новые материалы с высоким уровнем качества и заданными свойствами, что в перспективе позволит расширить область экспорта таких материалов и изделий из них.

There are analyzed creation and development of magnetic nanomaterials and nanostructures, films with a columnar type of crystal structure, multilayer film structures, nanocomposites, granular alloys and nanowires. The methodics of obtaining, structure, magnetic and magnetoresistive properties of three types of nanowires – multilayered and granular ones and the ones of spin-valve type are discussed. It is shown that multilayer film coatings with very thin (< 1 nm) alternating magnetic and nonmagnetic layers behave like films of granular alloys. It is emphasized that the films of granular Cu–Co alloys were first obtained at the Scientific and Practical Materials Research Center of the National Academy of Sciences of Belarus by the method of electrolytic deposition without subsequent annealing, as is the case with other methods for their preparation. As prepared Cu–Co films are superparamagneties. That is, they demonstrate ferromagnetic below blocking temperature, which is dependent on the size of cobalt clusters in diamagnetic matrix of copper. The granulated nanowires, firstly obtained by us, exhibit similar behavior. Special attention is paid to the analysis of obtaining and properties of multilayered films of the spin-valve type. The trends in the development of materials science are predicted, which will allow creating new materials with a high level of quality and specified properties, what will allow expanding the area of export of such materials and products from them in the future. 

магнетизмаморфные и нанокристаллические сплавыпленки со столбчатым типом кристаллической структурымногослойные пленкигранулированные сплавынанопроволоки и нанотрубкимагнитомягкие нанокомпозитыmagnetismamorphous and nanocrystalline alloysfilms with crystal structure of columnar typemultilayer filmsgranular alloysnanowires and nanotubessoft magnetic nanocompositesReferencesИльюшенко, Л. Ф. Электролитически осажденные магнитные пленки / Л. Ф. Ильюшенко, М. У. Шелег, А. В. Болтушкин. – Минск: Наука и техника, 1979. – 280 с.Il’yushenko L. F., Sheleg M. U., Boltushkin A. V. Electrolytically deposited magnetic films. Minsk, Nauka i tekhnika Publ., 1979. 280 p. (in Russian).Грабчиков, С. С. Аморфные электролитически осажденные металлические сплавы / С. С. Грабчиков. – Минск: Изд. центр. БГУ, 2006. – 186 с.Grabchikov S. S. Electrolytically deposited amorphous metalic alloys. Minsk, Publishing Center BSU, 2006. 186 p. (in Russian).Федосюк, В. М. Магнитомягкие пленки Co-W для вертикальной записи / В. М. Федосюк, Л. Ф. Ильюшенко, М. У. Шелег // Докл. Акад. наук БССР. – 1986. – Т. 30, № 6. – С. 508–509.Fedosyuk V. M., Il’yushenko L. F., Sheleg M. U. Soft magnetic Co-W films for vertical magnetic recording. Doklady Akademii nauk BSSR [Doklady of the Academy of Sciences of BSSR], 1986, vol. 30, no. 6, pp. 508–509 (in Russian).Шадров, В. Г. Межкристаллитное магнитное взаимодействие и процессы перемагничивания в тонкопленочных магнитных структурах / В. Г. Шадров. – Минск: Изд. центр. БГУ, 2006. – 237 с.Shadrov V. G. Intercrystalline magnetic interaction and magnetization reversal in thin-film magnetic structures. Minsk, Publishing Center BSU, 2006. 237 p. (in Russian).Федосюк, В. М. Электрохимические магнитные покрытия для дисков с вертикальной записью информации / В. М. Федосюк, М. У. Шелег, В. Г. Шадров // Зарубежная радиоэлектроника. – 1989. – № 7. – С. 82–91.Fedosyuk V. M., Sheleg M. U., Shadrov V. G. Electrochemically magnetic films for vertical recording disks. Zarubezhnaya radioelektronika [Foreign Radio Electronics], 1989, no. 7, pp. 82–91 (in Russian).Федосюк, В. М. Многослойные магнитные структуры / В. М. Федосюк. – Минск: Изд. центр БГУ, 2000. – 197 с.Fedosyuk V. M. Multilayered magnetic structures. Minsk, Publishing Center BSU, 2000. 197 p. (in Russian).Федосюк, В. М. Электролитически осажденные наноструктуры / В. М. Федосюк, Т. А. Точицкий. – Минск: Изд. центр БГУ, 2002. – 353 с.Fedosyuk V. M., Tochitskii T. A. Electrolytically deposited nanostructures. Minsk, Publishing Center BSU, 2002. 353 p. (in Russian).Spin Wave Optics in Patterned Garnet / R. Gieniusz [et al.] // Spin Wave Confinement: Propagating Waves / ed. by S. Demokritov. – Pan Stanford Publishing Pte. Ltd., 2017. – P. 139–170.Gieniusz R., Maziewski A., Guzowska U., Gruszecki P., Kłos J., Krawczyk M., Stognij A. Spin Wave Optics in Patterned Garnet. Demokritov S. (ed.) Spin Wave Confinement: Propagating Waves. Pan Stanford Publishing Pte. Ltd. 2017. Pp. 139–170.Fedosyuk, V. M. Nanoclustered films and nanowires / V. M. Fedosyuk // Syntesis, functional properties and applications of nanostructures / eds. by T. Tsakolakos, I. A. Ovid’ko. – Kluwer Academic Publ., 2003. – P. 557–578.Fedosyuk V. M. Nanoclustered films and nanowires. Tsakolakos T., Ovid’ko I. A. (eds.). Syntesis, functional properties and applications of nanostructures. Kluwer Academic Publishers, 2003, pp. 557–578.Федосюк, В. М. Многослойные нанопроволоки спин-клапанного типа / В. М. Федосюк, Т. А. Точицкий, С. А. Шарко // Перспективные материалы. – 2002. – № 4. – С. 74–78.Fedosyuk V. M., Tochitskii T. A., Sharko S. A. Multilayered nanowires of spin-valve type. Perspektivnye Materialy [Promising Materials], 2002, no. 4, pp. 74–78 (in Russian).Федосюк, В. М. Структура, магнитные и магниторезистивные свойства нанопроволок спин-клапанного типа / В. М. Федосюк, С. А. Шарко // Металлофизика и новейшие технологии. – 2003. – № 6. – С. 713–723.Fedosyuk V. M., Sharko S. A. Structure, magnetic and magnetoresistive properties of spin-valve type nanowires. Metallofizika i Noveishie Tekhnologii [Metal Physics and Advanced Technologies], 2003, no. 6, pp. 713–723 (in Russian).Федосюк, В. М. Наноструктурные пленки и нанопроволоки / В. М. Федосюк. – Минск: Изд. центр БГУ, 2006. – 310 с.Fedosyuk V. M. Nanostructured films and nanowires. Minsk, Publishing Center BSU, 2006. 310 p. (in Russian).Эффективность магнитостатического экранирования цилиндрическими оболочками / С. С. Грабчиков [и др.] // Вес. Нац. акад. навук Беларусі. Сер. фіз.-тэхн. навук. – 2015. – № 4. – С. 107–114.Grabchikov S. S., Erofeenko V. T., Vasilenkov N. A., Trukhanov A. V., Solobai A. A. Effectiveness of magnetostatic shielding by the cylindrical shells. Vestsi Natsyyanal’nai akademii navuk Belarusi. Seryya fizika-technichnych navuk = Proceedings of the National Academy of Sciences of Belarus. Physical-technical series, 2015, no. 4, pp. 107–114 (in Russian).Effectiveness of the magnetostatic shielding by the cylindrical shells / S. S. Grabchikov [et al.] // J. Magn. Magn. Mater. – 2016. – Vol. 398. – P. 49–53. https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2015.08.122Grabchikov S. S., Trukhanov A. V., Trukhanov S. V., Kazakevich I. S, Solobay A. A., Erofeenko V. T., Vasilenkov N. A., Volkova O. S., Shakin A. Effectiveness of the magnetostatic shielding by the cylindrical shells. Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 2016, vol. 398, pp. 49–53. https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2015.08.122Медные нанотрубки, осажденные электрохимическим способом / Е. Ю. Канюков [и др.] // Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. – 2017. – № 2. – С. 99–105. https://doi.org/10.7868/S0207352817020081Kanyukov E. Yu., Kozlovskii A. L., Shlimas D. I., Zdorovets M. V., Yakimchuk D. V., Shumskaya E. E., Kadyrzhanov K. K. Electrochemically deposited copper nanotubes. Journal of Surface Investigation. X-ray, Synchrotron and Neutron Techniques, 2017, vol. 11, iss. 1, pp. 270–275. https://doi.org/10.1134/S1027451017010281Влияние параметров электроосаждения на структурные и морфологические особенности Ni нанотрубок / А. Л. Козловский [и др.] // Физика металлов и металловедение. – 2017. – Т. 118, № 2. – С. 174–179. https://doi.org/10.7868/S0015323017020061Kozlovskiy A. L., Shlimas D. I., Shumskaya A. E., Kaniukov E. Yu., Zdorovets M. V., Kadyrzhanov K. K. Influence of Electrodeposition Parameters on Structural and Morphological Features of Ni Nanotubes. Physics of Metals and Metallography, 2017, vol. 118, iss. 2, pp. 164–169. https://doi.org/10.1134/S0031918X17020065Говор, Г. А. Особенности магнитных характеристик новых композиционных материалов на основе порошков железа / Г. А. Говор, А. К. Вечер, К. И. Янушкевич // Перспективные материалы и технологии : в 2 т. / под ред. В. В. Клубовича. – Витебск: УО ВГТУ, 2017. – Т. 2. – С. 278–299.Govor G. A., Vecher A. K., Yanushkevich K. I. The peculiarities of magnetic characteristics of new composite materials based on iron powders. Klubovich V. V. (ed.) Promising materials and technologies. Vol. 2. Vitebsk, Vitebsk State Technological University, 2017, pp. 278–299 (in Russian).Magnetotransport properties and calculation of the stability of GMR coefficients in CoNi/Cu multilayer quasi-one-dimension structures / A. V. Trukhanov [et al.] // Mater. Res. Express. – 2016. – Vol. 3, № 6. – P. 2317–2323. https://doi.org/10.1088/2053-1591/3/6/065010Trukhanov A. V., Grabchikov S. S., Sharko S. A., Trukhanov S. V., Trukhanova K. L., Volkova O. S., Shakin A. Magnetotransport properties and calculation of the stability of GMR coefficients in CoNi/Cu multilayer quasi-one-dimension structures. Materials Research Express, 2016, vol. 3, no. 6, pp. 2317–2323. https://doi.org/10.1088/2053-1591/3/6/065010

The authors declare that there are no conflicts of interest present.