Технология ионно-лучевого синтеза тонких пленок магнитных полупроводников на основе диоксида титана

Проведен анализ научно-технической литературы и проведены патентные исследования по ГОСТ Р 15.011-96.
Проведено компьютерное моделирование процессов имплантации ионов в различные подложки и получены расчетные профили распределения их по глубине.
Проведены эксперименты по имплантации ионов Cu,V, Cr, Mn, Fe, Сo и Ni в монокристаллические подложки TiO2 с различной кристаллографической ориентацией.
Проведено скрайбирование имплантированных подложек и различного вида тепловые воздействия (термический и ионно-импульсный отжиги) на образцы с целью создания различных состояний и распределений магнитных ионов в матрице, а также восстановления ее кристалличности.
Измерены основные магнитные свойства методами магнитного резонанса, термомагнитного анализа для выявления сорта ионов и образцов, показывающих максимальную температуру магнитного упорядочения и остаточную намагниченность; измерена удельная проводимость образцов.
Исследована морфология и элементно-фазовый состав наилучших образцов 3d-примесь/TiO2 методами электронной микроскопии (СЭМ, ПЭМ), зондовой микроскопии (АСМ), рентгеновской дифракции с целью установить основные физические механизмы и технологические параметры, обуславливающие высокие магнитные характеристики полученных материалов.

- Измерены основные магнитные характеристики имплантированных железом образцов методом Мессбауэровской спектроскопии;
- оптимизированы режимы имплантации (тока ионов, дозы, температуры подложки) и последующего отжига для получения максимальных температур Кюри (600К и выше) и остаточных намагниченностей (более 0.7-0.9 намагниченности насыщения), а также анизотропии в плоскости подложки;
- оптимизированы режимы имплантации и последующего отжига для получения уровней удельной проводимости имплантированных образцов, сопоставимых с проводимостью, например, легированного кремния;
- проведены повторные магнитные и электрические измерения с целью выявления наилучших по магнитным и электрическим параметрам образцов;
- разработаны физические модели для интерпретации экспериментально наблюдаемых магнитных, оптических и электрических свойств синтезированных нанокомпозитных систем и субмикронных слоев;
- разработаны рекомендации по созданию ионно-лучевой технологии формирования магнитнных оксидных полупроводников на основе диоксида титана с температурой Кюри, выше комнатной;
- составлен и оформлен отчёт.