Эффекты гигантского магнитосопротивления в ферромагнитных наноконтактах
Диссертация
Предложен новый эффект усиления магнитосопротивления в ферромагнитных наноконтактах с большой спиновой асимметрией рассеяния электронов проводимости. Физическая причина заключается1 в одновременной реализации разных режимов проводимости в двух спиновых каналах — баллистического режима для одной спиновой проекцией электронов проводимости и диффузного для другой. Комбинации режимов проводимости… Читать ещё >
Список литературы
- Prinz, G. A. Spin-polarized transport / G. A. Prinz // Phys. Today. — 1995. -V. 48, № 4. -P. 353 — 354.
- Gregg, J. F. Spin electronics a review / J. F. Gregg, C. Dennis, I. Petej, E. Jouguelet // J. Phys. D: Appl. Phys. — 2002. — V. 35, — P. R121 — R155.
- Zutic, I. Spintronics: Fundamentals and applications. / I. Zutic, J. Fabian, Das S. Sarma // Reviews of modem physics, -2004. V. 76, — P. 323 — 410.
- Ведяев, А. В. Использование поляризованного по спину тока в спинтронике / А. В. Ведяев // Успехи Физических Наук, 2002. — Т. 172, № 12.-С. 1458−1461.
- Сидякин, В. Г. Изменение сопротивления металлов или полупроводников в магнитном поле. / В. Г. Сидякин, Ю. М. Алтайский // Техника физического эксперимента, изд. Киевского университета. 1965. -С. 148.
- Тейлор, К. Физика редкоземельных соединений / К. Тейлор, М. Дарби //М.:Мир. 1974. с. 255
- Dieny, В. Giant magnetoresistance in spin-valve multilayers / В. Dieny // J. Magn. Magn. Mater. 1994. — V. 136, — P. 335 — 359.
- Gurney, B.A. Direct Measurement of Spin-Dependent Conduction-Electron Mean Free Paths in Ferromagnetic Metals / B. A. Gurney, V. S. Speriosu, J. -P. Nozieres, H. Lefakis, D. R. Wilhoit, O. U. Need // Phys. Rev. Lett.- 1993.-V. 71,-№ 24.-P. 4023−4026.
- Vedyaev, A. The mechanisms of suppression and enhancement of GMR and TMR in magnetic sandwiches / A. Vedyaev, D. Bagrets, A. Bagrets, N. Ryzhanova, N. Strelkov, B. Dieny, C. Lacroix // J. Magn. Magn. Mater.- 2002. V. 242 — 245. — P. 453 — 456.
- Baibic, M.N. Giant magnetoresistance of (001)Fe/(001)Cr magnetic superlattices / M.N. Baibich, J.M. Broto, A. Bert et al. // Phys. Rev. Lett.- 1988.-V. 61.-P. 2472−2476
- Binasch, G. Enhanced magnetoresis-tance in layered magnetic structures with antiferromagnetic interlayer exchange / G. Binasch, P. Griinberg, F. Saurenbach, W. Zinn // Phys. Rev. B. 1989. — V. 39, — P. 4828 — 4830.
- Dieny, B. Magnetotransport properties of magnetically soft spin-valve structures (invited) / B. Dieny, V. S. Speriosu, S. Metin, S. S. P. Parkin, B. A. Gurney, P. Baumgart, D. R. Wilhoit // J. Appl. Phys. 1991. — V. 69, -P. 4774−4779.
- Tagirov, L.R. Low-Field Superconducting Spin Switch Based on a Superconductor/Ferromagnet Multilayer / L.R. Tagirov // Phys. Rev. Lett., — 1999.-V. 83,-№ 10. -P. 2058 -2061.
- Garcia, N. Magnetoresistance in excess of 200% in Ballistic Ni Nanocontacts at Room Temperature and 100 Oe / N. Garcia, M. Munoz, Y.- W. Zhao. // Phys. Rev. Lett. 1999. — V. 82, — P. 2923 — 2926.
- Tatara, G. Domain Wall Scattering Explains 300% Ballistic Magneto-conductance of Nanocontacts / G. Tatara, Y.-W. Zhao, M. Munoz, N. Garcia // Phys. Rev. Lett. 1999. -V. 83, — P. 2030 — 2033.
- Zhuravlev, M.Ye. Size Effect in the Giant Magnetoresistance of Segmented Nanowires / M.Ye. Zhuravlev, H.O. Lutz, A.V. Vedyaev // Phys. Rev. B. -2001.-V. 63,-№ 17.-P. 174 409−1 174 409−7.
- Sullivan, M.R. Ballistic magnetoresistance in nickel single-atom conductors without magnetostriction / M. R. Sullivan, D. A. Boehm, D. A. Ateya, S. Z. Hua, H. D. Chopra // Phys. Rev. B. 2005. — V. 71. — P. 24 412 (8).
- Zhuravlev, M.Ye. Spin blockade in ferromagnetic nanocontacts / M.Ye. Zhuravlev, E.Y. Tsymbal, S.S. Jaswal, A.V. Vedyaev, B. Deny // Appl. Phys. Lett. -2003. -V. 83, -№ 17. P. 3534 — 3536.
- Chopra, H.D. The quantum spin-valve in cobalt atomic point contacts / H.D. Chopra, M.R. Sullivan, J.N. Armstrong, S.Z. Hua // Nature Mater.- 2005. V. 4,-P. 832−837.
- Zhao, Y. W. From ballistic to non-ballistic magnetoresistance in nanocontacts: theory and experiments / Y. -W. Zhao, M. Munoz, G. Tatara, N. Garcia // J. Magn. Magn. Mater. — 2001. — V. 223, — P. 169 -174.
- Garcia, N. Magnetoresistance in Ballistic Nanocontacts and Its Manipulation in Electrodeposited Nanometric Ni Contacts / N. Garcia, Y.- W. Zhao, M. Munoz, I.G. Saveliev // IEEE Trans. Magn. 2000. — V. 36, -P. 2833−2838.
- Butler, W. H. Spin-dependent tunneling conductance of, Fe|MgO|Fe sandwiches / W. H. Butler, X. -G. Zhang, Т. C. Schulthess, J. M. MacLaren // Phys. Rev. B. 2001. — V. 63. — P. 54 416 — 54 416−12.
- Mathon, J. Theory of tunneling magnetoresistance of an epitaxial Fe/Mg0/Fe (001) junction / J. Mathon, A. Umerski // Phys. Rev. B. 2001. — V. 63. — P. 220 403 — 220 403−4.
- Ведяев, A.B. Сопротивление туннельного барьера с пинхолом / А. В. Ведяев, М. Е. Журавлев, Е. Ю. Цымбал, Б. Дени / ЖЭТФ, 2007. -Т. 131. -В. 1 ,-С. 97−106.
- Mitani, S. Tunnel-MR and spin electronics in metal-nonmetal granular systems / S. Mitani, H. Fujimori, K. Takanashi, K. Yakushiji et al. II J. Mag. Magn. Mat. 1999. — V. 198 — 199, — P. 179 — 184.
- Moruzzi, J. L. Calculated Band Structure Properties / J. L. Moruzzi, J. F. Janak, A. R. Williams // Pergamon Press, New York, NY. 1978.
- Goodfellow Catalogue, 1996/1997.
- Garcia, E. A. Surface crystallization of melt-spun Pd40Ni40P20 glass /
- Escorial A. Garcia, A.L. Greer // J. Materials Science 1987. — V. 22, — № 12. P. 4388−4394.
- Kiibler, J. Formation and coupling of magnetic moments in Heusler alloys / J. Kiibler, A.R. Williams, C.B. Sommers // Phys. Rev. В 1983. -V. 28, -P. 1745−1755.
- Pierre J. Half metallic ferromagnets / J. Pierre, L. Ranno // Инт. ссылка: http: //www2 .ted .ie/Phy sics/People/Michael. Coey/ oxsen/ne wsletter/j anuary9 8/halfmeta.htm
- Kobayashi, К. -I Room-temperature magnetoresistance in an oxide material with an ordered double-perovskite structure / К. -I. Kobayashi, T Kimura, H. Sawada, K. Terakura, Y. Tokura // Nature 1998. — V. 395, — Iss. 6703. -P. 677−680.
- Vedyaev, A. B. Quantum effects in giant magnetoresistance due to interfaces in magnetic sandwiches / A.B. Vedyaev, M. Chshiev, B. Dieny // J. Magn. Magn. Mater. 1998. — V. 184. — P. 145 — 154.
- Ведяев, А. В. Гигантское магнитосопротивление / А. В. Ведяев, А. Б. Грановский // Природа 1995. — № 8. — С. 72 — 79.
- Alps Electric to Begin Production of TuMR Thin- Film Head HRUHM Series, A division of Japan «Corporate News Network KK (JCN) Электронный ресурс. -2007. Режим доступа: http://www.japancorp.net/Article.Asp?ArtID=12 100, свободный.
- Datta, S. Electronic Transport in Mesoscopic Systems / S. Datta // Cambridge University Press, Cambridge, UK. 1997.
- Washburn, S. Resistance fluctuations in small samples: be careful when playing with ohm’s law, in: B. Kramer (Ed.), Quantum Coherence in Mesoscopic Systems // Plenum Press, New York, 1991. — P. 341 — 367.
- Maxwell, J. C. A Treatise on Electricity and Magnetism. V. 1. Dover Publ. inc., New York. — 1954.
- Sharvin, Yu. V. A possible method for studying Fermi surfaces / Yu. V. Sharvin // Sov. Phys. Journal of Experimental and Theory physics. — 1965. -V. 21, — P. 655 — 656. Журнал Экспериментальной и Теоретической Физики — 1965. — Т. 48. — С. 984 — 985. •
- Knudsen, М. Kinetic Theory of Gases / M. Knudsen // Methuen, London. 1934.
- Jansen, A.G.M. Point contact spectroscopy in metals / A. G. M. Jansen, A.P. Gelder, P. Wyder // J. Phys. C. 1980. — V. 13 — P. 6073 — 6118.
- Biittiker, M. Transmission, reflection and the resistance of small conductors / in: Chamberlain J.M., Eaves L., Portal J.C. (Eds.), Electronic Properties of Multilayers and Low Dimensional Semiconductors // Plenum Press, New York. 1990.-P. 51−73.
- Imry, Y. Physics of mesoscopic systems / in: Grinstein G., Mazenko G. (Eds.), Directions in Condensed Matter Physics // World Scientific, Singapore. 1986. — P. 101 — 163.
- Landauer, R. Spatial variation of currents and fields due to localized scatterers in metallic conduction / R. Landauer // IBM J. Res. Dev. 1957. -V. l.-P. 223−231.
- Mahan, J. Many-Particle Physics / J. Mahan // Plenum Press, New York. 1990.
- Economou, E. N. Green’s Functions in Quantum Physics / E.N. Economou //Springer, Berlin. 1983.
- Lee, P. A. Relation between conductivity and transmission matrix / P. A. Lee, D. S. Fisher // Phys. Rev. B. 1981. -V. 23, — P. 6851 — 6854.
- Baranger, H. U. Electrical linear-response theory in an arbitrary magnetic field: a new fermi-surface formation / H. U. Baranger, A. D. Stone // Phys. Rev. B. 1989. — V. 40, — P. 8169.
- Rammer, J. Quantum field-theoretical methods in transport theory of metals / J Rammer, H. Smith // Rev. Mod. Phys. 1986. -V. 58, — № 2. -P. 323 -359.
- Tagirov, L.R. Ballistic versus diffusive magnetoresistance of a magnetic point contact / L.R. Tagirov, B.P. Vodopyanov, K.B. Efetov // Phys. Rev. B.- 2001. -V. 63, -P. 104 428 104 428−4.
- Tagirov, L. R. Multivalued dependence of the magnetoresistance on the quantized conductance in nanosize magnetic contacts / L. R. Tagirov, B. P. Vodopyanov, K.B. Efetov // Phys. Rev. В -2002. -V. 65, -P. 214 419−214 419−7.
- Garcia, N. Ballistic magnetoresistance in transition-metal nanocontacts: The case of iron / N. Garcia, M. Munoz, Y. -W. Zhao // Appl. Phys. Lett. -2000. -V. 76,-P. 2586−2587.
- Wegrowe, J. -E. Magnetoresistance of nanocontacts with constrained magnetic domain walls / J. -E. Wegrowe, T. Wade, X. Hoffer, L. Gravier, J. M. Bonard, J. Ph. Ansermet // Phys. Rev. B. 2003. -V. 67. -P. 104 418 (7)
- Jubert, P. O. Magnetic domain walls in constrained geometries / P. O. Jubert, R. Allenspach, A. Bischof // Phys. Rev. B. -2004. V. 69, -P. 220 410®-220 410−4.
- Imamura, H. Conductance Quantization and Magnetoresistance in Magnetic Point Contacts / H. Imamura, N. Kobayashi, S. Takahashi, S. Maekawa // Phys. Rev. Lett. 2000. — V. 80. — P. 1003 -1006.
- Звездин, А. К. Влияние доменной границы на электропроводность магнитного наноконтакта / А. К. Звездин, А. Ф. Попков // Письма в Журнал Экспериментальной и Теоретической Физики -2000. Т. 71. -Вып. 5,6. — С. 304 — 308.
- Useinov, A.N. Giant magnetoresistance in nanoscale ferromagnetic heterocontacts / A.N. Useinov, R.G. Deminov, L.R. Tagirov, G. Pan // J. Phys.: Cond. Mat. 2007. — V. 19, — P. 196 215 — 196 215−10.
- Bruno, P. Geometrically Constrained Magnetic Wall / P. Bruno // Phys. Rev. Lett. 1999. — V. 83, — P. 2425 — 2428.
- Савченко, JI.JI. Магнитные конфигурации в области наноконтакта между ферромагнитными «берегами» / JI. JI. Савченко, А. К. Звездин, А. Ф. Попков, К. А. Звездин // Физика Твердого Тела. -2001. -Т. 43, Вып. 8. — С. 1449 — 1454.
- Molyneux, V. A. Stable two- and three-dimensional geometrically constrained magnetic structures: The action of magnetic fields / V. A. Molyneux, V. V. Osipov, E. V. Ponizovskaya // Phys. Rev. В 2002. -V. 65,-P. 184 425 — 184 425−6.
- Labaye, Y. Domain walls in ferromagnetic nanoconstriction / Y. Labaye, L. Berger, J. M. D. Coey // J. Appl. Phys. -2002. -V. 91, Iss. 8. -P. 5341 -5346.
- Kazantseva, N. Transition to Linear Domain Walls in Nanoconstrictions / N. Kazantseva, R. Wieser, U. Nowak // Phys. Rev. Lett. 2005. -V. 94. -P. 37 206 — 37 206−4
- Eid, К. CPP magnetoresistance of magnetic multilayers: mean-free- path is not the culprit / K. Eid, D. Portner, R. Loloee, Jr. W. P. Pratt, J. Bass // J. Magn. Magn. Mater. 2001. — V. 224, — Iss. 3. — P. 205 — 209.
- Bass, J. Version 7/21/01 current-perpendicular-to-plane (CPP) magnetoresistance / J. Bass, Jr. W.P. Pratt // Physica B: Cond. Mat. -2002. V. 321, -P. 1 -8.
- Ren, Y. Oscillation effect and sign-change behaviour of the bias-dependent tunnelling magnetoresistance in ferromagnetic junctions / Y. Ren, Zh. Li, M. Xiao, A. Hu. // J. Phys.: Cond. Mat. 2005. — V. 17. — P. 4121 — 4134.
- Ландау, JI. Д. Теоретическая физика / Л. Д. Ландау, Е. М. Лифшиц // Том III. Квантовая механика (нерелятивистская теория). Серия: Теоретическая физика, Изд.: ФИЗМАТЛИТ., -2001. Твердый переплет, 808 с.
- Драгунов, В. П. Основы нано-электроники / В. П. Драгунов, И. Г. Неизвестный, В. А. Гридчин // Учебное пособие. М.: Унив. книга. Логос. Физматкнига. — 2006. — 496 с.
- Stearns, М.В. Reevaluation of spin-dependent cross sections of solutes in Fe /М.В. Stearns//J. Apll. Phys. 1993.-V. 73.-№ 10.-P. 6396−6398.
- Jansen, R. Resonant tunneling via spin-polarized barrier states in a magnetic tunnel junction / R. Jansen, J.C. Lodder // Phys. Rev. B. -2000. -V. 61. -P. 5860−5863.
- Mathon, J. Phenomenological Theory of Giant Magnetoresistance / in: MJ. Thornton and M. Ziese (Eds.), Spin Electronics. -2001. // Springer-Verlag Berlin Heidelberg. 2001. — P. 569.
- Valet, T. Theory of the perpendicular magnetoresistance in magneticmultilayers / Т. Valet, A. Fert // Phys. Rev. B. 1993. -V. 48, -P. 7099−7113.
- Абрикосов, A.A. Основы теории металлов / А. А. Абрикосов // Учеб. руководство. -М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1987. 520 с.
- Stearns, М.В. On the origin of ferromagnetism and the hyperfine fields in Fe, Co, and Ni / M.B. Steams // Phys. Rev. B. 1973. -V. 8, -№ 9. -P. 4383−4398.
- Garcia, N. Negative and Positive Magnetoresistance Manipulation in an Electrodeposited Nanometer Ni Contact / N. Garcia, H. Rohrer, I. G. Saveliev, Y.-W. Zhao // Phys. Rev. Lett. -2000. -V. 85. -P. 3053 -3056.
- Altmann, K. N. Effect of Magnetic Doping on the Electronic States of Ni / K. N. Altmann, N. Gilman, J. Hayoz, R. F. Willis, F. J. Himpsel // Phys. Rev. Lett. 2001. -V. 87, — № 13. — P. 137 201 — 137 201−4.
- Ren, Y. Oscillation effect and sign-change behaviour of the bias-dependent tunnelling magnetoresistance in ferromagnetic junctions / Y. Ren, Zh. Li, M. Xiao, A. Hu. // J. Phys.: Cond. Mat. 2005. — V. 17. — P. 4121 — 4134.
- Parkin, S. P. Giant tunneling magnetoresistance at room temperature with MgO (lOO) tunnel barriers / S. P. Parkin, C. Kaiser, A. Panchula, P. M. Rice, B. Hughes, M. Samant, S. Yang // Nature Mater. -2004. -V. 3. P. 862 867.
- Yuasa, S. Gaint room-temperature magnetoresistanse in single-crystal Fe/MgO/Fe magnetic tunnel junctions / S. Yuasa, T. Nagahama, A. Fukushima, Y. Suzuki, K. Ando // Nature Mater. -2004. -V. 3, -P. 868 871.
- Seneor, P. Large magnetoresistance in tunnel junctions with an iron oxide electrode / P. Seneor, A. Fert, J. -L. Maurice, F. Montaigne, F. Petroff, A. Vaures // App. Phys. Lett. 1999. — V. 74, — № 26. — P. 4017 — 4019.
- Игнатенко, C.A. Осцилляции туннельного магнитосопротивления в структуре ферромагнетик/диэлектрик/ферромагнетик / С. А. Игнатенко, A. JI. Данилюк, В. Е. Борисенко // Журнал Технической Физики. -2005. -Т. 75. Вып. 6.-С. 8- 12.
- Beletskii, N.N. Magnetoresistance and spin polarization of electron current in magnetic tunnel junctions / N.N. Beletskii, G.P. Berman, A.R. Bishop, S.A. Borisenko, V.M. Yakovenko // Phys. Rev. B. -2007. -V. 75, -P. 174 418 174 418−8.
- Rippard, W. H. Ultrathin Aluminum Oxide Tunnel Barriers / W. H. Rippard, A. C. Perrella, F. J. Albert, R. A. Buhrman // Phys.Rev.Let.- 2002. V. 88, -№ 4. — P. 46 805 — 46 805−4.