Гігантський магнітоопір

РОЗДІЛ 3

Магнітні матеріали забезпечили вирішення багатьох технологічних завдань і в помітно сприяли науково-технічному прогресу на сучасному етапі. Окремо можна відзначити магнітом`які і магнітожорсткі матеріали для електротехніки і радіотехніки, моторів і генераторів, техніки СВЧ, магнітної пам'яті, кредитних карток і багато іншого. В той же час в магнетизмі спостерігалося відставання в порівнянні з напівпровідниками при створенні пристроїв, що працюють на відстанях порядка нанометра (1 нм = 10^-9 м). Саме на відстанях порядку розміру атома або порядка десяти атомних розмірів (близько нанометра) очікуються нові кооперативні магнітні ефекти унаслідок того, що радіус дії обмінних взаємодій, які приводять до магнітного впорядкування (феромагнітного або антиферомагнітного), складає декілька міжатомних відстаней.

У останні десятиліття намітився прогрес в створенні багатошарових магнітних плівок і штучно створених магнітних структур, в яких виникають нові ефекти завдяки взаємодії "магнітних електронів" з штучно створеними нанорозмірними структурами. У розроблених на цих принципах пристроях використовується комбінація магнетизму і електроніки, тому можна говорити про народження нової області магнетизму і техніки - маг-нітоелектроніки [1]. Одним з ефектів, який забезпечує прогрес магнітоелектроніки, є гігантський магнітоопір, виявлений в магнітних мультишарах і гранульованих магнітних структурах.

Ефект магнітоопору δ (або гальваномагнітний ефект) - це відносна зміна електроопору при включенні магнітного поля:

(3.1)

де ρ(0) - електроопір за відсутності поля, ρ(Н) - електроопір в полі Н.

Фізична природа гальваномагнітних явищ в класичних феромагнетиках (Fе, Co,Ni і їх сплавах) була предметом широких досліджень Н.С. Акулова, С.В. Вонсовського, К.П. Бєлова і їх учнів. Величина магнітоопору при паралельній орієнтації поля і струму (поздовжній гальваномагнітний ефект) складає при кімнатній температурі у феромагнітних залізі і нікелі відповідно δ ~ 0,07% і δ ~ 1,5% в полі Н = 10 кЕ.

Наступний етап в дослідженні магнітоопору пов'язаний з вивченням цього ефекту в шаруватих феро- і антиферомагнетиках (рідкоземельні метали, сплави залізо-родій, з'єднання SmMnGe і ін.). В деяких випадках було виявлено сильну зміну електроопору магнетіков при індукції зовнішнім магнітним полем фазових переходів антиферомагнетизм-феромагнетизм. Ці дані поза стимулювали проведення досліджень магнітоопору в штучно створених магнітних структурах, де довжина вільного пробігу носіїв струму порівнювана з періодом цієї структури. Раніше магнітоопір в класичних феромагнетиках вивчали в масивних матеріалах, де характерна довжина магнітних неоднорідностей значно перевершувала довжину вільного пробігу електронів, тобто відстань, яку пробігає електрон до зіткнення.

Дата добавления: 2014-01-11