НАНОТЕХНОЛОГИЯ В БЛИЖАЙШЕМ ДЕСЯТИЛЕТИИ
Нанострукгурные устройства с эффектом ГМС
Р. Шала[47]
Эффект ГМС, открытый группой А. Ферта в 1988 г., имеет наноразмерную природу и связан с чередованием нанослоев железа и хрома [1]. Позднее были обнаружены и другие многослойные комбинации металлов, обладающие аналогичным эффектом, среди которых есть сильные ферромагнетики (например, Fe, Со, NiFe), слабые ферромагнетики и немагнитные вещества (Сг, Си, Ag). Эффект возникает вследствие изменения рассеяния электронов на поверхностях раздела слоев при наложении внешнего магнитного поля, параллельного слоям. Физическая природа ГМС обусловлена тем, что в отсутствие внешнего поля спины в чередующихся слоях ориентируются по-разному (благодаря антиферромагнитному связыванию), вследствие чего в сечении рассеяния возникает соответствующий пик. При наложении достаточно сильного внешнего магнитного поля (независимо от его направления) спины начинают ориентироваться вдоль поля, в результате чего рассеяние на границах раздела уменьшается. Однако затем было обнаружено, что явление ГМС не связано только с наличием таких чередующихся «одномерно-модулированных» моноатомных слоев, а может быть связано с иной структурой материала. Например, к аналогичному эффекту может приводить случайное распределение сферических магнитных частиц в немагнитной матрице, хотя значения магнитного поля, требуемые для получения минимумов сопротивления в таких консолидированных наноструктурах, слишком велики и пока практически не могут быть реализованы. Однако трехмерное «модулирование» размерности таких ГМС-
|
Рис. 7.1. Различные наноструктуры, проявляющие ГМС, (слева) и их магниторези - стивные характеристики (справа, масштабы по оси абсцисс разные), а — мультислой с антиферромагнитной связью; б — спиновый затвор; в — зернистый сплав; г — мультислой с прерывистыми магнитными слоями; д — гибридная наноструктура, включающая кластеры и слои. |
Структур в нанометровом масштабе позволяет значительно снизить величину требуемого магнитного поля, что, возможно, приведет к созданию разнообразных устройств на основе явления ГМС (рис. 7.1) [2]. Некоторые из них уже нашли практическое применение (например, в производстве магнитных считывающих устройств).
