Ocобенности низкотемпературного магнитосопротивления в диске Корбино с магнитным упорядочением

  • Виктория Ивановна Головчук Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь
  • Михаил Григорьевич Лукашевич Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь
DOI: https://doi.org/10.33581/2520-2243-2021-3-12-19

Аннотация

В условиях снижения температуры от 300 до 2 К изучены петли гистерезиса поперечного магнитосопротивления (МС) в диске Корбино с магнитным упорядочением при параллельной (ϕ = 0°) и перпендикулярной (ϕ = 90°) ориентациях магнитное поле – плоскость диска. Индукция магнитного поля не превышала 1 Тл. Диск Корбино изготовлен из тонкой пленки пермаллоя, полученной на ситалловой подложке методом ионно-лучевого распыления. Независимо от температуры и геометрии измерений МС в области слабых магнитных полей (меньше поля насыщения намагниченности) наблюдаются резкие пики отрицательного МС, обусловленные движением доменных стенок при перемагничивании образца. Положение пика в магнитном поле определяется углом между направлением магнитного поля и плоскостью диска, а также температурой. Установлено, что при уменьшении температуры от 300 до 2 К положение пика в магнитном поле изменяется от 0,2 до 6,0 мТл (при ϕ = 0°) и от 8 до 22 мТл (при ϕ = 90°). При температуре 2 К и переориентации магнитное поле – плоскость диска от параллельной до перпендикулярной положение пика в магнитном поле изменяется от 6 до 22 мТл. В области сильных магнитных полей, бóльших поля насыщения намагниченности, при ϕ = 0° положительная компонента МС имеет линейную ненасыщающуюся до температур Т ≈ 40–50 К зависимость МС, обусловленную магнонным механизмом, а при Т = 2 К магниторезистивный эффект отсутствует из-за вымораживания магнонов. При ϕ = 90° в слабых полях знак эффекта изменяется с положительного на отрицательный вследствие ориентации намагниченности диска перпендикулярно линиям тока и доминирования отрицательного анизотропного МС, а в сильном поле – из-за доминирования лоренцевского МС.

Биографии авторов

Виктория Ивановна Головчук, Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь

аспирантка кафедры физики полупроводников и наноэлектроники физического факультета. Научный руководитель – М. Г. Лукашевич

Михаил Григорьевич Лукашевич, Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь

доктор физико-математических наук, профессор; профессор кафедры физики полупроводников и наноэлектроники физического факультета

Литература

  1. Žutić I, Fabian Ja, Das Sarma S. Spintronics: fundamentals and applications. Reviews of Modern Physics. 2004;76(2):323–386. DOI: 10.1103/RevModPhys.76.323.
  2. Battle X, Labarta A. Finite – size effects in fine particles: magnetic and transport properties. Journal of Physics D: Applied Physics. 2002;35(6):R15–R42. DOI: 10.1088/0022-3727/35/6/201.
  3. Sefrioui Z, Menéndez JL, Navarro E, Cebollada A, Briones F, Crespo P, et al. Correlation between magnetic and transport properties in nanocrystalline Fe thin films: a grain-boundary magnetic disorder effect. Physical Review. 2001;64(22):224431. DOI: 10.1103/PhysRevB.64.224431.
  4. Lukashevich MG, Popok VN, Volobuev VS, Melnikov AA, Khaibullin RI, Bazarov VV, et al. Magnetoresistive effect in PET films with iron nanoparticles synthesized by ion implantation. The Open Applied Physics Journal. 2010;3:1–5. DOI: 10.2174/1874183501003010001.
  5. Franko V, Batlle X, Labarta A. Evidence of domain wall scattering in thin films of granular CoFe – AgCu. The European Physical Journal B – Condensed Matter and Complex Systems. 2000;17(1):43–50. DOI: 10.1007/s100510070158.
  6. Ruediger U, Yu J, Zhang S, Kent AD, Parkin SSP. Negative domain wall contribution to the resistivity of microfabricated Fe wires. Physical Review Letters. 1998;80(25):5639–5642. DOI: 10.1103/PhysRevLett.80.5639.
  7. Ravelosona D, Cebollada A, Briones F, Diaz-Paniagua C, Hidalgo MA, Batallan F. Domain-wall scattering in epitaxial FePd ordered alloy films with perpendicular magnetic anisotropy. Physical Review. 1999;59(6):4322–4326. DOI: 10.1103/PhysRevB.59.4322.
  8. Gregg JF, Allen W, Ounadjela K, Viret M, Hehn M, Thompson SM. Giant magnetoresistive effects in a single element magnetic thin film. Physical Review Letters. 1996;77(8):1580–1583. DOI: 10.1103/PhysRevLett.77.1580.
  9. Hayashi M, Thomas L, Rettner Ch, Moriya R, Xin Jiang, Parkin SSP. Dependence of current and field driven depinning of domain walls on their structure and chirality in permalloy nanowires. Physical Review Letters. 2006;97(20):207205.
  10. McGuire T, Potter R. Anisotropic magnetoresistance in ferromagnetic 3D alloys. IEEE Transactions on Magnetics. 1975;11(4):1018–1034. DOI: 10.1109/TMAG.1975.1058782.
  11. Campbell IA, Fert A. Chapter 9. Transport properties of ferromagnets. In: Wohlfarth EP, editor. Ferromagnetic materials. Volume 3. Amsterdam: Elsevier; 1982. p. 747–805.
  12. Raquet B, Viret M, Sondergard E, Cespedes O, Mamy R. Electron-magnon scattering and magnetic resistivity in 3D ferromagnets. Physical Review B. 2002;66(2):024433. DOI: 10.1103/PhysRevB.66.024433.
  13. Halauchuk VI, Lukashevich MG. Magnetic microstructure and magnetoresistive effect in Corbino’s disk with magnetic ordering. Journal of the Belarusian State University. Physics. 2018;3:46–53.
  14. Beer AG. Galvanomagnetic effects in semiconductors. New York: Academic Press; 1963. 418 p.
  15. Lippman HJ, Kuhrt F. Der Geometrieeinflus auf den transversalen magnetischen Widerstandseffekt bei rechteckförmigen Halbleiterplatten. Ƶeitschrift für Naturforschung. 1958;13a:462–474.
  16. Sokolov YuF, Stepanov BG. [Physical foundations of using the effect of magnetoresistance to measure the mobility and concentration of current carriers]. Mikroelektronika. 1974;3(2):142–153. Russian.
  17. Kazakov VG. Thin magnetic films. Soros Educational Journal. 1997;1:107–114. Russian.
Опубликован
2021-10-08
Ключевые слова: пермаллой, магнитосопротивление, подложка, пленка, диск Корбино, магнитное упорядочение
Как цитировать
Головчук, В. И., & Лукашевич, М. Г. (2021). Ocобенности низкотемпературного магнитосопротивления в диске Корбино с магнитным упорядочением. Журнал Белорусского государственного университета. Физика, 3, 12-19. https://doi.org/10.33581/2520-2243-2021-3-12-19
Выпуск
№ 3 (2021): Журнал Белорусского государственного университета. Физика
Раздел
Физика конденсированного состояния

Copyright (c) 2021 Журнал Белорусского государственного университета. Физика

Лицензия Creative Commons

Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial» («Атрибуция — Некоммерческое использование») 4.0 Всемирная.

Авторы, публикующиеся в данном журнале, соглашаются со следующим:

  1. Авторы сохраняют за собой авторские права на работу и предоставляют журналу право первой публикации работы на условиях лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial. 4.0 International (CC BY-NC 4.0).
  2. Авторы сохраняют право заключать отдельные контрактные договоренности, касающиеся неэксклюзивного распространения версии работы в опубликованном здесь виде (например, размещение ее в институтском хранилище, публикацию в книге) со ссылкой на ее оригинальную публикацию в этом журнале.
  3. Авторы имеют право размещать их работу в интернете (например, в институтском хранилище или на персональном сайте) до и во время процесса рассмотрения ее данным журналом, так как это может привести к продуктивному обсуждению и большему количеству ссылок на данную работу. (См. The Effect of Open Access).