Эффекты гигантского магнитосопротивления в ферромагнитных наноконтактах

• Автор: Усеинов, Артур Ниазбекович
• Шифр специальности: 01.04.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 111 с. : ил.

ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ

Цель работы

Положения, выносимые на защиту

Научная новизна и ценность работы

Практическая ценность работы

Апробация работы и публикации

Краткое содержание работы

Глава 1. ПРОВОДИМОСТЬ СТРУКТУР ИЗ НОРМАЛЬНЫХ И МАГНИТНЫХ МЕТАЛЛОВ. НАНОСТРУКТУРЫ И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ

1.1. ЭФФЕКТ ГИГАНТСКОГО МАГНИТОСОПРОТИВЛЕНИЯ (ГМС) В НАНОСИСТЕМАХ

1.1.1. Введение

1.1.2. Спин-поляризованное рассеяние носителей тока в металлических ферромагнетиках
1.1.3. Экспериментальное обнаружение гигантского магнитосопротивления в различных структурах
1.1.4. Объяснение гигантского магнитосопротивления в мультислоях на основе зонной теории
1.1.5. Технические приложения магниторезистивных ГМС датчиков
1.2. ТЕОРИЯ ПРОВОДИМОСТИ ТОЧЕЧНЫХ КОНТАКТОВ НОРМАЛЬНЫХ МЕТАЛЛОВ
1.2.1. Введение в теорию проводимости контактов из нормальных металлов
1.2.2. Классический предел (Максвелловский предел)
1.2.3. Квазиклассическое приближение для баллистических контактов (Шарвиновский предел)
1.2.4. Теории рассеяния электронов проводимости в точечных контактах
1.2.5. Связь с другими формализмами

1.3. КВАЗИКЛАССИЧЕСКИЕ КИНЕТИЧЕСКИЕ УРАВНЕНИЯ ДЛЯ КОНТАКТИРУЮЩИХ МЕТАЛЛОВ И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ В ТЕОРИИ ЭФФЕКТА ГИГАНТСКОГО МАГНИТОСОПРОТИВЛЕНИЯ МАГНИТНЫХ КОНТАКТОВ
Глава 2. МАГНИТОСОПРОТИВЛЕНИЕ ТОЧЕЧНЫХ ГЕТЕРОКОНТАКТОВ ФЕРРОМАГНИТНЫХ МЕТАЛЛОВ
2.1. Введение
2.2. Описание модели контакта. Вывод формулы для проводимости
2.3. Формула для коэффициента прохождения и определение магнитосопротивления
2.4. Типы контактов
2.5. Сравнение с экспериментальными данными
Глава 3. ЗАВИСИМОСТЬ МАГНИТОСОПРОТИВЛЕНИЯ КОНТАКТОВ ОТ ДЛИН СВОБОДНОГО ПРОБЕГА ЭЛЕКТРОНА ПРОВОДИМОСТИ
3.1. Формула для проводимости
3.2. Связь параметров длин свободного пробега с коэффициентом спиновой асимметрии
3.3. Магнитосопротивление допированного примесями гомоконтакта
3.4. Зависимости магнитосопротивления от длин свободного в гетероконгактах
3.5. Сравнение с экспериментальными данными
Глава 4. ТУННЕЛЬНОЕ МАГНИТОСОПРОТИВЛЕНИЕ ФЕРРОМАГНИТНЫХ СТРУКТУР
4.1. Введение
4.2. ТМС контакта с прямоугольным барьером
4.3. ТМС контакта с трапецеидальной формой туннельного барьера
4.4. Заключение
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ
АННОТАЦИЯ НА АНГЛИЙСКОМ ЯЗЫКЕ (ABSTRACT)
СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ АВТОРА ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ
ЦИТИРУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА
ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ
БМС - баллистическое магнитосопротивление ( BMR)
ВФ - волновая функция
ГМС - гигантское магнитосопротивление (GMR)
ГУ - граничные условия ДС - доменная стенка (DW)
ДСП - средняя длина свободного пробега, Mean-Free Path (mfp)
КП - коэффициент прохождения
МС - магнитосопротивление, Magnetoresistance (MR)
СВЧ - сверхвысокие частоты
ТМС - туннельное магнитосопротивление (TMR )
ФГ - функция Грина ЭП - электрон проводимости HD - жесткий диск, Hard Disk N - нормальный металл
FM - ферромагнитный металл (Ferromagnetic metal)
Id в NxlclN2, FMx/c/FM2 обозначает микро-мостик (область сужения контакта) между двумя разными металлами.
CIP- структура с током, текущим в плоскости слоев
СРР - структура с током, текущим перпендикулярно проводящим слоям
АР - антипараллельная намагниченность
Р - параллельная намагниченность
Е - энергия
Н - магнитное поле

Здесь важно отметить, что при определении области (гсО, г>0), усреднение стоящее под интегралом становится усреднением по углу соответствующей стороны. В случае г>0, (т.е. правой стороны контакта) берется а =Ы.)а ■
Аналогично для г < 0 :
^<о,к) = с^+^- )еКв-%(№+±)еК-£^№, (40)
2 —оо 2 г
где под интегралом стоит gs = (gs'j0 . Воспользуемся соотношением (34) и продифференцируем по 2 уравнения (39) и (40), умножив их на (-1 /к):
*„(* > о,к)=с,е-“ +±- - Аф-хг-') -г^)лч. (41)
2 О 2
ga{z<^) = -С1екг+±- ) . (42)
2 -оо 2
Выражая из (41), (42) С}еК2 и С2е~К2, подставим их в (39) и (40), тогда получим
1 г — 1
8,(1 > 0,к) = 8а{г > 0,к) - — +
п г

= Яа(2 > 0,к) + - | , (43)
^(2<0,к) = -Яа(2<0,к) + ^- | е~к^8я(^~ е-ки-*8я($Щ +
2 —оо г г
+к I =
2 —оо 2 г
= -Яа(г<0,к)-Д { е~к^^. (44)
-ОО