Электронный транспорт в магнитных наногетероструктурах

• Автор: Стрелков, Никита Викторович
• Шифр специальности: 01.04.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 90 с. : ил

Содержание
Введение

1 Литературный обзор

1.1 Спин-зависящее туннелирование в системах с одним и

более потенциальными барьерами

1.2 Влияние андреевского отражения на эффект ГМС

1.3 Размерные эффекты в аномальном эффекте Холла

2 Вольт-амперная характеристика ТМС в системе с тройным потенциальным барьером

2.1 Необходимость нелинейной теории и'постановка задачи

2.2 Формализм Кубо и метод функций Грина

2.3 Вычисление туннельной прозрачности

2.4 Учет неоднородности толщины барьера
2.5 Результаты и выводы
3 ГМС в гибридной гетероструктуре спин-вентильный сэндвич/сверхпроводник
3.1 Теоретическая модель
3.2 Влияние андреевского отражения на ГМС с уче-
том спин-зависящего рассеяния электронов и спин-зависящей плотности состояний (общий случай)
3.3 Баллистический режим
3.4 Диффузный режим
3.5 Обсуждение результатов
4 Влияние андреевского отражения на аномальный эффект Холла в наноструктуре ферромагнетик/сверхпроводник
4.1 Теоретическая модель

4.2 Коэффициент АЭХ в двухслойной структуре типа F/S в баллистическом режиме (а -С О
4.3 Коэффициент АЭХ в двухслойной структуре типа F/S в диффузном режиме (а ~ I)
4.4 Общий случай
4.5 АЭХ в двухслойной структуре ферромагнетик/нормальный металл (F/N)
4.6 Обсуждение результатов и выводы
Заключение
Приложения
А Функции Грина
В Выражения для токов
С Система уравнений для полей Холла в общем случае
D Коэффициент АЭХ структуры типа F/N в общем случае

Введение
Открытие эффекта гигантского магнитосопротивления (ГМС) в уль-тратонких многослойных металлических пленках, содержащих чередующиеся ферромагнитные и парамагнитные слои, способствовало мощному прорыву в развитии технологии создания сверхчувствительных магниторезистивных датчиков и магнитных считывающих устройств.
Исследования ГМС в магнитных многослойных структурах проводятся в двух геометриях: параллельной (CIP - current in plane) и перпендикулярной (СРР - current perpendicular to plane). Для теоретического описания явления ГМС в магнитных многослойных и гранулированных системах используется два подхода: квазиклассический, основанный на решении кинетического уравнения, и квантовый, базирующийся на формализме Кубо. Последний позволяет выявить пределы квазиклассического подхода и учесть квантовые размерные эффекты. Физической основой ГМС является спин-зависящее рассеяние электронов проводимости в объеме ферромагнитных материалов и на поверхности раздела (интерфейсах) слоев.
При исследовании ГМС возникает ряд проблем. Одна из них связана с тем, что измерения сопротивления ГМС структуры при СРР геометрии в виду его очень малой величины и для толщин порядка нескольких нанометров представляет собой сложную экспериментальную задачу. Поэтому в целях исключения паразитного влияния сопротивления подводящих проводов и контактов на измеряемую величину сопротивления самой ГМС структуры используются сверхрпроводя-щие подводящие проводники. Это приводит к тому, что носители тока испытывают так называемое андреевское отражение, что, в принципе, должно приводить к смешиванию спиновых каналов и, следовательно, к уменьшению величины ГМС вплоть до его полного подавления. Поэтому представляет интерес выяснение условий “выживания” этого эффекта. В CIP геометрии, в принципе, такое отражение не сказывается на величине ГМС, однако при рассмотрении таких явлений как, на-

цах го

... г5 самих гриновских функций и их производных: 2о : 611(20,2') = 621(20, 2');
£/12(20, 2') = 622(20, г');
^17(20, 2') — ^27(20, 2'); 21: £721(21,2') = 631(21,2'); 622(21, 2') = 632(21, 2');
627(21,2') = 637(21,2');
25: 601(25,2') = 671(25,2'); 602(25,2') = 672(25,2');
607(25, 2') — 677(25,2');
б£?21 (2, 2') £621(2,2')
дг дг
2=2о
£612(2,2') £622(2,2')
дг дг 2=
£617(2, 2') £627(2,2')
дг <9г

£621(2,2') £631(2, 2')
дг дг

£622(2,2') 6632(2, 2')
дг дг

6627(2,2') 6637(2, 2')
62 дг

£601(2,2') 6671(2,2')
дг дг

£602(2,2') 6672(2,2')

£607(2, 2') _ 6677(2,2')
дг 62

К этим 84-м уравнениям добавляются еще 14, которые следуют из