Исследование аномального эффекта Холла в двухслойных ферромагнитных пленках

• Автор: Кудряшова, Инесса Яковлевна
• Шифр специальности: 01.04.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Красноярск
• Количество страниц: 169 c. : ил

ГЛАВА I. ЭФФЕКТ ХОЛЛА В ФЕРРОМАГНИТНЫХ МЕТАЛЛАХ

(Литературный обзор)

§ I. Основные механизмы аномального эффекта

Холла

§ 2. Зависимость аномального коэффициента Холла

от удельного электросопротивления

§ 3. Температурная зависимость коэффициента АЭХ

§ 4. Аномальный коэффициент Холла и его связь со структурой поверхности Ферми в железе, кобальте и никеле

§ 5. О спиновой поляризации электронов проводимости в железе, кобальте и никеле

§ 6. Динамика поляризованных электронов проводимости в слоистых структурах нормальный металл - ферромагнетик

§ 7. Эффект Холла в ферромагнитных пленках

§ 8. Виды взаимодействий в двухслойных ферромагнитных пленках
§ 9. Контактные явления в двухслойных ферромагнитных пленках
§ 10. Постановка задачи исследования
Глава II. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА И ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ
СЛОИСТЫХ ПЛЕНОЧНЫХ ОБРАЗЦОВ § I. Технология изготовления слоистых пленочных
образцов
§ 2. Установка и методика измерения холловского
напряжения и электросопротивления в двухслойных ферромагнитных пленках
§ 3. Методика эксперимента и определения гальва-номагнитных параметров двухслойных ферромагнитных пленок
§ 4. 0 точности измерения исследуемых величин
Глава III. ОСОБЕННОСТИ ЭФФЕКТА ХОЛЛА В ДВУХСЛОЙНЫХ ФЕРРОМАГНИТНЫХ ПЛЕНКАХ § I. Эффект Холла в двухслойных ферромагнитных
пленках
§ 2. Эффект Холла в двухслойных ферромагнитных
пленках
§ 3. Эффект Холла в двухслойных ферромагнитных
пленках
§ 4. Эффект Холла в двухслойных ферромагнитных
пленках пермаллоя и мо-пермаллоя
§ 5. Переходы поляризованных электронов проводимости в слой меди в пленочных системах

В Ы В ОДЫ
3 АКЛЮЧЕ Н И Е
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Исследованию аномального эффекта Холла в ферромагнитных металлах и сплавах посвящено значительное число экспериментальных и теоретических работ. До настоящего времени не существует единой теории, которой удалось бы дать полное объяснение этому явлению. Именно с этим обстоятельством связан непрерывный интерес к теории аномального эффекта Холла (АЭХ), а также необходимость в экспериментальных исследованиях. Сравнительно недавно было доказано, что АЭХ в ферромагнитных металлах обусловлен релятивистским магнитным спин-орбит ал ьным взаимодействием электронов проводимости при рассеянии на фононах, примесях, магнитных неоднородностях и дефектах решетки.
Связь коэффициента АЭХ со структурой поверхности Ферми имеет важное значение для изучения еще не до конца исследованных сейчас электронных спектров ферромагнитных металлов, знание которых необходимо для понимания любых физических цроцес-сов. Одним из основных воцросов АЭХ является определение знака и степени поляризации электронов проводимости, участвующих в формировании тока Холла. Иначе говоря, расчет недиагональной компоненты тензора электропроводности бСу , обусловленно-

го сС~ электронами, принимающими участие в кинетических аномальных эффектах.
В слоистых ферромагнитных пленках аномальные кинетические эффекты мало изучены. Исследования в этом направлении представляют значительный научный интерес.
Прежде всего в многослойных пленках сохраняется структура металлов, образующих слои. Далее, различного рода взаимодействия способны существенным образом изменить как магнитные, так и электрические свойства связанных слоев. Нацример, в двойной ферромагнитной пленке в контактной области возможны

« I
ных электронов. Такое изменение столь незначительно, что кон-центрациго электронного газа в этом слое можно считать практически неизменной. Таким образом, влияние контакта между двумя металлами не изменяет их электронных состояний. Электроны свободно переходят из одного металла в другой, так как толщина двойного слоя мала, а работа по преодолению контактной разности потенциалов не превышает энергию их теплового движения. Ввиду того, что скорость хаотического теплового движения

очень велика, то равновесие устанавливается за время 10“хос
Расчеты показали, что возникшая разность потенциалов, например, между слоями железа и кобальта составляет 0,11 В. Для возникновения такой разности потенциалов потребуется перетекание с одной контактной поверхности на другую всего 0,056 % свободных электронов от общего числа их на единицу площади контакта. В слоистых системах Ге-А/с и Со-^1 контактная разность потенциалов такого же порядка. Таким образом, столь незначительное изменение концентрации электрон-

ного газа в контактном слое с одной стороны, и малая толщина этого слоя по сравнению с длиной свободного пробега ЭП с другой стороны, не могут привести к сколько-нибудь заметному изменению электроцроводности этого слоя по сравнению с металлом в объеме. Через контакт двух ферромагнитных металлов ток идет также легко, как и через сами металлы.
Одним из фактов, способствующих электронному обмену между слоями в двойных магнитных пленках, является взаимодиффу-зия металлов в месте контакта. Она образует слой, состав которого неоднороден и меняется по толпщне, выравнивая химические потенциалы соприкасающихся поверхностей. Это изменяет электронное состояние каждого из слоев в нриконтактной области и не препятствует переходу электронов из слоя в слой.