Федосюк В.М. - д.ф.-м.н., профессор, член-кор. НАН Беларуси, генеральный директор
220072, г. Минск, ул. П. Бровки, 19
тел. +375-17-322-27-91
Fedosyuk V.M.- D.Sc., Professor, Corresponding Member of NAS of Belarus, General Director
220072, Minsk, P. Brovki str., 19
tel. +375-17-322-27-91
В работе представлены результаты исследования коэффициента гигантского магнитосопротивления (ГМС) в многослойных микро- и нанопроволоках, состоящих из последовательно расположенных ферромагнитных (Co, CoNi и NiFe) и диамагнитных (Cu) слоев. Образцы были получены методом электрохимического осаждения в поры матриц. В качестве матриц был использован оксид алюминия. Для установления влияния аспектного соотношения были использованы матрицы двух типов: с диаметром пор 8 мкм и 170–200 нм и варьируемой толщиной от 10 до 60 мкм. Исследования коэффициента ГМС были выполнены путем измерения вольт-амперных характеристик во внешних магнитных полях до 130 мТл. При использовании матриц I-типа (диаметр пор 8 мкм) отмечен положительный коэффициент ГМС (увеличение электросопротивления во внешнем магнитном поле), в то время как при использовании матриц II-типа (диаметр пор 170–200 нм) отмечен отрицательный коэффициент ГМС (уменьшение электросопротивления во внешнем магнитном поле). Это обусловлено усилением взаимодействий спин-поляризованных электронов в магнитных слоях через слой меди посредством РККИ-обмена при увеличении аспектного соотношения. Отмечено значительное влияние состава ферромагнитного слоя (Co, CoNi и NiFe) на величину коэффициента ГМС. Максимальное значение отрицательного коэффициента ГМС (до –27,5 %) было отмечено для системы нанопроволок на основе CoNi. Использование многослойных микро- и нанопроволок, электролитически осажденных в матрицы из оксида алюминия с возможностью контролирования коэффициентов ГМС открывает перспективны использования данных объектов в качестве чувствительных элементов (датчиков) постоянного магнитного поля, а также устройств хранения магнитной информации с вертикальным принципом.
The results of study of the giant magnetoresistance coefficient (GMR) in multilayer micro- and nanowires based on successively alternating ferromagnetic (Co, CoNi and NiFe) and diamagnetic (Cu) layers are presented in the paper. The samples were obtained by electrochemical deposition into the matrix pores. Aluminum oxide was used as matrices. To establish the influence of the aspect ratio, matrices of two types were used: with a pore diameter of 8 µm and 170–200 nm and a variable thickness from 10 to 60 µm. Investigations of the GMR coefficient were carried out by measuring the current-voltage characteristics in external magnetic fields up to 130 mT. When using type I matrices (pore diameter 8 μm), a positive GMR coefficient (an increase in electrical resistivity in an external magnetic field) was noted, while when using type II matrices (pore diameter 170–200 nm), a negative GMR coefficient was established (a decrease in electrical resistance in an external magnetic field). This is due to the enhancement of the interactions of spin-polarized electrons in the magnetic layers through the copper layer through the RKKY exchange with an increase in the aspect ratio. A significant effect of the composition of the ferromagnetic layer (Co, CoNi, and NiFe) on the value of the GMR coefficient is noted. The maximum value of the negative GMR coefficient (up to –27.5 %) was established for the CoNi-based nanowire system. The use of multilayer micro- and nanowires, electrolytically deposited in a matrix of aluminum oxide with the ability to control the GMR coefficients, opens up perspective use of these objects as sensitive elements (sensors) of a constant magnetic field, as well as devices for storing magnetic information with a vertical principle.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.