Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Объяснение гигантского магнитного сопротивления на основе зонной теории.
Раздельное существование двух групп носителей проводимости (s -, d - и гибридизированные 3 d -электроны) со спинами “вверх” и “вниз” позволяет в первом приближении полагать что существуют два независимых канала проводимости для каждой ориентации спина. Плотность суммарного тока является суммой J↑тока носителей со спином «вверх» и«вверх » тока носителей со спинами “вниз”. Если токи j↑ и j↓протекают через ферромагнитную среду с определенным направлением намагниченности, например “вверх”, то сопротивления для первой и второй групп электронов будут различаться. Источником гигантского магнитосопротивления и является механизм неодинакового рассеяния двух групп электронов, отличающихся ориентацией спинов по отношению к направлению намагниченности рассеивающий электроны магнитной структуры. Для реализации этого механизма необходимо, чтобы средние длины свободного пробега l существенно различались для электронов с направлениями спинов “вверх” и “вниз”. Такая ситуация наблюдается в 3 d -ферромаг-нитных металлах, где вследствие обменного расщепления (сдвига) 3d+- и 3 d --зон (см. рис. 1) возникают при Е > Е F различия в плотности незанятых состояний, в которые рассеиваются электроны со спинами “вверх” и “вниз”, что и приводит к зависимости скорости рассеяния от направления спина электронов. В результате электроны со спином “вверх” слабо рассеиваются. Наоборот, электроны со спином “вниз” рассеиваются сильнее. Рассеивающими центрами для этих электронов являются магнитные неоднородности, дефекты кристаллической решетки, границы зерен, тепловые колебания решетки (фононы). Отношение длин свободного пробега этих двух групп электронов в мультислойных структурах l↓ l↑ = 5–10. Рассмотрим, например, каким образом возникает гигантское магнитосопротивление в магнитной мультислойной структуре, состоящей из антипараллельно намагниченных магнитных слоев с толщиной порядка 20 А, которые разделены немагнитными слоями (из Cu, Al, Cr и др.) (см. рис. 4.1.2). При магнитном насыщении в сильном поле Н> H s намагниченности магнитных слоев параллельны. Электроны со спином, параллельным намагниченности, слабо рассеиваются во всех слоях и, следовательно, создают большую часть электрического тока. Наоборот, электроны со спином, антипараллельным намагниченности, рассеиваются сильно и вносят меньший по величине вклад в электрический ток. В результате при Н > H s электросопротивление мультислойной структуры будет уменьшено на некоторую величину относительно сопротивления для случая Н= 0. Действительно, в структуре с антипараллельной ориентацией магнитных моментов слоев электроны проводимости обеих групп встречают при своем движении слои, намагниченные параллельно, и слои, намагниченные антипараллельно, поэтому электроны при Н= 0 рассеиваются то сильно, то слабо, когда они пересекают последовательные магнитные слои. Следовательно, электросопротивление здесь будет выше, чем при Н> H s.
В последние годы было установлено, что в мультислоях значительный вклад в гигантское магнитосопротивление вносит также интерференция электронных волн, отраженных от внешних и внутренних границ интерфейсов – поверхностей, разделяющих магнитные и немагнитные слои. Эти эффекты наблюдались для двух геометрий: ток в плоскости слоев и ток перпендикулярно плоскости слоев. Гигантское магнитосопротивление осциллирует с толщиной слоев вследствие запирания электронов в стенках, образованных потенциальными барьерами на интерфейсах. Средняя длина свободного пробега электронов в интерфейсах оказывается также неодинаковой для различных ориентаций спина (например, λвв ~ 20 Å, а λвн ~ 4 А). Интерфейсы действуют как спиновые фильтры, пропускающие электроны проводимости только с одной поляризацией. Особенно ярко этот эффект проявляется на интерфейсах мультислоев Fe/Cr и Co/Cu, что объясняется резонансными состояниями в интерфейсах. В последние годы интенсивно развивается теория гигантского магнитосопротивления в мультислоях и гранулированных структурах.
|
|||||
Последнее изменение этой страницы: 2017-01-19; просмотров: 231; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 35.171.159.141 (0.003 с.) |