Магніторезистивний ефект в тонких феромагнітних плівках - Курсовая работа

Курсова робота Магніторезистивний ефект в тонких феромагнітних плівках Вступ Тонкі феромагнітні плівки останнім часом викликають значний інтерес фізиків і техніків. Перша з них полягає в тому, що плівка, особливо монокристалічна, товщиною в кілька десятків або сотень атомних шарів, має ряд цікавих особливостей, відсутніх або слабко виражених у масивних феромагнетиків. Сюди в першу чергу треба віднести залежність спонтанної намагніченості і точки Кюрі від товщини плівки, що представляє істотний інтерес для теорії феромагнетизму. Доменна структура тонких плівок значно різноманітніше доменної структури масивних феромагнетиків. В різноманітних тонких феромагнітних плівках при внесенні їх у магнітне поле виникає магнітоопір, що викликаний перебудовою структури плівок. Основні поняття 1.1 Феромагнітні речовини Першопричиною магнітних властивостей речовини є внутрішні приховані форми руху електричних зарядів, що представляють собою елементарні кругові струми, які володіють магнітними моментами. Такими струмами є електронні спіни і орбітальне обертання електронів в атомах. Феромагнетизм встановлюється при температурі Т нижче точки Кюрі Тс при відсутності зовнішнього магнітного поля Н. Рисунок 1.1 - Феромагнітна колінеарна атомна структура в гранецентрованій кубічній решітці нижче точки Кюрі Тс; стрілками позначено напрями атомних магнітних моментів [3] Найбільш важливими характеристиками феромагнетика є точка Кюрі Тс, атомний магнітний момент Мат при О К, питома спонтанна намагніченість M0 (на 1 г) при О К і питома намагніченість насичення М? (на 1 см3) при О К. Серед чистих хімічних елементів до феромагнетиків відносяться тільки 3 перехідних 3d-метала-Fe, Со, Ni - і 6 рідкісноземельних металів (РЗМ) - Gd, Tb, Dy, Ho, Еr і Тm (табл. Сплави перехідних d- і f-елементів між собою: а) сплави 9 феромагнітних елементів (Fe-Ni, Fe-Co, Co-Ni, Fe-Co-Ni, Fe-Gd, Gd-Dy і т.д.); б) сплави перехідних феромагнітних металів з антиферомагнітними (Mn і Cr) і парамагнітними неперехідними металами (Fe-Cr, Fe-Mn, Co-V, Ni-Ti, Fc-Pd, Со-Рt, Gd-V, Eu-Ti і т. п.); в) сплави перехідних антиферомагнітних металів (Mn і Cr) з парамагнітними перехідними металами (Cr-Pt, Mn-Pd, Cr-Pd і т. п.). Поряд з кристалічними речовинами феромагнітний порядок виявлений також в аморфних (метастабільних) металічних сплавах і з’єднань (таблиця 2), а також в аморфних магнетиках, що являються з’єднаннями 3d-металів з РЗМ з металоїдами (B, C, N, P, S і т.д.) і в цілому за своїми властивостями мало відрізняються від відповідних кристалічних речовин (за винятком магнітної анізотропії) [3]. Таблиця 1.2 - Точки Кюрі аморфних феромагнітних з’єднаннь [3] З’єднання Тс, К З’єднання Тс, К Fe80B20 647 Fe80Y20 140-150 Fe80P16C3B1 565 Fe90Lu10 120 Fe82P16B2 617 Fe84Lu16 210 Fe84Y16 160 Fe75Lu25 160 Fe90Y10 140-170 K2NiFe4 6,25 1.2 Магнітна доменна структура феромагнітний доменний магніторезистивний плівка Явище феромагнетизму повязано з мимовільним утворенням під впливом внутрішніх полів у структурі, характерною для деяких речовин при температурах нижче магнітної точки Кюрі, макроскопічних областей, званих магнітними доменами, в яких електронні спіни орієнтовані взаємно паралельно[1]. Магнітна доменна структура представляє собою сукупність макроскопічних областей (доменів) магнітоупорядкованої речовини, які відрізняються, в залежності від конкретного типу магнітного впорядкування, напрямком намагніченості М, вектора антиферомагнетизму L або напрямками M і L одночасно (а також розміром, формою та іншими особливостями, повязаними, зокрема, з кристалографічною структурою зразка і геометрією його поверхні). Магнітна доменна структура існує при температурах нижче температури магнітного фазового переходу в магнітоупорядкований стан та в визначених інтервалах значень напруженості зовнішнього магнітного поля.