Вплив безладу у кристалевій гратці магнітного сплаву Fe1-XCoX на процеси спінозалежного тунелювання

  • Illya Marushchenko AE Енсхеде, Нідерланди
  • V. Karpan Інститут нанотехнологій MESA, Енсхеде, Нідерланди
  • Nikolay Azarenkov Харківський національний університет імені В.Н. Каразіна, Харків, Україна
  • P. Kelly AE Енсхеде, Нідерланди
Ключові слова: спін-поляризований перенос, магнітний тунельний перехід, поверхневі стани, безлад

Анотація

У статті приведено результати числового дослідження впливу безладу у кристалевій гратці феромагнітного сплаву Fe1-xCox на тунелювання у магнітних тунельних переходах Fe1-xCox / вакуум / Fe1-xCox. За допомогою розрахунків з перших принципів, виходячи з розрахованої електронної структури тунельного переходу, доведено, що безладдя у кристалевій гратці завдає дуже сильну дію на спін-поляризований перенос у випадку, коли концентрація кобальта у сплаві відносно мала, та майже невідчутно у випадку, коли концентрація кобальта у сплаві перевищує 40%. Отриманий результат важливий для розуміння механізмів, що відповідні за ефект гігантського тунельного магнетоопору.

Завантаження

##plugins.generic.usageStats.noStats##

Посилання

Moodera J.S., Kinder L.R., Wong T.M., Meservey R. Large Magnetoresistance at Room Temperature in Ferromagnetic Thin Film Tunnel Junctions // Phys. Rev. Lett. – 1995. – Vol.74. – P.3273-3276.

De Teresa J.M., Barthelemy A., Fert A., Contour J.P., Montaigne F., Seneor P. Role of Metal-Oxide Interface in Determining the Spin Polarization of Magnetic Tunnel Junctions // Science. – 1999. – Vol.286. – P.507-509.

Yuasa S., Nagahama T., Fukushima A., Suzuki Y., Ando K. Giant room-temperature magnetoresistance in single-crystal Fe/MgO/Fe magnetic tunnel junctions // Nature Materials. – 2004. – Vol.3. – P.868-871.

Yuasa S., Katayama T., Nagahama T., Fukushima A., Kubota H., Suzuki Y., Ando K. Giant tunneling magnetoresistance in fully epitaxial body-centered-cubic Co/MgO/Fe magnetic tunnel junctions // Appl. Phys. Lett. – 2005. – Vol.87. – P.222508-222510.

Parkin S.S.P., Kaiser C., Panchula A., Rice P.M., Hughes B., Samant M., Yang S.H. Giant tunnelling magnetoresistance at room temperature with MgO (100) tunnel barriers // Nature Materials. – 2004. – Vol.3. – P.862-867.

Butler W.H., Zhang X.G., Schulthess T.C., MacLaren J.M. Spin-dependent tunneling conductance of Fe|MgO|Fe sandwiches // Phys. Rev. B. – 2001. – Vol.63. – P.054416-054427.

Mathon J., Umerski A. Theory of tunneling magnetoresistance of an epitaxial Fe/MgO/Fe(001) junction // Phys. Rev. B. – 2001. – Vol.63. – P.220403-220406(R).

Wortmann D., Bihlmayer G., Bluegel S. Ab initio calculations of interface effects in tunnelling through MgO barriers on Fe(100) // J. Phys.: Condens. Matter. – 2004. – Vol.16. – P.S5819-S5822.

Zhang X.G., Butler W.H., Bandyopadhyay A. Effects of the iron-oxide layer in Fe-FeO-MgO-Fe tunneling junctions // Phys. Rev. B. – 2003. – Vol.68. – P.092402-092405.

Tusche C., Meyerheim H.L., Jedrecy N., Renaud G., Ernst A., Henk J., Bruno P., Kirschner J. Oxygen-Induced Symmetrization and Structural Coherency in Fe/MgO/Fe(001) Magnetic Tunnel Junctions // Phys. Rev. Lett. – 2005. – Vol.95. – P.176101-176104.

Marushchenko I.N., Karpan V.N., Azarenkov N.A., Kelli P.D. Vliyanie besporyadka na granitse razdela na protsessy spinozavisimogo tunnelirovaniya // The Journal of Kharkiv National University, physical series: Nuclei, Particles, Fields. – 2010. – Vol.916. – P.110-116.

Stroscio J.A., Pierce D.T., Davies A., Celotta R.J., Weinert M. Tunneling Spectroscopy of bcc (001) Surface States // Phys. Rev. Lett. – 1995. – Vol.75. – P.2960.

Alvarado S.F. Tunneling Potential Barrier Dependence of Electron Spin Polarization // Phys. Rev. Lett. – 1995. – Vol.75. – P.513-516.

Okuno S.N., Kishi T., Tanaka K. Spin-polarized tunneling spectroscopy of Co(0001) Surface States // Phys. Rev. Lett. – 2002. – Vol.88. – P066803.

Ding H.F., Wulfhekel W., Henk J., Bruno P., Kirschner J. Absence of Zero-Bias Anomaly in Spin-Polarized Vacuum Tunneling in Co(0001) // Phys. Rev. Lett. – 2003. – Vol.90. – P116603.

Bischoff M.M.J., Yamada T.K., Fang C.M., de Groot R.A., van Kempen H. Local electronic structure of Fe(001) surfaces studied by scanning tunneling spectroscopy // Phys. Rev. B. – 2003. – Vol.68. – P045422.

Turek I., Drchal V., Kudrnovsky J., Sob M., Weinberger P. Electronic Structure of Disordered Alloys, Surfaces and Interfaces. – Boston-London-Dordrecht, Kluwer, 1997.

Andersen O.K., Pawlowska Z., Jepsen O. Illustration of the linear-muffin-tin-orbital tight-binding representation: Compact orbitals and charge density in Si // Phys. Rev. B. – Vol.34. – P.5253-5269.

Ando T. Quantum point contacts in magnetic fields // Phys. Rev. B. – 1991. – Vol.44. – P.8017-8027.

Datta S. Electronic Transport in Mesoscopic Systems. - Cambridge, Cambridge University Press, 1997.

Xia K., Kelly P.J., Bauer G.E.W., Turek I., Kudrnovsky J., Drchal V. Interface resistance of disordered magnetic multilayers // Phys. Rev. B – Vol.63. – P.064407.

Xia K., Zwierzycki M., Talanana M., Kelly P.J., Bauer G.E.W. First-principles scattering matrices for spin transport // Phys. Rev. B – 2006. – Vol.73. – P.064420.

Schwarz K., Mohn P., Blaha P., Kubler J. Electronic and magnetic structure of BCC Fe-Co alloys from band theory // J. Phys. F: Met. Phys. – 1984. – Vol.14. – P2659.

MacLaren J.M., Schulthess T.C., Butler W.H., Sutton R., McHenry M. Electronic structure, exchange interactions, and Curie temperature of FeCo // J. Appl. Phys. – 1999. – Vol.85. – P4833.

Soven P. Coherent-Potential Model of Substitutional Disordered Alloys // Phys. Rev. – 1967. – Vol.156. – P809-813.

Bozort R. Ferromagnetizm – Moskva, Izdatel'stvo inostrannoy literatury, 1956.

Skriver L., Rosengaard N.M. Surface energy and work function of elemental metals // Phys. Rev. B – 1992. – Vol.46. – P7157-7168.

von Barth U., Hedin L. A local exchange-correlation potential for the spin polarized case. I // J. Phys. C: Sol. State Phys. – 1972. – Vol.5. – P.1629.

Опубліковано
2012-05-29
Цитовано
Як цитувати
Marushchenko, I., Karpan, V., Azarenkov, N., & Kelly, P. (2012). Вплив безладу у кристалевій гратці магнітного сплаву Fe1-XCoX на процеси спінозалежного тунелювання. Східно-європейський фізичний журнал, (1001(2), 97-103. вилучено із https://periodicals.karazin.ua/eejp/article/view/13825
Номер
№ 1001(2) (2012): Вісник Харківського національного університету імені В.Н. Каразіна, "Ядра, частинки, поля", ISSN 2221-7754
Розділ
Статті

Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:

    • Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
    • Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
    • Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).