ÓRIÁS MÁGNESES ELLENÁLLÁS

Hasonló dokumentumok
Fizikai Szemle MAGYAR FIZIKAI FOLYÓIRAT

MÁGNESES ELLENÁLLÁS FERROMÁGNESES FÉMEKBEN ÉS MÁGNESES NANOSZERKEZETEKBEN

Óriás mágneses ellenállás multirétegekben

Mágnesség, spinszelepek

Kísérletek elektrolitikusan előállított spinszelep rendszer létrehozására

A két Fizikai Szemle cikk egybeszerkesztett vátozata, részletes hivatkozáslistával (2008. febr. 11.)

Magnetorezisztív jelenségek vizsgálata mágneses nanoszerkezetekben

Szilárdtestek mágnessége. Mágnesesen rendezett szilárdtestek


ADATTÁROLÁS: LÁGY- ÉS MEREVLEMEZEK KOVÁCS MÁTÉ

2010. január 31-én zárult OTKA pályázat zárójelentése: K62441 Dr. Mihály György

Spin Hall effect. Egy kis spintronika Spin-pálya kölcsönhatás. Miért szeretjük mégis? A spin-injektálás buktatói

IEFA Mágneses adattárolás

3. (b) Kereszthatások. Utolsó módosítás: április 1. Dr. Márkus Ferenc BME Fizika Tanszék

Magyarkuti András. Nanofizika szeminárium JC Március 29. 1

Elektrolitikus nanoszerkezetek mágneses ellenállásának vizsgálata

SZENZOROK ÉS MIKROÁRAMKÖRÖK

Miért vonzza a vegyészt a mágnes? Németh Zoltán, Magkémiai Laboratórium, ELTE Alkímia ma

MAGYAR TUDOMÁNYOS AKADÉMIA SZILÁRDTESTFIZIKAI ÉS OPTIKAI KUTATÓINTÉZET (MTA SZFKI)

Ponthibák azonosítása félvezető szerkezetekben hiperfinom tenzor számításával

DIPLOMAMUNKA. Óriás mágneses ellenállás Ni-Cu/Cu multirétegekben. Becsei Tamás V. fizikushallgató (ELTE TTK)

Mágnesség és elektromos vezetés kétdimenziós

2. (d) Hővezetési problémák II. főtétel - termoelektromosság

fizikai szemle 2008/2

NÉHÁNY KÜLÖNLEGES FÉMES NANOSZERKEZET ELŐÁLLÍTÁSA ELEKTROKÉMIAI LEVÁLASZTÁSSAL. Neuróhr Katalin. Témavezető: Péter László. SZFKI Fémkutatási Osztály

Lokális elektrontranszport vizsgálata pontkontaktus Andrejev-reflexióval. Geresdi Attila

SZENZOROK ÉS MIKROÁRAMKÖRÖK 12. ELŐADÁS: MÁGNESES ÉRZÉKELŐK II

Fogorvosi anyagtan fizikai alapjai 5. Általános anyagszerkezeti ismeretek Fémek, ötvözetek

MAGNETIC PHASE AND DOMAIN EVOLUTION OF

Rétegződés, domének és atomi mozgás ultravékony rétegszerkezetekben

Neuróhr Katalin. Témavezető: Péter László. MTA Wigner Fizikai Kutatóközpont SZFI Fémkutatási Osztály

Orvosi Biofizika I. 12. vizsgatétel. IsmétlésI. -Fény

Doktori értekezés tézisei A MÁGNESEZETTSÉG IRÁNYÁNAK MEGHATÁROZÁSA ELLIPTIKUSAN POLÁROS REZONÁNS FOTONOKKAL. Tanczikó Ferenc

Paritássértés FIZIKA BSC III. MAG- ÉS RÉSZECSKEFIZIKA SZEMINÁRIUM PARITÁSSÉRTÉS 1

dinamikai tulajdonságai

MIKROELEKTRONIKAI ÉRZÉKELİK I

Az elektron hullámtermészete. Készítette Kiss László

vizsgálata többszintű modellezéssel

Az Ohm törvény. Ellenállás karakterisztikája. A feszültség és az áramerősség egymással egyenesen arányos, tehát hányadosuk állandó.

Elektronok mozgása nanostruktúrákban 2-D elektrongáz, kvantumdrót és kvantumpötty

Az elektromágneses hullámok

Fázisátalakulások, avagy az anyag ezer arca. Sasvári László ELTE Fizikai Intézet ELTE Bolyai Kollégium

Négypólusok helyettesítő kapcsolásai

A kvantummechanika kísérleti előzményei A részecske hullám kettősségről


PhD DISSZERTÁCIÓ TÉZISEI

Szakmai zárójelentés. A F68726 projektszámú OTKA keretében végzett kutatásokról.

ELEMI RÉSZECSKÉK ATOMMODELLEK

Nanoelektronikai eszközök III.

Fermi Dirac statisztika elemei

Magfizika szeminárium

Név... intenzitás abszorbancia moláris extinkciós. A Wien-féle eltolódási törvény szerint az abszolút fekete test maximális emisszióképességéhez

Bevezetés a lézeres anyagmegmunkálásba

Elektronspinrezonancia (ESR) - spektroszkópia

Radiokémia vegyész MSc radiokémia szakirány Kónya József, M. Nagy Noémi: Izotópia I és II. Debreceni Egyetemi Kiadó, 2007, 2008.

Mágneses tér anyag kölcsönhatás leírása

N I. 02 B. Mágneses anyagvizsgálat G ép A mérés dátuma: A mérés eszközei: A mérés menetének leírása:

Rádl Attila december 11. Rádl Attila Spalláció december / 21

Neuróhr Katalin május 23. Dr. Péter László. Témavezető: MTA Wigner Fizikai Kutatóközpont SZFI Komplex Folyadékok Osztály

különböző mértékben (y = 0..0,3) tartalmazó kobalt perovszkitokat 57 Fe transzmissziós Mössbauer-spektroszkópiával,

Hőtágulás - szilárd és folyékony anyagoknál

Munkagázok hatása a hegesztési technológiára és a hegesztési kötésre a CO 2 és a szilárdtest lézersugaras hegesztéseknél

mágnes mágnesesség irányt Föld északi déli pólus mágneses megosztás influencia mágneses töltés

Sugárzások és anyag kölcsönhatása

Mérésadatgyűjtés, jelfeldolgozás.

100 o C víz forrása 212 o F 0 o C víz olvadása 32 o F T F = 9/5 T C Példák: 37 o C (láz) = 98,6 o F 40 o C = 40 o F 20 o C = 68 o F

2. Laboratóriumi gyakorlat A TERMISZTOR. 1. A gyakorlat célja. 2. Elméleti bevezető

Optika Gröller BMF Kandó MTI. Optikai alapfogalmak. Fény: transzverzális elektromágneses hullám. n = c vákuum /c közeg. Optika Gröller BMF Kandó MTI

Spin és elektron transzport különböző félvezető heterostruktúrákban mágneses és elektromos tér jelenlétében

Mágneses tér anyag kölcsönhatás leírása

Textíliák felületmódosítása és funkcionalizálása nem-egyensúlyi plazmákkal

Hibrid mágneses szerkezetek

Sugárzások kölcsönhatása az anyaggal. Dr. Vincze Árpád

Átmenetifém-komplexek mágneses momentuma

Kémiai kötések. Kémiai kötések kj / mol 0,8 40 kj / mol

MOLEKULANYALÁB-EPITAXIA BERENDEZÉS AZ MTA KFKI RÉSZECSKE- ÉS MAGFIZIKAI KUTATÓINTÉZETBEN

Mézerek és lézerek. Berta Miklós SZE, Fizika és Kémia Tsz november 19.

ä ä

MIKROELEKTRONIKAI ÉRZÉKELİK I

TestLine - Fizika 8. évfolyam elektromosság alapok Minta feladatsor

BI/1 feladat megoldása Meghatározzuk a hőátbocsátási tényezőt 3 különböző szigetelés vastagság (0, 3 és 6 cm) mellett.

Stern Gerlach kísérlet. Készítette: Kiss Éva

Részecskék hullámtermészete

Szedimentáció, elektroforézis. Biofizika előadás Talián Csaba Gábor

Biofizika. Sugárzások. Csik Gabriella. Mi a biofizika tárgya? Mi a biofizika tárgya? Biológiai jelenségek fizikai leírása/értelmezése

Szilárdtestek sávelmélete. Sávelmélet a szabadelektron-modell alapján

Elektron mozgása kristályrácsban Drude - féle elektrongáz

Az önindukciós és kölcsönös indukciós tényező meghatározása Az Elektrotechnika tárgy 7. sz. laboratóriumi gyakorlatához Mérésvezetői segédlet

Fizikai kémia Részecskék mágneses térben, ESR spektroszkópia. Részecskék mágneses térben. Részecskék mágneses térben


Rezgés, Hullámok. Rezgés, oszcilláció. Harmonikus rezgő mozgás jellemzői

Sugárzások kölcsönhatása az anyaggal

LI 2 W = Induktív tekercsek és transzformátorok

Multiréteg struktúrák mágneses tulajdonságai Szakmai beszámoló a T48965 számú kutatásokról

Az anyagok mágneses tulajdonságai

Villamos tulajdonságok

OTDK ápr Grafén nanoszalagok. Témavezető: : Dr. Csonka Szabolcs BME TTK Fizika Tanszék MTA MFA

Mágneses mező jellemzése

NE FELEJTSÉTEK EL BEÍRNI AZ EREDMÉNYEKET A KIJELÖLT HELYEKRE! A feladatok megoldásához szükséges kerekített értékek a következők:

Havancsák Károly, ELTE TTK Fizikai Intézet. A nanovilág. tudománya és technológiája

Átírás:

ÓRIÁS MÁGNESES ELLENÁLLÁS Modern fizikai kísérletek szemináriúm Ariunbold Kherlenzaya

Tartalomjegyzék Mágneses ellenállás Óriás mágneses ellenállás FM/NM multirétegek elektromos transzportja Kísérleti eredmények

Mágneses ellenállás (Magnetoresistance, MR) MR = R (H=H Sat ) R (H=0) R (H=0) = R R 0 Legelőször 1856-ban William Thomson (Lord Kelvin) angol fizikus vas és nikkel darabkákat vizsgálva ismerte fel. Közönséges mágneses ellenállás (~ 1-2%) (Ordinary magnetoresistance, OMR) Anizotrop mágneses ellenállás (tömbi FM fémekre ~ 5%) (Anisotropic magnetoresistance, AMR) LMR: longitudinális MR (H I) TMR: transzverzális MR (H I)

Mágneses ellenállás Óriás mágneses ellenállás (Giant magnetoresistance, GMR ) 1988-ban Albert Fert francia fizikus és Peter Grünberg német fizikus kutatócsoportja egymástól függetlenül felfedezte. 2007. évi fizikai Nobel díjat ítélték oda nekik. (GMR alkalmazási fő területek: biosensors, magnetic field sensors, mágnességen alapuló információ hordozók MRAM) Tipikus GMR szerkezet. NM Non magnetic, FM - Ferromagnetic

Óriás mágneses ellenállás Nanométeres vastagságú FM/NM rétegpárokat multirétegeknek vagy szuperrácsoknak nevezzük. 1986-ban P. Grüberg csoportja Fe/Cr/Fe és Fe/Au/Fe szendvicseket vizsgálva felfedezte, hogy a NM (nemmágneses = nem ferromágneses) rétegének bizonyos vastagsága alatt két szomszédos FM réteg NM rétegen keresztül kicserélődési kölcsönhatással antiferromágneses csatolást (AF) képez.

Óriás mágneses ellenállás

CIP és CPP geometria Spin valves in the reading head of a sensor in the CIP and CPP geometries. CIP Current in plane, CPP Current perpendicular to plane, V potenciál különbség A rendszer CPP konfigurációban nagyobb GMR-t eredményez, de ennek az elrendezésnek gyakorlati megvalósítása nehezebb mint másiké.

FM/NM multirétegek elektromos transzportja Ferromágneses anyagok elektron konfigurációja: Fe( 3d 6 4s 2 ), Co( 3d 7 4s 2 ), Ni( 3d 8 4s 2 ) s elektronok delokalizáltak (mozgékony), vezetési elektronok d elektronok lokalizáltak, mágneses járulékot adnak Mott-féle s-d szórási modell(1936): A vezetési s-elektronok szóródási valószínűsége nemcsak a szórópotenciáltól függ, hanem a Fermi nívón rendelkezésre álló végállapotok számától is, ahova a vezetési elektronok a szórási folyamat után kerülhetnek. Az elektronállapotsűrűség Fermi nívónál vett értéke: Az ellenállás teljes szórási valószínűséggel arányos: ρ s ~N E F = N s E F + N d (E F ) N(E F ) N d (E F ) N s (E F ) ρ s ~N d (E F ) (Ferromágneses anyagokra)

FM/NM multirétegek elektromos transzportja Stoner modell: A d és d elektronokhoz tarztozó alsávok a FM anyagokban kicsrélődési kölcsönhatás miatt energiában eltolódnak egymáshoz képest.

FM/NM multirétegek elektromos transzportja Két áram modell (FM fémekre és ötvözetekre) ρ s ~ N s E F + N d E F = N s E F ρ s ~ N s E F + N d E F ~N d E F ρ s ρ s FM/NM multirétegekre ρ ρ = (ρ P ρ AP ) ρ AP = (ρ ρ ) 2 (ρ + ρ ) 2 ρ ρ = (1 α)2 (1 + α) 2 ahol α = ρ ρ paraméter tulajdonképpen a Fermi nívónál vett állapotsűrűség spinpolarizációját jellemzi.,

A. Fert csoportjának kísérleti eredménye A (001)Fe/(001)Cr bcc szuperrácsokat MBE módszerrel GaAs hordozóra növesztettek. Egyes rétegek vastagsága kísérlet során 9 90Å volt. 30Å-nál vékonyabb Cr rétegek esetén szomszédes Fe rétegek AF csatolást mutattak. Ellenállás mérést 4.2 K hőmérsékleten elvégeztek.

A. Fert csoportjának kísérleti eredménye

A. Fert csoportjának kísérleti eredménye Külső mágneses tér alkalmazásával az ellenállás csökken és a telítési térérték felett nagyából konstáns lesz. a) CIP, LMR (mágneses tér multirétegek síkon) b) CIP, TMR (mágneses tér multirétegek síkon) c) CIP, TMR (mágneses tér multirétegek síkra merőleges) Mágneses anizotropia miatt telítési tér majdnem kétszer nagyobb.

A. Fert csoportjának kísérleti eredménye Maximális R 23μΩ cm értéket, 4.2K hőmérsékletben vastagságú szuperrácsban megmértek (GMR 50%). t Cr növekedésével GMR és a rendszer telítési térértéke lecsökkent (AF csatolás gyengébb lesz). t Cr = 9Å Hasonlóan a hőmérséklet növekedésével, 4.2K-től szobahőmérsékletig, GMR értéke felére és telítési térértéke kb. 30%-kal lecsökkent.

Irodalomjegyzék http://www.mdpi.com/1422-0067/14/9/18535/htm M. N. Baibich, J. M. Broto, A. Fert, F. Nguyen Van Dau, F. Petroff, P. Eitenne, G. Creuzet, A. Friedrich, and J.Chazelas. Giant Magnetoresistance of (001)Fe/(001)Cr Magnetic Superlattices. Physical Review Letters 61 2472-2475, (1988). Bakonyi Imre, Simon Eszter és Péter László. Az óriás mágneses ellenállás felfedezése (1988) A spintronika nyítánya - a 2007. évi fizikai Nobel-díj és háttere. Fizikai Szemle 58 41 45, (2008). https://en.wikipedia.org/wiki/giant_magnetoresistance