Большое магнитосопротивление изолированных доменных стенок в нанопроволоках LSMO
Особенно интересным классом материалов являются полуметаллы, такие как LSMO, которые обладают полной спиновой поляризацией, что позволяет использовать их в устройствах спинтроники. До сих пор оставалось неизвестным сопротивление одиночной доменной стенки в полуметаллах. Теперь команда из Испании, Франции и Германии создала единую доменную стенку на нанопроводе LSMO и измерила изменения сопротивления в 20 раз больше, чем для обычного ферромагнетика, такого как кобальт. Исследование опубликовано в журнале Advanced Materials.
а) XAS устройства, с магнитным полем в направлении нанопровода, но с рентгеновским лучом в направлении контактного провода.
bd) XMCD в той же конфигурации. С помощью этой конфигурации можно измерить намагниченность контакта.
Эти измерения вместе с измерениями на рис. 2 позволяют однозначно определить направление намагниченности в нашем устройстве.
Кредит: Расширенные материалы (2023). DOI: 10.1002/adma.202211176
Известно, что стенки магнитных доменов являются источником электрического сопротивления из-за того, что спинам транспортных электронов трудно следовать их магнитной текстуре. Это явление имеет потенциал для использования в устройствах спинтроники, где электрическое сопротивление может варьироваться в зависимости от наличия или отсутствия доменной стенки.
Особенно интересным классом материалов являются полуметаллы, такие как La2/3Sr1/3MnO3 (LSMO), которые обладают полной спиновой поляризацией, что позволяет использовать их в устройствах спинтроники. До сих пор оставалось неизвестным сопротивление одиночной доменной стенки в полуметаллах. Теперь команда из Испании, Франции и Германии создала единую доменную стенку на нанопроводе LSMO и измерила изменения сопротивления в 20 раз больше, чем для обычного ферромагнетика, такого как кобальт.
Текстура магнитных доменов, присущая стенкам магнитных доменов, имеет потенциал для приложений спинтроники. Электрическое сопротивление в ферромагнетиках зависит от наличия или отсутствия доменных стенок. Этот бинарный эффект (известный как магнитосопротивление доменных стенок) можно использовать для кодирования информации в устройствах спинтронной памяти.
Однако их эксплуатация затруднена из-за малых изменений сопротивления, наблюдаемых у обычных ферромагнетиков. Особый интерес представляют манганитовые перовскиты, такие как LSMO. Эти соединения представляют только один тип спина (полная спиновая поляризация), который потенциально может привести к эффектам магнитосопротивления доменных стенок, достаточно большим, чтобы их можно было использовать в новом поколении спинтронных датчиков и инжекторов.
Несмотря на эту многообещающую перспективу, существуют большие расхождения в сообщаемых значениях магнитосопротивления доменных стенок для этой системы. Ученые из Испании, Франции и Германии изготовили устройства на основе нанопроволоки, позволяющие зарождать отдельные стенки магнитных доменов. Измерения магнитотранспорта в этих устройствах показывают, что наличие доменной стенки приводит к увеличению электрического сопротивления до 12%. В абсолютном выражении наблюдаемое изменение сопротивления в 20 раз больше, чем сообщаемое для кобальта.
Эта работа является результатом многолетнего сотрудничества, которое включает в себя выращивание пленок и нанопроизводство, транспортные измерения, визуализацию с помощью контактной микроскопии (MFM), теоретическое моделирование и использование передовых методов характеризации, таких как рентгеновская фотоэмиссионная электронная микроскопия. Сочетание широкого спектра различных методов обеспечивает всесторонний многогранный взгляд на сложную проблему, что позволило по-новому взглянуть на широко обсуждаемый открытый вопрос.
