Главная  Развитие электрики 

[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [ 15 ] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43]

шетки на рис. 2.12 а) в Lai-CaMnOa с так называемыми соизмеримыми составами остается цепочечным. Орбитальное - также сохраняет свой вид, но цепочки, образованные квадру-полями с разной ориентацией главных осей, идут неравномерно (рис. 2.13). Главный строительный элемент структуры - полосовой «сэндвич» Мп+-Мп+-Мп+- сохраняет свою особую стабильность и в других соизмеримых структурах. Последнее

Га]/зСа2/зМпОз

Гау4Саз/4МпОз

Рис. 2.13. Модельное нредставление ориентации и периодов следования полос а также сопутствующее последним орбитальное

упорядочение в базисной плоскости различных манганитов (неискаженные октаэдры не показаны); • -Мп, • - Мп [136]

свидетельствует о том, что между двумя ян-теллеровскими деформированными цепочками Мп+ сугцествуют силы, несомненно, упругого происхождения, связываюгцие их в единую устойчивую полосу, обязательным звеном которой является егце одна - промежуточная - цепочка изотропных ионов Мп+. Между такими, уже сформировавгаимися, полосами из трех цепочек, видимо, превалирует отталкивание, нрепятствуюгцее их даль-нейгаей «конденсации» и делаюгцее расстояние между ними максимально возможным для каждого данного состава.

Длины наблюдаемых полос составляли от 200 до 500 А. Кроме того, измерения с использованием туннельного электронного микроскопа показали, что период (около 4,5 А) в цепочках Мп+-Мп+-Мп+ заметно меньгае среднего (примерно 5,5 А), а в полосах из Мп - больгае (достигает примерно 6,5 А). Примитивная оценка проигрыгаа в кулоновской энергии е(4,5~-5,5~) дает около 0,6 эВ/ион Мп+, что сопоставимо с выигрыгаем в энергии ян-теллеровского взаимодействия. При этом радиус корреляции страйнов перпендикулярно цепочкам составляет порядка (2-3)-10 А (в плоскостях, где они лежат) и до порядка 10 А (вдоль образуемых тройными цепочками



2.3. Транспортные процессы в слоистых доменных структурах

В последнее десятилетие двадцатого века получило быстрое развитие новое направление в электронике, связанное с разработкой оригинальных способов управления электронным потоком, значительно отличаюгцихся от традиционных нринцинов управления в обычных электронных приборах - диодах, транзисторах, полупроводниковых лазерах и т. д. Наиболее заметные успехи в этом направлении были достигнуты при использовании спип-поляризованпых электронов [145, 146], что позволило обозначить это направление электропики как спиновая электроника

или, кратко, спинтроника (spintronics). Одна из главных задач снинтроники состоит в создании управляемого по состоянию спина электронного потока.

В первое время основное внимание было обра-гцено на многослойную систему, состоягцую из тонкопленочных слоев ферромагнитных материалов (Fe или Со), разделенных немагнитным проводягцим металлом (Си или Сг). Действие такого контакта основано на сильном магниторезистивном эффекте, реализуемом за счет транспорта спип-поляризованпых электронов. Поскольку плотность состояний для немагнитного металла равна для спинов с различной ориентацией, спиновая поляризация отсутствует (рис. 2.14) [134]. П, в то же время, в ферромагнитных металлах плотность состояний для спинов «вверх» и «вниз» различается. Поскольку энергия системы понижается, большее число состояний заполнено спинами «вниз».


. N(E)

Рис. 2.14. Схематическое представление плотности состояний N{E) для нормального (а) и ферромагнитного {б) металлов; ЕЕ - энергия Ферми

плоскостей). Следует иметь в виду, что полосовая структура относится лишь к а6-плоскостям. Будучи скореллировапными, полосы из разных аб-плоскостей уже сами образуют ас- или бс-плоскости с упорядочением соответствуюш,его характера. Сказанное позволяет считать, что флуктуации стехиометрии допантов тоже могут и должны влиять на формирование периодического цепочечного (полосового) упорядочения в оксидах переходных металлов.




iiirjKoe сопротивление Высокое сопротивление

Рис. 2.15. Фильтр для спин-поляризованных электронов

Цепь будет обладать малым сопротивлением, если микроскопические ферромагнитные моменты будут параллельны друг другу. Если же намагпичепности обоих магнитных слоев антинараллельны (рис. 2.15 6"), то сопротивление будет резко возрастать. Электроны, легко перемегцаюгциеся из первой магнитной области в немагнитную область, далее не проникают во вторую магнитную область, поскольку для них нет соответствуюгцих состояний. Практически изменение направления памагниченпости можно создавать магнитным полем (рис. 2.16) [134]. Такие устройства получили название «спиновый клапан» {spin valve) или «спиновый фильтр» {spin filter).

Распространепие поляризованных электронов возможно и между двумя ферромагнитными пленками, разделенными диэлектрической пленкой, за счет туннельного эффекта. Так же, как и в предыдугцем случае, туннелирование электронов в приложенном электрическом ноле возникает только ири параллельной ориентации суммарных магнитных моментов ферромагнитных пленок. По-видимому, наибольгаим эффектом при создании магнитных туннельных переходов будут обладать пленки манганитов, находягцихся в ферромагнитном состоянии [147], а в качестве диэлектрического слоя - диэлектрическая пленка ЗгТЮз. Главным преимугцеством манганитов по отпогаению к другим ферромагнетикам является их высокая поляризация спипов, которая может достигать почти 100% на уровне Ферми.

При приложении разности потенциалов к слоистой системе (рис. 2.15) [134] электроны с поляризованными «вниз» спинами будут перемещаться от ферромагнитного металла к нормальному металлу (рис. 2.15 а) и далее ко второму ферромагнетику.



[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [ 15 ] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43]

0.0008