ВПЛИВ f–d ВЗАЄМОДІЇ НА ТУНЕЛЬНІ МАГНІТООПІР І МАГНІТОІМПЕДАНС В ОСТРІВЦЕВИХ НАНОСТРУКТУРАХ Fe / Gd₂O₃

Анотація

Досліджено можливість посилення тунельного магнітоопору і тунельного магнітоімпедансу в острівцевій наноплівці Fe без витрат енергії та використання підсилювальної апаратури. Показано, що таке посилення можливе при розташуванні плівки замість скляної підкладки на шарі Gd₂O₃. Підсилення виникає за рахунок обмінної f–d взаємодії, що встановлюється між атомами з незаповненими f- і d-електронними оболонками, які входять до складу Fe і Gd₂O₃. Обмінна f–d взаємодія підвищує впорядкованість магнітної структури феромагнітного шару Fe, збільшує його намагніченість та, відповідно, підсилює властивості, що залежать від даної характеристики. Речовини Fe та Gd₂O₃ були обрані, оскільки як Fe у групі заліза, так і Gd у ряді лантаноїдів мають один з найбільших ефективних магнітних моментів: μ_Fe = 7,13 μ_Б та μ_Gd =  7,95 μ_Б, що, згідно теорії, обумовлює високу енергію обмінної f–d взаємодії. Острівцева морфологія плівок Fe, нанесених на шар Gd₂O₃, забезпечувала можливість тунелювання електронів в умовах впливу обмінної f–d взаємодії. Це дозволило вивчити тунельний магнітоопір на постійному струмі та тунельний магітоімпеданс на змінному струмі при впливі обмінної f–d взаємодії. Досліджено частотну залежність активної Z', реактивної Z'' складових та повного імпедансу Z плівок Fe без впливу та під впливом постійного магнітного поля з напруженістю 7500 Е при розташуванні плівок на склі та шарі Gd₂O₃. Дані характеристики дозволяють визначити частотну залежність тунельного магнітоімпедансу та оцінити тунельний магнітоопір при розташуванні острівцевої плівки Fe на склі та шарі Gd₂O₃. Встановлено, що як за низької частоти 0,1 Гц для тунельного магнітоопору, так і при більш високих частотах 1–10⁵ Гц для тунельного магнітоімпедансу дані характеристики при розташуванні Fe на Gd₂O₃ в середньому на 55% більші, ніж при знаходженні плівки на склі. Це є наслідком впливу обмінної f–d взаємодії на тунелювання електронів між острівцями заліза.