Аномальний ефект холла в двошарових нанорозмірних плівках Ni / Gd2O3

Анотація

Методом аномального ефекту Холла показано, що при контакті нанорозмірних по товщині шарів металу групи заліза (Ni) і оксиду РЗМ (Gd₂O₃) спостерігається збільшення намагніченості феромагнітного металу на 15–35 %. Таке збільшення, яке не потребує витрат енергії і застосування підсилювальної апаратури, є вельми перспективним для застосування в нанотехнологіях. Посилення намагніченості обумовлено виникненням в області контакту обмінної f–d взаємодії між атомами з незаповненими d– та      f–електронними оболонками, що входять до складу шарів. Обмінна взаємодія стимулює впорядкування магнітної структури феромагнітного металу і підвищення його намагніченості. Можливість обмінної f–d взаємодії в області контакту шарів металів групи заліза і оксидів РЗМ була підтверджена методом електронного парамагнітного резонансу в наших попередніх дослідженнях. В даній роботі показано також відсутність впливу на зростання намагніченості інших можливих механізмів, що породжуються різницею параметрів кристалічної ґратки, опору, магнітних та термомагнітних властивостей контактуючих шарів.

Встановлено математичний зв’язок потенціалу на холлівських контактах та додаткової намагніченості, що викликана обмінною f–d взаємодією. Використовуючи даний зв’язок, виявлено механізм впливу зовнішнього магнітного поля на додаткову намагніченість. Показано, що ця намагніченість залежить від співвідношення товщини шарів Ni і Gd₂O₃. Встановлено, що вектор цієї намагніченості направлений від шару Gd₂O₃ до шару Ni.