Магнитные свойства и транспорт спин-поляризованных электронов в магнитных наноструктурах с доменными границами тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.02, кандидат физико-математических наук Хвальковский, Алексей Васильевич

• Хвальковский, Алексей Васильевич
• кандидат физико-математических наук
• 2006

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Хвальковский, Алексей Васильевич

БЛАГОДАРНОСТИ.

СПИСОК АКРОНИМОВ.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА I. ТРАНСПОРТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ В МАГНИТНЫХ НАНОСТРУКТУРАХ.

1.1. Основные понятия.

1.1.1. Эффекты магнитосопротивления.

1.1.2. Основы теории спин-зависимого транспорта.

1.2. Сопротивление доменной стенки в наноструктурах.

1.2.1. Анизотропное магнитосопротивление.

1.2.2. Отражение зарядов от доменной стенки как потенциального барьера.

1.2.3. Спин-зависимое рассеяние на примесях.

1.2.4. Спиновая аккумуляция.

1.2.5. Слабая локализация.

1.2.6. Баллистическое магнитосопротивление.

1.3. Переключение многослойных магнитных структур спин-поляризованным током.

1.3.1. Модель переноса спина.

1.3.2. Механизмы передачи поперечной компоненты спинового тока.

1.3.3. Расчет вращающего момента.

1.3.4. Влияние продольной компоненты спинового тока.

1.3.5. Эксперименты по перемагничиванию током.

1.4. Индуцированное током движение доменных стенок.

1.4.1. Сила, вызванная эффектом Холла.

1.4.2. Передача импульса от тока к стенке.

1.4.3. Адиабатический вращающий момент.

1.4.4. Неадиабатический вращающий момент.

1.4.5. Изменение структуры доменной стенки.

1.4.6. Другие модели.

ГЛАВА II. РАСЧЕТ МАГНИТНОЙ СТРУКТУРЫ НАНООБЪЕКТОВ.

11.1. Уравнение динамики магнитного момента.

II. 1,1. Термодинамические соотношения.

II. 1.2. Эффективное поле. Уравнение Ландау-Лифшица-Гильберта.

11.2. Расчет эффективного поля.

11.2.1. Обменная энергия.

11.2.2. Энергия анизотропии.

11.2.3. Магнитостатическая энергия.

11.2.4. Эффективное поле.

11.3. Микромагннтнын пакет SpinPM.

ГЛАВА III. МАГНИТНАЯ СТРУКТУРА И ПРОЦЕССЫ ПЕРЕМАГНИЧИВАНИЯ ПЛАНАРНЫХ НАНОСТРУКТУР.

111.1. Магнитная структура и процессы перемагничивания планарного магнитного наноконтакта в форме наномостика.

III. 1.1. Введение.

III. 1.2. Микромагнитный анализ задачи.

III.1.3. Энергия наномостика.

III. 1.4. Модельное описание фазовой диаграммы.

III.1.5. Механизм фазовых превращений в магнитном наномостике.

III. 1.6. Изменение фазовой диаграммы наномостика при вариации параметров системы.

III.1.7. Выводы.

111.2. Роль дефектов в процессах перемагничивапия планарпых маиганнтных наноустройств.

111.2.1. Введение.

111.2.2. Манганита. LSMO.

111.2.3. Сопротивление доменной стенки в LSMO.

111.2.4. Сопротивление и структура доменной стекни в LSMO.

111.2.5. Предварительные результаты микромагнитного анализа. Постановка задачи.

111.2.6. Моделирование дефектов.

III.2.6.0 влиянии дефектов различного типа на процесс перемагничивания наноконтакта.

111.2.7. Модель переключения устройства.

111.2.8. Выводы.

ГЛАВА IV. ТРАНСПОРТНЫЕ СВОЙСТВА И СПИНОВАЯ АККУМУЛЯЦИЯ В МАГНИТНОМ НАНОМОСТИКЕ.

IV.1. Спиновая аккумуляция и сопротивление доменной стенки в магнитной наиопроволокс.

IV.2. Транспортная задача в наномостике: модель спиновой аккумуляции.

IV.2.1. Связь между сопротивлением доменной стенки и спиновой аккумуляцией в наномостике.

IV.2.2. Распределение спиновой аккумуляции в наномостике.

1V.2.3. Сопротивление наномостика: доменная стенка посредине перемычки.

IV.2.4. Зависимость сопротивления доменной стенки от положения внутри перемычки.

IV.2.5. Частотная зависимость сопротивления доменной стенки.

IV.2.6. Практические применения магнитных наномостиков.

ГЛАВА V. ПЕРЕМАГНИЧИВАНИЕ НАНОСТРУКТУР СПИН-ПОЛЯРИЗОВАННЫМ ТОКОМ.

V.l. Индуцированное током движение доменной стспкн в спин-вентильной структуре: влияние продольной компоненты спиновой аккумуляции. Модель стонеровского ферромагнетика.

V. 1.1. Постановка задачи.

V.l.2. Изменение плотности свободной энергии при наличии спиновой аккумуляции.

V.1.3. Давление на доменную стенку.

V. 1.4. Обсуждение.

V.2. Индуцированное током движение доменной стенки в спин-вентилыюй структуре: влияние поперечной компоненты спиновой аккумуляции.

V.2.I. Моделируемая система.

V.2.2. Результаты моделирования.

V.2.3. Обсуждение.

V.3. Индуцированное током движение доменной стенки в нанопроволоке эллиптического сечения

V.3.1. Постановка задачи и основные уравнения.

V.3.2. Уравнения динамики на решении в виде плоской волны.

V.3.3. Решение уравнений динамики.

ВЫВОДЫ.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Магнитные свойства и транспорт спин-поляризованных электронов в магнитных наноструктурах с доменными границами»

А.2. Исследование однослойной пленки SmCo.124

А.З. Моделирование обменно-связанных двухслойных магнитов SmCo/Fe.127

А.4. Выводы.129

Приложение Б. Вид функционала, соответствующего уравнению спиновой диффузии (IV.9).130

Приложение В. Устойчивость решения транспортной задачи в наномостике относительно вариации параметров.131

Приложение Г. Плотность свободной энергии ферромагнетика с произвольным законом дисперсии. .132

Приложение Д. Решение задачи спиновой аккумуляции в спиновом вентиле с доменной стенкой.133

Приложение Б. Фазовые диаграммы наномостика для реальных систем.135

ЦИТИРУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА.138

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ.146

Введение

Нанотехнология - это довольно новая, но чрезвычайно динамично развивающаяся область знаний, основным интересом которой является манипуляция материалами, структурами и процессами на манометровой шкале длин. Как ожидается, развитие нанотехнологии позволит сделать прорыв в целом ряде общественно значимых областей, в том числе в материаловедении, информационных и коммуникационных технологиях, биомедицине и технологиях, связанных с экологией. Предполагается, что ее воздействие на технологию и общество в целом по своим масштабам будет сравнимо с новой промышленной революцией [1,1112].

Наномагнетизм является частью нанотехнологии и имеет дело с магнитными явлениями на нанометровых расстояниях. Значительная часть исследований в рамках наномагнетизма посвящена изучению транспортных свойств магнитных нанообъектов. Наибольший интерес привлекли к себе так называемые эффекты магнитосопротивления, которые состоят в изменении сопротивления объекта под действием магнитного поля. В настоящее время эти эффекты уже активно используются в промышленности при создании сенсоров магнитного поля (к примеру, датчики на основе гигантского магнитосопротивления применяются с 1997 года в качестве считывающих головок в жестких дисках [2]). Еще одним перспективным приложением эффектов магнитосопротивления является магнитная оперативная память МЯАМ [3-6]. Бит информации в ячейке МИАМ содержится в виде направления намагниченности одного из слоев магнитной многослойной структуры; считывание производится путем измерения сопротивления структуры. Большую часть эффектов магнитосопротивления можно охарактеризовать как локальное воздействие магнитной структуры на электрический ток. Не так давно был предсказан [7,8] и обнаружен [9-11] обратный эффект - локальное воздействие поляризованного по спину тока на магнитную структуру. Это воздействие имеет квантовую природу; одним из механизмов, лежащих в его основе, является передача неравновесного момента количества движения от тока к решетке. Данный эффект имеет большое фундаментальное значение: до недавнего времени считалось, что единственным способом переключения магнитной структуры является действие магнитного поля. Он также является чрезвычайно перспективным для приложений. Ожидается, что данный эффект будет использоваться для переключения магнитного состояния в ячейках М11АМ; это позволит значительно упростить конструкцию памяти.

Последнее время появилось особенно много работ, посвященных изучению наноразмерных систем с доменными стенками (ДС). Это вызвано несколькими факторами. ДС имеют высокую подвижность и могут быть довольно легко созданы или уничтожены. Они представляют собой логическую единицу или могут являться разделителем между логическими состояниями, представленными направлением намагниченности в непрерывной магнитной среде [12]. ДС обладают заметным сопротивлением; в ряде теоретических и экспериментальных работ было показано, что сопротивление ДС может значительно увеличиться, если она «заперта» в объеме размера порядка десятков нанометров [13-16]. В свою очередь, оказалось, что ток может привести к движению ДС [17,18]. Данные эффекты делают наноразмерные устройства с ДС чрезвычайно перспективными как с фундаментальной точки зрения, так и для приложений; так, недавно появилось несколько многообещающих предложений по созданию магнитной памяти и логических элементов, существенно основанных на манипуляциях с ДС [3,19]. С другой стороны, поскольку в любых магнитных наноустройствах присутствуют неоднородности распределения намагниченности (например, вызванные краевыми эффектами), то отсюда следует, что наличие таких неоднородностей может привести к появлению новых эффектов, которые необходимо учитывать.

Несмотря на большое количество работ, посвященных данной проблематике, остается еще много белых пятен и необходимо создание новых подходов и техник. Важной является задача определения магнитной структуры нанообъектов, нахождения устойчивых состояний для доменной стенки в наноконтактах различной формы, расчета процессов перемагничивания. В последних определяющую роль начинают играть дефекты, вызванные как неидеальностью геометрии наноструктур, так и разбросом от точки к точке физических параметров материала [20-22]; учет этих дефектов становится необходимым для получения адекватного описания поведения реальных систем. В ряде экспериментов было показано, что сопротивление доменной стенки в нанобластях может описываться в рамках модели спиновой аккумуляции [15]. Последняя имеет нелокальную природу, однако возможное влияние этой пелокальности на резистивные свойства наноконтактов до сих пор нигде не обсуждалось. Как было показано в ряде работ [23,24], перемагничивание спин-вентильных структур током происходит с образованием доменной структуры, однако задача индуцированного током движения доменных стенок в таких системах остается не до конца выясненной. Не выявлены возможные аналитические решения для предложенных недавно уравнений индуцированного током движения доменной стенки [25] (например, в случае, когда ДС находится в магиитной нанопроволоке, нанокольце и др.).

Данная диссертация посвящена рассмотрению этих вопросов.

Целью настоящей диссертационной работы является изучение обозначенного выше круга проблем теории магнитных свойств, процессов перемагничивания и взаимного влияния магнитной структуры и электрического тока в магнитных наноструктурах, содержащих доменные границы.

В частности, в диссертации были решены следующие конкретные задачи:

1) исследование устойчивых магнитных состояний наноразмерного контакта в форме наномостика, содержащего доменную стенку;

2) характеризация структурных дефектов и анализ их влияния на процесс перемагничивания плоского магнитного наноконтакта, изготовленного на пленке магнитного оксида Ьаг/зЗгшМпОз, на основе экспериментальных данных по магнитосопротивлению данного устройства;

3) расчет сопротивления доменной стенки для различных ее положений внутри контакта в виде наномостика в рамках модели спиновой аккумуляции для различных параметров системы;

4) исследование индуцированного током движения доменной стенки в свободном слое спин-вентильной структуры при токе, текущем перпендикулярно слоям структуры;

5) исследование индуцированного током движения доменной стенки в цилиндрической магнитной папопроволоке эллиптического сечения.

При решении подобных задач одним из основных инструментов является численное моделирование. В первую очередь это относится к расчету магнитной структуры нанообъектов: данная задача требует самосогласованного решения нелинейных дифференциальных уравнений для всех элементарных объемов, на которое разбивается тело, и очень редко допускает аналитическое решение. Полномасштабное моделирование необходимо для расчета процессов перемагничивания полем, в особенности при учете влияния на него дефектной структуры, для исследования процессов перемагничивания электрическим током и других связанных эффектов. В то же время, для многих эффектов, имеющих место в напоустройствах, необходимо выяснить их физический механизм; в этом случае необходимо создание новых аналитических подходов.

Научная новизна работы состоит в следующем:

• Впервые детально исследованы устойчивые магнитные состояния наноразмерного контакта в форме наномостика, содержащего доменную стенку, получено аналитическое описание механизма образования различных устойчивых состояний для доменной стенки.

• Впервые проведена характеризация структурных дефектов и анализ их влияния на процесс перемагничивапия плоского магнитного наноконтакта, изготовленного на пленке магнитного оксида Ьаг/зЗгшМпОз, на основе экспериментальных данных по магнитосопротивлению данного устройства. Показано, что данные структурные дефекты были внесены в систему при процессе литографии, и, таким образом, они будут образовываться в других схожих системах - наноустройствах, изготовленных методом литографии на пленках магнитных оксидов.

• Впервые в рамках модели спиновой аккумуляции проведен расчет сопротивления доменной стенки для различных ее положений внутри контакта в виде наномостика для различных параметров системы.

• Впервые проведено комплексное исследование индуцированного током движения доменной стенки в свободном слое спин-вентильной структуры, при токе, текущем перпендикулярно слоям структуры, с учетом взаимодействия продольной (в рамках модели зонного ферромагнетизма) и поперечной (в рамках модели переноса спина) составляющих поляризации инжектируемого тока с намагниченностью слоя.

• Впервые проведено исследование индуцированного током движения доменной стенки в цилиндрической магнитной нанопроволоке эллиптического сечения.

Практическая значимость результатов

Исследуемые в работе магнитные наноконтакты с контролируемой геометрией, содержащие доменную стенку, представляют большой практический интерес, в первую очередь как сенсоры магнитного поля. Как было показано в настоящей работе, специфика сенсоров, основанных на таких наноконтактах, состоит в том, что

• они являются чрезвычайно малыми (размер чувствительного элемента составляет десятки - сотни нанометров);

• обладают регулируемой (путем подбора геометрии и параметров материалов) чувствительностью;

• способны детектировать магнитное поле, локализованное в чрезвычайно малой области (десятки - сотни нанометров).

Таким образом, они представляют интерес для различных приложений, в том числе в качестве магниточувствительных элементов в сенсорах сверхмалых перемещений (например, для механических систем), сенсорах сверхмалых концентраций (для систем биологического мониторинга), и т.д. Кроме того, наноконтакт может представлять собой бистабильный элемент; в этом случае он может служить элементарной единицей магнитной памяти сверхвысокой плотности упаковки. Таким образом, полученные в работе результаты исследований магнитных и транспортных свойств таких наноконтактов имеют несомненное практическое значение.

Результаты, полученные при исследовании процессов перемагничивания с помощью электрического тока, также имеют большое практическое значение. С помощью данного эффекта, как предполагается, можно будет значительно упростить конструкцию магнитной памяти типа MRAM, магнитных логических элементов и др., в которых большую сложность вызывает создание управляющего локального магнитного поля.

Апробация результатов.

Основные результаты, изложенные в диссертации, докладывались автором на следующих конференциях:

• Новые магнитные материалы микроэлектроники (НМММ 2006, Москва, 2006);

• Третьем Европейском Симпозиуме по магнетизму (III Joint European Magnetic Symposia, JEMS'06, Сан Себастьян, Испания, 2006);

• Московский Международный Симпозиум по Магнетизму (MISM-2005, Москва);

• Второй летней научной школе фонда «Династия» (Москва, 2005);

• Международной конференции Nano and Giga Challenges in Microelectronics - 2004, (Краков, Польша, 2004 г);

• «Новые магнитные материалы микроэлектроники» (НМММ-19, Москва, 2004 г.);

• Международной конференции «Функциональные материалы» (Партенит, Крым, Украина, 2003 г).

Публикации. Результаты диссертации опубликованы в опубликованы в 9 статьях в рецензируемых научных журналах [ПЗ-П11].

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, пяти приложений, выводов и списка цитируемой литературы. Работа составляет 148 страниц, включает 50 рисунков и 2 таблицы. Библиографический список насчитывает 206 наименований.

Заключение диссертации по теме «Теоретическая физика», Хвальковский, Алексей Васильевич

А.4. Выводы

Подводя итог можно сказать, что физические и вычислительные сложности, возникающие при моделировании редкоземельных ОСДМ, сформулированы и рассмотрены. Проведено исследование процесса зарождения доменной структуры на зернах монослоя БтСо; выявлены наиболее важные особенности процесса перемагничивания. Основываясь на последних, был сформулирован новый метод компьютерного исследования ОСДМ. Предложенный метод основан на комбинации статистического и микромагнитиого подходов; его основная идея заключается в том, что для определения поля переключения двухслойной пленки достаточно моделировать лишь некоторую ее критическую часть, а не всю пленку. Изложенный метод проиллюстрирован на примере двухслойной наноструктуры БшСо/Ре.

Рис. А.З. Распределение переключающего поля для 9 рассчитанных ОСДМ с дефектами. На вставке представлены примеры петель гистерезиса (Н>0) для: 1 -ОСДМ без дефектов, 2,3 -ОСДМ с дефектами. Шаг по полю - 500Э.

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Хвальковский, Алексей Васильевич, 2006 год

1. Nanoscience and nanotechnologies: opportunities and uncertainties. The Royal Society & The Royal Academy of Engineering, July 2004.2. http://www.hitachigst.com/hdd/research/

2. S. A. Wolf, D. D. Awschalom, R. A. Buhrman, J. M. Daughton, S. von Molnar, M. L. Roukes, A. Y. Chtchelkanova, D. M. Treger. Science 294,1488 (2001).

3. N.D. Rizzo, D.N. Engel. MRAM write apparatus and method. US Patent 6351409 (2001).5. http://www.freesca1e.com/mram

4. M. Durlam, D. Addie, J. Akerman, et al. IEDM Tech. Dig., Session 34. (2003) paper #6.

5. J. Slonczewski. J. Magn. Magn. Mater. 159, LI (1996).

6. L. Berger. Phys. Rev. B 54,9353 (1996).

7. M. Tsoi, A. G. M. Jansen, J. Bass, W. C. Chiang, M. Seek, V. Tsoi, and P. Wyder. Phys. Rev. Lett. 80,4281 (1998).

8. E. B. Myers, D.C. Ralph, J. A. Katine, R. N. Louie, and R. A. Buhrman. Science 285, 867 (1999).

9. A. Katine, F. J. Albert, R. A. Buhrman, E. B. Myers, D. C. Ralph. Phys. Rev. Lett. 84, 3149 (2000).

10. D.A. Allwood, G. Xiong, C. C. Faulkner, D. Atkinson, D. Petit, R. P. Cowburn. Science 309, 1688 (2005).

11. G. G. Cabrera and L. M. Falicov. Phys. Status Solidi (b) 61, 539 (1974); ibid 62, 217 (1974).

12. J. F. Gregg, W. Allen, K. Ounadjela, M. Viret, M. Hehn, S. M. Thompson, and J. M. D. Coey. Phys. Rev. Lett. 77,1580 (1996); M. Viret, D. Vignoles, D. Cole, J.M.D. Coey, W. Allen, D.S. Daniel and J.F. Gregg. Phys. Rev. B 53, 8464 (1996).

13. U. Ebels, A. Radulescu, Y. Henry et al. Phys. Rev. Lett. 84 (5), 983-986 (2000).

14. N. Garcia, M. Munoz, and Y. W. Zhao. Phys. Rev. Lett. 82, 2923 (1999); G. Tatara, Y.W. Zhao, M. Munoz, et al. Phys. Rev. Lett. 83,2030 (1999); N. Garcia. Appl. Phys. Lett. 77,1351 (2000), h ap.

15. C.-Y. Hung, L. Berger. J. Appl. Phys. 63,4276 (1988).

16. J. Grollier, V. Cros, A. Hamzic, J. M. George, H. Jaffres, A. Fert, G. Faini, J. Ben Youssef, and H. Legall. Appl. Phys. Lett. 78,3663 (2001).

17. S.S.R. Parkin. Shiftable magnetic shift register and method of using the same. US Patent 6,834,005 (2004).

18. J-E. Wegrowe, D. Kelly, A. Franck, S. E. Gilbert, and J.-Ph. Ansermet. Phys. Rev. Lett. 82, 3681 (1999).

19. W. Wernsdorfer, B. Doudin,D. Mailly, K. Hasselbach, A. Benoit, J. Meier, J.-Ph. Ansermet, and B. Barbara. Phys. Rev. Lett. 77,1873 (1996).

20. K. Fukumoto, W. Kuch, J. Vogel, F. Romanens, S. Pizzini, J. Camarero, M. Bonfim, and J. Kirschner. Phys. Rev. Lett. 96,097204 (2006).

21. J. Miltat, G. Albuquerque, Г. Thiaville, C. Vouille. J. Appl. Phys. 89,6982 (2001); D. Berkov, N. Gorn. Phys. Rev. B 71,052403 (2005); G. Finocchio, M. Carpentieri, B. Azzerboni, L. Torres, L. Lopez-Diaz, E. Martinez. Physica В 372,294 (2006).

22. Т. Devolder, A. Tulapurkar, Y. Suzuki, C. Chappert, P. Crozat, K. Yagami. J. Appl. Phys. 98,053904 (2005).

23. S. Zhang and Z. Li. Phys. Rev. Lett. 93,127204 (2004).

24. J.F. Gregg, I. Petej, E. Jouguelet, C. Dennis. J. Phys. D: Appl. Phys. 35, R121-R155 (2002).

25. Кринчик Г.С. Физика магнитных явлений. М.: МГУ, 1976 г. 367 с.

26. М. Ziese, M.J. Thornton (Eds.). Spin Electronics. Springer, 2001, XVII, 493 pp. (Series: Lecture Notes in Physics, Vol. 569).

27. M. Laufenberg. Interactions Between Current and Domain Wall Spin Structures. PhD Thesis. Universität Konstanz. (2006).

28. W. Thomson. On the Electro-dynamic Qualities of Metals: Effects of Magnetization on the Electric Conductivity of Nickel and of Iron. Proc. Roy. Soc. London. 8, 546-550, (1857).

29. I. A. Campbell and A. Fert. Transport Properties of Ferromagnets, V. 3 of Ferromagnetic Materials, Ch. 9, p. 747-804. North-Holland Publishing, 1982.

30. P.P. Freitas. Ch. 19 ссылки 28.

31. M. Julliere. Tunneling Between Ferromagnetic Films. Phys. Lett. A 54,225-226, (1975).

32. J.C. Slonczewski. Phys. Rev. В 39,6995 (1989).

33. J. Mathon. Phys. Rev. В 56,11810 (1997).

34. D. Wang, C. Nordman, J.M. Daughton, et al. IEEE Trans. Magn. 40, 2269(2004).

35. S.S.P. Parkin, C. Kaiser, A. Panchula, et al. Nature Materials 3, 862 (2004).

36. S. Yuasa, T. Nagahama, A. Fukushima, et al. Nature Materials 3, 868 (2004).

37. A.M. Haghiri-Gosnet, J.-P. Renard. J. Phys. D: Appl. Phys. 36, R 127(2003).

38. N. F. Mott. The Electrical Conductivity of Transition Metals. Proc. Roy. Soc. London A 153, 699-717(1936).

39. N. F. Mott. The resistance and thermoelectric properties of the transition metals. Proc. R. Soc. London A 156,368-382 (1936).

40. I. A. Campbell, A. Fert, and A. R. Pomeroy. Evidence for two current conduction iron. Phil. Mag. 15, 977-983 (1967); A. Fert, I. A. Campbell. Two-current conduction in nickel. Phys. Rev. Lett. 21, 1190-1192(1968).

41. M. Johnson, R.H. Silsbee. Phys. Rev. Lett. 55,1790-1793 (1985).

42. F. J. Jedema, A. T. Filip, and B. J. van Wees. Nature (London) 410, 345 (2001).

43. F. J. Jedema, H. B. Heersche, A. T. Filip, J. J. A. Baselmans, B. J. van Wees. Nature (London) 416, 713 (2002).

44. R. Fiederling, M. Keim, G. Reuscher, W. Ossau, G. Schmidt, A. Waag, L. W. Molenkamp. Nature 402,787-790 (2000).

45. Y. Ohno, D. K. Young, B. Beschoten, F. Matsukura, H. Ohno, D. D. Awschalom. Nature 402, 790792 (2000).

46. M. Johnson and R.H. Silsbee, Phys. Rev. В 35,4959 (1987); Phys. Rev. Lett. 60,377(1988).

47. P.C. Van Son, H. Van Kempen, P. Wyder, Phys. Rev. Lett. 58,2271 2273 (1987).

48. T. Valet and A. Fert. Phys. Rev. В 48,7099 (1993).

49. M. Wawrzyniak, M. Gmitra, J. Barnas. J. Appl. Phys. 99 (2006) 023905.

50. L. Piraux, S. Dubois, A. Fert, and L. Belliard. Europ. Phys. Journal В 4,413 (1998).

51. X. Waintal and M. Viret. Europhys. Lett. 65,427 (2004).

52. S. D. Steenwyk, S. Y. Hsu, R. Loloee, J. Bass, W. P. Pratt, Jr. J. Magn. Magn. Mater. 170 LI (1998).

53. Dubois, S. et al. Evidence for a short spin diffusion length in permalloy from the giant magnetoresistance of multilayered nanowires. Phys. Rev. В 60,477-484 (1999).

54. Yang, Q. P. Holody, S.-F. Lee, L.L. Henry, R. Loloee, P.A. Schroeder, W.P. Pratt, Jr., and J. Bass. Phys. Rev. Lett. 72, 3274-3277 (1994).

55. J.-Ph. Ansermet. J. Phys.: Condens. Matter 10,6027-6050 (1998).

56. C. L. Dennis, R.P. Borges, L.D. Buda et al. J. Phys.: Condens. Matter. 14, R1175-R1262 (2002).

57. K. Miyake, K. Shigeto, K. Mibu, T. Shinjo. J. Appl. Phys. 91,3468-3470 (2000).

58. M. Klaui, C. A. F. Vaz, J. A. C. Bland, W. Wernsdorfer, G. Faini, E. Cambril. J. Appl. Phys. 93,7885 (2003).

59. S. Lepadatu and Y. B. Xu. Phys. Rev. Lett. 92,127201 (2004).

60. P.M. Levy and S. Zhang. Phys. Rev. Lett. 79,5110 (1997).

61. A. E. Berkowitz, J. R. Mitchell, M. J. Carey, A. P. Young, S. Zhang, F. E. Spada, F. T. Parker, A. Hutten, and G. Thomas. Phys. Rev. Lett. 68, 3745-3748 (1992); J. Q. Xiao, J. S. Jiang, and C. L. Chien. ibid., 68,3748 (1992).

62. R.P. van Gorkom, A. Brataas, G.E.W. Bauer, Phys. Rev. Lett. 83,4401 (1999).

63. C.B. Вонсовский. Магнетизм. Наука, M. (1971). 1032 с.

64. V.K. Dugaev, J. Barnas and J. Berakdar. J. Phys. A: Math. Gen. 36,9263-9274 (2003).

65. J.-E. Wegrowe, A. Comment, Y. Jaccard, J.-Ph. Ansermet, N. M. Dempsey and J.-P. Nozieres. Phys. Rev. В 61,12216(2000).

66. A.K. Звездин, K.A. Звездин. Kp. Сообщ. Физ. (ФИАН), 8, 3 (2002).

67. М. Dzero, L.P. Gorkov, А.К. Zvezdin, К.А. Zvezdin. Phys. Rev. В 67, R100402 (2003).

68. E. Simanek. Phys. Rev. В 63,224412 (2001).

69. Гантмахер В.Ф. Электроны в неупорядоченных средах. М.: Физматлит, 2003.176 стр. Гл. 2.

70. G. Tatara and Н. Fukuyama. Phys. Rev. Lett. 78, 3773 (1997).

71. A. Brataas, G. Tatara, and G. E. W. Bauer. Phys. Rev. В 60, 3406 (1999).

72. S. Z. Hua and H. D. Chopra. 100,000% Ballistic Magnetoresistance in Stable Ni Nanocontacts at Room Temperature. Phys. Rev. В 67,060401(R) (2003).

73. R. Landauer. IBM J. Res. Dev. 32, 306 (1988); M. Buttiker. ibid. 32, 317 (1988).

74. B.J. van Wees, H. Van Houten, C.W.J. Beenakker, J.G. Williamson, L.P. Kouwenhoven, D. Van der Marel, C.T. Foxon. Phys. Rev. Lett. 60, 848 (1988).

75. H. Imamura, N. Kobayashi, S. Takahashi, S. Maekawa. Phys. Rev. Lett. 84 (5), 1003 (2000).

76. A.K. Zvezdin, A.F. Popkov. JETP Lett. 71 (5), 304-308 (2000).

77. L. R. Tagirov, B. P. Vodopyanov, К. B. Efetov. Phys Rev B, 63, 104428 (2001); ibid., 65, 214419 (2002).

78. Р.Г. Гатиятов, П.А. Бородин, A.A. Бухараев, Д.А. Бизяев. Письма ЖТФ 32,72 (2006).

79. J. Grollier. These de doct. de l'Univ. Paris 6. (2003). 143 стр.

80. S. Zhang, P.M. Levy, A. Fert. Phys. Rev. Lett. 88,236001 (2002).

81. M. Stiles, A. Zangwill. Phys. Rev. В 66,01440 (2002).

82. M. Stiles, A. Zangwill. J. Appl. Phys. 91,6812 (2002).

83. F. J. Albert, N. C. Emley, E. B. Myers, D.C. Ralph, and R. A. Buhrman. Phys. Rev. Lett. 89, 226802 (2002).

84. W. Weber, S. Riesen, and H. C. Siegmann. Science 291, 1015 (2001); W. Weber, S. Riesen, С. H. Back, A. Shorikov, V. Anisimov, and H. C. Siegmann. Phys. Rev. В 66,100405(R) (2002).

85. A. Fert, V. Cros, J. M. George, J. Grollier, H. Jaffres, A. Hamzic, A. Vaures, G. Faini, J. Ben Youssef, and H. Le Gall. J. Magn. Magn. Mater. 272-276,1706-1711 (2004).

86. J. Barnas, A. Fert, M. Gmitra, I. Weymann, and V. K. Dugaev. Phys. Rev. В 72,024426 (2004).

87. S. Urazhdin, N. O. Birge, W. P. Pratt, and J. Bass. Appl. Phys. Lett. 84,1516 (2004).

88. S. I. Kiselev, J. C. Sankey, I. N. Krivorotov, and N. C. Emley. Nature (London) 425,380 (2003).

89. C. Heide and R. J. Elliott. Europhys. Lett. 50, 271 (2000); C. Heide, Phys. Rev. Lett. 87, 197201 (2001); C. Heide, Phys. Rev. В 65,054401 (2001).

90. С. Heide, P.E. Zilberman, R.J. Elliott. Phys. Rev. В 63,064424 (2001).

91. Ю.В. Гуляев, П.Е. Зильберман, Э.М. Эпштейн, Р.Дж. Эллиотт. ЖЭТФ 127, 1138 (2004); Ю.В. Гуляев, П.Е. Зильберман, Э.М. Эпштейн. Письма ЖЭТФ 82, 341 (2005).

92. Е.М. Epshtein, Yu. V. Gulyaev, P. E. Zilberman. cond-mat/0606102.

93. К. Bussman, G. A. Prinz, S.-F. Cheng, D. Wang. Appl. Phys. Lett. 75,2476 (1999).

94. Ya. B. Bazaliy, B. A. Jones, S. C. Zhang. J. Appl. Phys. 89, 6793 (2001).

95. L. Berger, Phys. Rev. В 73,014407 (2006).

96. J. Grollier, P. Boulenc, V. Cros, A. Hamzi5, A. Vaures, A. Fert, and G. Faini. Appl. Phys. Lett. 83, 509 (2003).

97. E. Saitoh, H. Miyajima, T. Yamaoka, and G. Tatara. Nature (London) 432,203 (2004).

98. S. H. Florez, C. Krafft, R. D. Gomez. J. Appl. Phys. 97,10C705 (2005).

99. T. Kimura, Y. Otani, I. Yagi, K. Tsukagoshi Y. Aoyagi. J. Appl. Phys. 84,7266 (2003).

100. M. Kläui, Р.-О. Jubert, R. Allenspach, A. Bischof, J. А. C. Bland, G. Faini, U. Rüdiger, С. A. F. Vaz, L. Vila, С. Vouille. Phys. Rev. Lett. 95,026601 (2005).

101. M. Yamanouchi, D. Chiba, F. Matsukura, H. Ohno. Nature (London) 428, 539 (2004).

102. L. Berger. J. Phys. Chem. Solids 35,947 (1974).

103. L. Berger. J. Appl. Phys. 49,2156 (1978).

104. L. Berger. Phys. Lett. A 46A, 3 (1973).

105. R. D. McMichael, M. J. Donahue. IEEE Trans. Magn. 33,4167 (1997).

106. L. Berger. J. Appl. Phys. 55,1954 (1984).

107. G. Tatara and H. Kohno. Phys. Rev. Lett. 92,086601 (2004).

108. A.H. Зайцев. Физ. Тв. Тела (Лен.) 18,129 (1976).

109. L. Berger. Phys. Rev. В 33,1572 (1986).

110. Z. Li and S. Zhang. Phys. Rev. Lett. 92,207203 (2004).

111. Ya. В. Bazaliy, В. A. Jones, S.-C. Zhang. Phys. Rev. В 57, R3213 (1998).

112. Z. Li and S. Zhang. Phys. Rev. В 70,024417 (2004).

113. L. Berger. J. Appl. Phys. 571,2721 (1992).

114. A. Thiaville, Y. Nakatani, J. Miltat, N. Vernier. J. Appl. Phys. 95,7049 (2004).

115. N. L. Schryer and L. R. Walker. J. Appl. Phys. 45, 5406 (1974).

116. A. Thiaville, Y. Nakatani, J. Miltat, Y. Suzuki. Europhys. Lett. 69,990 (2005).

117. J. He, Z. Li, and S. Zhang. J. Appl. Phys. 99,08G509, (2006).

118. J. Shibata, Y. Nakatani, G. Tatara, H. Kohno, Y. Otani. Phys. Rev. В 73,020403 (2006).

119. J. Ohe and B. Kramer. Phys. Rev. Lett. 96,027204 (2006).

120. M. Viret, A. Vanhaverbeke, F. Ott, J.-F. Jacquinot. Phys. Rev. В 72,140403R (2005).

121. E. Salhi, L. Berger. J. Appl. Phys., 76,4787 (1994).

122. Терновский B.B., Хапаев M.M. Модифицированная модель микромагнетизма с интегральным ограничением. Докл. РАН. 397 (4), 461-466 (2004).

123. L. D. Landau, Е. Lifshitz. Phys. Z. Sowjetunion 8,153-169 (1935).

124. R. Kikuchi. J. Appl. Phys. 27,1352 (1956).

125. T.L. Gilbert. Phys. Rev. 100,1243 (1955).

126. D. Hinzke. Computersimulationen zur Dynamik magnetischer Nanostrukturen. PhD thesis, Gerhard-Mercator-Universität Duisburg, 2002. 141 p.

127. К. H. J. Buschow, F. R. de Boer. Physics of Magnetism and Magnetic Materials. Kluwer Academic Publishers, NY, 2004.182 p.

128. К.А.Звездин. Моделирование физических процессов в магнитных наноструктурах, Кандидатская диссертация, ИОФРАН, Москва, 2001.

129. J. Fidler, Th. Schrefl. J. Phys. D: Appl. Phys. 33, R135 (2000).

130. P.Bruno. Phys.Rev. Lett., 83,2425 (1999).134. r.Molyneux, V.V.Osipov, E.V.Ponizovskaya. Phys.Rev.B 65, 184425 (2002).

131. J.M.D.Coey, L.Berger and Y.Labaye. Phys.Rev.B 64,020407 (2001).

132. S. P. Li, W. S. Lew, J. A. C. Bland, L. Lopez-Diaz, C. A. F. Vaz, M. Natali, Y. Chen. Phys. Rev. Lett. 88,087202 (2002).

133. N.Garsia, V.V.Osipov, E.V.Ponizovskaya. Phys.Rev.B, 64, 184412 (2001).

134. D. G. Porter and M. J. Donahue. J. Appl. Phys., 95,6730 (2004).

135. А.КЗвездин, А.Ф.Попков, К.А.Звездин, JI. JI.Савченко. Физика Металлов и металловедение. 9,165 (2001).

136. К.А. Звездин, A.B. Хвальковский. ЖТФ 74,3, 37 (2004).

137. А.А.Звездин, К.А.Звездин. Письма в ЖЭТФ 75,10,613 (2002).

138. А.К. Звездин, B.M. Матвеев, A.A. Мухин, А.И. Попов. Редкоземельные ионы и магнитооптических кристаллах. Наука, М. (1985).

139. К.П. Белов, А.К. Звездин, A.M. Кадомцева. Спин-переориентационные переходы в редкоземельных магнетиках. Наука, М. (1979).

140. Р.-О. Jubert, R. AUenspach, A. Bischof. Phys. Rev. В 69, 220410(R) (2004).

141. T. Schrefl, J. Fidler, K.J. Kirk, J.N. Chapman. J. Magn. Magn. Mater. 175,193-204 (1997).

142. R. Skomski. J. Phys.: Cond. Mat. 15, R841-R896 (2003).

143. F. Cayssol, D. Ravelosona, C. Chappert, J. Ferre, J. P. Jamet. Phys. Rev. Lett., 92, 1072022004).

144. H. Asadaa, H. Ii, J. Yamasaki, M. Takezawa, T. Koyanagi. J. Appl. Phys. 97,10E317 (2005).

145. R. A. de Groot, F. M. Mueller, P. G. van Engen, and K. H. J. Buschow. Phys. Rev. Lett. 50, 2024 (1983).

146. A.D. Kent, J. Yu, U. Rüdiger S.S.P. Parkin. J. Phys.: Condens. Matter 13, R461 (2001).

147. C. Rüster, T. Borzenko, С. Gould, G. Schmidt, L.W. Molenkamp, X. Liu, T.J. Wojtowicz, J.K. Furdyna, Z.G. Yu and M.E. Flatté. Phys. Rev. Lett. 91,216602 (2003).

148. L. Klein, Y. Kats, A.F. Marshall, J.W. Reiner, Т.Н. Geballe, M.R. Beasley and A. Kapitulink. Phys. Rev. Lett. 84, 6090 (2000).

149. N.D. Mathur, P.B. Littlewood, N.K. Todd, S.P. Isaac, B.-S. Teo, D.-J. Kang, E.J. Tarte, Z.H. Barber, J.E. Evetts and M.G. Blamire. J. Appl. Phys. 86, 6287 (1999).

150. Q. Li, Y.F. Lu and H.S. Wang. J. Appl. Phys. 89,6952 (2001).

151. J. Wolfman, A.M. Haghiri-Gosnet, B. Raveau, C. Vieu, E. Cambril, A. Comette and H. Launois. J. Appl. Phys. 89, 6955 (2001).

152. O. Céspedes, S.M. Watts, J.M.D. Coey, K. Dörr and M. Ziese. Appl. Phys. Lett. 87, 0831022005).

153. I. Pallecchi, E. Bellingeri, G. Canu, A. Cabiglia, A.S. Siri and D. Marré. J. Appl. Phys. 99, 114508 (2006).

154. J.M.D. Coey, S. von Molnar and M. Viret. Adv. Phys. 48,167 (1999).

155. D.I. Golosov. Phys. Rev. В 67,064404 (2003).

156. M. S. Rzchowski and R. Joynt. Europhys. Lett. 67, 287 (2004).

157. S.J. Lloyd, N.D. Mathur, J.C. Loudon and P.A. Migley. Phys. Rev. В 64,172407 (2001).

158. P. Lecoeur, В. Mercey, готовится к публикации.

159. М. Yamanaka and N. Nagaosa. J. Phys. Soc. Jpn. 65, 3088 (1996).

160. N.D. Mathur and P.B. Littlewood. Solid State Commun. 119,271 (2001)

161. D.I. Golosov. Phys. Rev. Lett. 84, 3974 (2000).

162. Y. Endoh and K. Hirota. J. Phys. Soc. Jpn. 66,2264 (1997)

163. G. Zhao, H. Keller, W. Prellier and DJ. Kang. Phys. Rev. В 63, 172411 (2001)

164. Y.-A. Soh, G. Aeppli, N. D. Mathur, M. G. Blamire. Phys.Rev.B 63,020402R (2003).

165. J.-P. Ader and A.I. Buzdin. J. Magn. Magn. Mater. 300,170-173 (2006).

166. W. Scholz, D. Suess, T. Schrefl, J. Fidler. J. Appl. Phys. 95,6807 (2004).

167. T. Schrefl, J. Fidler, D. Süss, W. Scholz. Physica В 275,55 (2000).

168. W. Scholz, H. Forster, D. Suess, T. Schrefl, J. Fidler. Comput. Mater. Sc. 25,540 (2002).

169. W. Scholz, Т. Schrefl, J. Fidler, Т. Matthias, D. Suess, V. Tsiantos. Micromagnetic simulation of the pinning and depinning process in permanent magnets. IEEE Trans. Magn. 39,2920-2922 (2003).

170. R. Skomski. Nanomagnetics. J. Phys.: Cond. Mat. 15, R841-R896 (2003).

171. M. Maicas, E. Lopez, P. Sänches, M.C. Sänches, C. Aroca. Phys. Rev. B, 47,3180 (1993).

172. A.P. Malozemoff, J.C. Slonszewski. Magnetic Domain Walls in Bubble Materials. New York: Academic Press, 1979.326 p.

173. S.J. Lloyd, N.D. Mathur, J.C. Loudon and P.A. Migley. Phys. Rev. В 64,172407 (2001).

174. N. D. Mathur, M.-H. Jo, J. E. Evetts, M. G. Blamire. J. Appl. Phys., 89, 3388 (2001).

175. Yeong-Ah Soh, P. G. Evans, Z. Cai, B. Lai, C.-Y. Kim, G. Aeppli, N. D. Mathur, M. G. Blamire, E. D. Isaacs. J. Appl. Phys., 91,7743 (2002).

176. E.I. Rashba. Appl. Phys. Lett., 80,2329 (2002).

177. I. Zutic, J.Fabian, S.D. Sarma. Rev. Mod. Phys. 76, 323410 (2004).

178. D.D. Tang, P.K. Wang, V.S. Sperious, S. Le, K.K. Kung. IEEE Trans. Magn., 31 (1995) 3206.

179. Заявка на изобретение РФ N 2001123953/20 (025538).

180. Л.Д. Ландау, Е.М. Лифшиц. Теоретическая физика. Т. I. Механика. М.: Наука, (1988). С. 11.

181. A. Deac, К. J. Lee, Y. Liu, О. Redon, М. Li, P. Wang, J. P. Nozieres, В. Dieny. Phys. Rev. В 73, 064414(2006).

182. Ю.В. Гуляев, П.Е. Зильберман, Э.М. Эпштейн, Р.Дж. Эллиотт. Радиотехн. Электрон. 48, 1030(2003).

183. A. Rebei and О. Mryasov. Phys. Rev. В 74, 014412 (2006).

184. M. D. Stiles, J. Xiao, Г. Zangwill. Phys. Rev. В 69,054408 (2004).

185. Кикоин (ред.). Таблицы физических величин. Атомиздат, М. (1976). 1008 с.

186. H.P.J. Wijn (ред.). Magnetic Properties of Metals. d-Elements, Alloys and Compounds. Sringer-Verlag, Berlin-Heidelberg, 1991.195 c.

187. M. Ziese, M.J. Thornton (ред). Spin Electronics (Series: Lecture Notes in Physics). Springer, Berlin, 2001. Vol. 569. C. 78.

188. Дж. Эмсли. Элементы. Мир, М. 1993. 256. с.

189. A.K. Звездин. Письма ЖЭТФ, 31 (9), 508 (1980).

190. Оптические системы передачи: Учебник для вузов/Под ред. В. И. Иванова. М.: Радио и связь, 1994.-224 с. (часть 5.4).

191. Е. Kneller, R. Hawig. The Exchange-Spring Magnet: A New Material Principle for Permanent Magnets. IEEE Trans. Magn. 27,3588-3600 (1991).

192. X. Qunfeng. Experimental study of nanoscale exchange coupling. PhD Thesis. University of Amsterdam, 2003.

193. E.E. Fullerton, J.S. Jiang, C. Rehm, C.H. Sowers, S.D. Bader. Exchange-spring behavior in epitaxial hard/soft magnetic btlayers. Phys. Rev. B. 58,12193-12200 (1998).

194. T. Schrefl, H. Forster, R. Dittrich, D. Suess, W. Scholz, J. Fidler. Reversible magnetization processes and energy density product in Sm-CoFe and Sm-Co/Co bilayers. J. Appl. Phys. (2003) 93, 6489-6491 (2003).

195. M. Benaissa, K.M. Krishnan, E.E. Fullerton, J.S. Jiang. IEEE Trans. Magn. 34, 1204 (1998).

196. V.S. Gornakov, V.l. Nikitenko, A.J. Shapiro, R.D. Shull, J.S. Jiang, S.D. Bader. J. Magn. Magn. Mater. 246, 80 (2002).

197. M. Shimizu. Proc. Phys. Soc. 84, 397 (1964); Proc. Phys. Soc. 86,147 (1965).

198. E.I. Rashba. Phys. Rev. В 62, R16267 (2000).

199. B.A. Иванов, Т.Г. Аминов, B.M. Новоторцев, В.Т. Калинников. Спинтроника и спинтронные материалы. Известия академии наук. Серия химическая. 11,2255-2303 (2004).

200. S.J. Pearton, C.R. Abernathy, D.P. Norton, A.F. Hebard, Y.D. Park, L.A. Boatner, J.D. Budai. Materials Science and Engineering R40,137-168 (2003).

201. Y.D. Park, A.T. Hanbicki, S.C. Erwin, C.S. Hellberg, J.M. Sullivan, J.E. Mattson, T.F. Ambrose, A. Wilson, G. Spanos, В. T. Jonker. Science 295, 651-654 (2002).

202. S.C. Erwin, I. Zutic. Nature Mater. 3,410-414 (2004).

203. Список публикаций по теме диссертации

204. П1.Т. Arnal, A.V. Khvalkovskii, М. Bibes, Ph. Lecoeur, A.-M. Haghiri-Gosnet, and B. Mercey. Domain wall magnetoresistance in a nanopatterned Ьа^ГшМпОз track. // Submitted to Phys. Rev. Lett. arXiv:cond-mat/0610338.

205. A.K. Zvezdin, K.A. Zvezdin. Low-field magnetoresistance in a nanopatterned manganite track. // J. Magn. Magn. Mater. V. 300(1) (2006) e274-e276.

206. П5. A.V. Khvalkovskii, K.A. Zvezdin, A.A. Zvezdin, V.S. Gornakov, D.G. Skachkov, P. Perlo. Micromagnetic investigation of reversal processes in SmCo/Fe exchange-coupled magnets. // Physica

207. B, 372(1-2) (2006) 358-361 (2006).

208. Техн. Физики, 74 вып. 3 (2004), 37-43. П12. Н.Г. Гусейн-заде, К.А. Звездин, А.П. Пятаков, А.В. Хвальковский. Введение в физику наноструктур. // Учебное пособие. Москва, Изд-во МГИРЭА (ТУ) (2005). 68 стр. ISBN 57339-0528-Х.1. Тезисы конференций

209. П19. A.V. Khvalkovskii, К.А. Zvezdin. Magnetoresistance of magnetic nanobridge with three equilibrium positions of the domain wall. // Moscow International Symposium on Magnetism, June 25-30,2005. Books of Abstracts. (Moscow 2005). P. 225.

210. П20. A.V. Khvalkovskii, A.A. Zvezdin, K.A. Zvezdin, P. Perlo, D. Pullini. Magnetic nanobridges based on magnetic semiconductors. // Moscow International Symposium on Magnetism, June 25-30, 2005. Books of Abstracts. (Moscow 2005). P. 226.

211. П26. K.A. Звездин, A.B. Хвальковский, A.K. Звездин. Магнитные и транспортные свойства нано-и гетероструктур. // Новые магнитные материалы микроэлектроники Сборник трудов XIX международной школы-семинара 28 июня 2 июля 2004 г., Москва. Стр. 87-89 (2004).

212. П27. А.А. Звездин, А.В. Хвальковский. Компьютерное моделирование высокоэнергетических микромагнитов. // Новые магнитные материалы микроэлектроники Сборник трудов XIX международной школы-семинара 28 июня 2 июля 2004 г., Москва. Стр. 202 (2004).