Магнитные туннельные переходы на основе манганитов: магнитосопротивление, фотоэлектрический эффект, СВЧ детектирование тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.11, кандидат физико-математических наук Цикалов, Виталий Сергеевич

• Цикалов, Виталий Сергеевич
• кандидат физико-математических наук
• 2011

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Цикалов, Виталий Сергеевич

Оглавление

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОСОБЕННОСТИ СПИН-ПОЛЯРИЗОВАННОГО ЭЛЕКТРОННОГО ТРАНСПОРТА В МАГНИТНЫХ ТУННЕЛЬНЫХ ПЕРЕХОДАХ НА ОСНОВЕ МАНГАНИТОВ

1.1. Магнитные туннельные переходы

1.1.1. «Классический» туннельный переход

1.1.2. Проводимость магнитного туннельного перехода; туннельное магнитосопротивление; модель Жульера

1.2. Магнитные туннельные переходы на основе манганитов

1.2.1. Материалы манганитов: основные свойства

1.2.2. Манганиты как материалы с высокой спиновой поляризацией

1.2.3. Магнитные туннельные контакты на основе манганитов

1.2.4. Использование туннельных контактов на основе манганитов

1.3.Кооперативные системы магнитных туннельных контактов

1.3.1. Ферромагнитные гранулированные материалы как кооперативные системы магнитных туннельных контактов

1.3.2. Гранулированные материалы на основе манганитов; микроструктура

1.3.3. Гранулированные материалы на основе манганитов; туннельное магнитосопротивление

1.4. отклик магнитных туннельных переходов на воздействие электромагнитного излучения СВЧ диапазона; детектирующие свойства магнитных туннельных контактов

1.4.1. Детектирующие свойства «классического» (немагнитного) туннельного перехода

1.4.2. Детектирующие свойства магнитного туннельного перехода

выводы и постановка задачи

ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ТУННЕЛЬНЫХ СТРУКТУР. ПРИГОТОВЛЕНИЕ ОБРАЗЦОВ

2.1. Описание технологии получения образцов

2.1.1. Структура ферромагнитный металл/диэлектрик/ферромагнитный металл

2

2.1.2. Система с кооперативным ансамблем магнитных туннельных контактов.54 2.2. Экспериментальные методы исследования систем с магнитными туннельными переходами

2.2.1. Основные экспериментальные методы для характеризации образцов

2.2.2. Установка для прецизионных исследований транспортных и магнитотранспортных свойств материалов и структур

2.2.3. Установка для исследования отклика систем на воздействие электромагнитного излучения СВЧ диапазона

Основные результаты

ГЛАВА 3. УПРАВЛЯЕМОЕ ПЕРЕКЛЮЧЕНИЕ ТОКОВЫХ КАНАЛОВ В МАГНИТНОЙ ТУННЕЛЬНОЙ СТРУКТУРЕ

3.1. Эффект переключения токовых каналов в туннельной структуре в геометрии ток в плоскости; нелинейные транспортные свойства

3.1.1. Туннельная структура в геометрии ток в плоскости: сценарий поведения

3.1.2. Аппроксимация вольт-амперной характеристики туннельной структуры в геометрии ток в плоскости

3.2. Переключение токовых каналов, управляемое магнитным полем; магниторезистивный эффект

3.3. Влияние оптического облучения на транспортные свойства магнитной туннельной структуры на основе материала манганита в геометрии ток в плоскости

Основные результаты

ГЛАВА 4. МАГНИТОЗАВИСИМЫЙ ЭФФЕКТ ДЕТЕКТИРОВАНИЯ СВЧ ИЗЛУЧЕНИЯ В КООПЕРАТИВНОЙ СИСТЕМЕ МАГНИТНЫХ ТУННЕЛЬНЫХ КОНТАКТОВ НА ОСНОВЕ МАТЕРИАЛА МАНГАНИТА

магнитозависимый эффект детектирования в поликристаллическом

ьаолсао.зммоз: экспериментальные результаты

4.1.1. Эффект детектирования СВЧ излучения в поликристаллическом ЬаолСао.зМпОз: зависимость от магнитного поля

4.1.2. Магнитозависимый эффект детектирования СВЧ излучения в поликристаллическом ЬаолСао.зМпОз: зависимость от мощности СВЧ излучения

4.1.3. Магнитозависимый эффект детектирования СВЧ излучения в поликристаллическом ЬаолСао.зМпОз: зависимость от тока смещения

4.2. Магнитозависимый эффект детектирования в кооперативной

системе магнитных туннельных контактов: модель

4.2.1. Эффект детектирования в кооперативной системе магнитных контактов; возможные вклады в эффект детектирования

4.2.2. Модель для магнитозависимого вклада в эффект детектирования СВЧ излучения

4.2.3. Магнитозависимый вклад в эффект детектирования: зависимость от мощности СВЧ излучения

4.2.4. Магнитозависимый вклад в эффект детектирования: зависимость от тока смещения

Основные результаты

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ЛИТЕРАТУРА

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Магнитные туннельные переходы на основе манганитов: магнитосопротивление, фотоэлектрический эффект, СВЧ детектирование»

Введение

Актуальность исследований

Исследования последних лет показали, что наличие спиновых степеней свободы у носителей заряда проявляется наиболее ярко и порой неожиданным образом, прежде всего, в наноразмерных магнитных и гибридных структурах. Изучение отклика таких систем на протекание спин-поляризованного тока принесли в последние годы много интересных научных результатов и неожиданных сюрпризов, которые сделали весьма привлекательной идею использования спина электрона в качестве активного элемента для хранения, обработки и передачи информации[1;2]. Сформировалось даже целое самостоятельное направление в физике конденсированного состояния -спинтроника. Спинтроника - это мульти-дисциплинарная область науки и техники, центральной темой которой является явление спин-зависимого электронного транспорта в твердых телах и низкомерных структурах. Этот раздел охватывает и интереснейшие фундаментальные вопросы спин-зависимых явлений, и прикладные вопросы, связанные с созданием принципиально новых электронных устройств, построенных на возможности манипулировать спиновыми степенями свободы.

Понятно, что сфера спинтроники весьма обширна, но есть все основания говорить, что на сегодняшний день в сфере внимания исследователей находятся, главным образом, два уникальных явления. Во-первых, это магниторезистивный эффект в многослойных магнитных структурах (ГМС -гигантское магнитосопротивление в спин-вентильных структурах или ТМС -туннельное магнитосопротивление в туннельных магнитных структурах) и, во-вторых, появление вращающего момента, действующего со стороны спинового тока на локальные магнитные моменты в наноструктурах (далее для краткости будем говорить об эффекте переноса спина; в англоязычной литературе - spintransfer torque effect) [3]. В первом случае, магнитное поле используется для

управления магнитным состоянием многослойной наноструктуры, позволяя тем самым управлять поляризованным током через нее. Во втором случае, появляется возможность манипулировать магнитным состоянием наноструктуры, используя поляризованный по спину транспортный ток. Более того, эффект переноса спина может вызвать прецессию намагниченности наноразмерного ферромагнетика с частотами, лежащими в СВЧ диапазоне[4]. Такая прецессия служит источником излучения электромагнитных СВЧ волн, частотой которых можно управлять и при помощи тока, и при помощи магнитного поля. По сути, можно вести речь о возможности создания генераторов СВЧ диапазона, работающих на абсолютно новых принципах.

Механизм переноса спина оказывается ответственным и за обратный эффект - генерацию постоянного напряжения на магнитном туннельном переходе при воздействии электромагнитного СВЧ излучения[5]. И опять речь идет о принципиально новом механизме, на этот раз детектирования, в основе которого взаимосвязь спиновой динамики и поляризованного тока в магнитных наноструктурах.

В полной мере все разнообразие спин-зависимых физических эффектов можно наблюдать в магнитных туннельных структурах. Неслучайно считается, что исследования в области туннельного магнитосопротивления и магнитных туннельных контактов в целом стали важным этапом развития спинтроники, и интерес к спин-поляризованному транспорту через туннельные структуры только продолжает расти. Именно физическим процессам, имеющим место при протекании тока через магнитные туннельные структуры, посвящена эта работа. Причем мы ограничимся классом структур, построенных на основе материалов манганитов. Почему именно манганиты? Мы надеемся, что наш обзор как раз и даст ответ на этот вопрос. Но, если коротко, причины такого выбора следующие. Это, прежде всего, высокая спиновая поляризация электронов проводимости для выделенного семейства манганитов. Это относительно высокая температура перехода в ферромагнитное состояние. И,

6

наконец, это достаточно хорошо отработанная технология контролируемого получения тонких пленок этих материалов, в том числе и в составе многослойных структур. На основе экспериментальных и теоретических исследований мы попытаемся проанализировать и оценить преимущества и недостатки использования манганитов в туннельных структурах для решения различных задач спинтроники.

В целом, по нашему мнению, работа может быть квалифицирована как исследование, посвященное изучению явлений спин-поляризованного электронного транспорта в системах с магнитными туннельными контактами на основе манганитов.

Цель работы. Цель настоящей работы заключается в изучении явлений спин-поляризованного электронного транспорта в системах с магнитными туннельными контактами на основе манганитов. Работа велась в следующих направлениях:

1. Исследовать явления спин-зависимого электронного транспорта в магнитной туннельной структуре с использованием планарной геометрии, когда ток течет вдоль интерфейсов структуры (геометрия «ток в плоскости структуры»). Для проведения исследований выбрать структуры на основе материала манганита.

2. Провести изучение отклика кооперативной системы магнитных туннельных контактов на воздействие СВЧ излучения в комбинации с действием статического магнитного поля и постоянного тока. В качестве кооперативной системы туннельных контактов использовать гранулированный материал манганита, в котором такая система реализуется естественным образом.

Научная новизна.

1. Впервые проведено исследование магнитной туннельной структуры ферромагнитный метал/диэлектрик/ферромагнитный металл

(ЬЗМО/ЬБМьбО/МпЗ^Юг) в геометрии ток в плоскости. Показано, что

особенности транспортных свойств определяются эффектом переключения токовых каналов между слоями структуры. Эффект переключения управляется током смещения через структуру и магнитным полем. Установлено, что механизм влияния магнитного поля — зависимость сопротивления туннельных переходов под токовыми контактами от взаимной ориентации намагниченностей ферромагнитных электродов. Управляемое магнитным полем переключение токовых контактов определяет эффект положительного магнитосопротивления. Величина магнитосопротивления зависит от тока смещения. В отличии от стандартной ситуации, когда смещение подавляет туннельный магниторезистивный эффект, в данном случае смещение приводит к увеличению магнитосопротивления.

2. Впервые обнаружен и исследован фотоэлектрический эффект в магнитной туннельной структуре ЬБМО/ЬЗМ^аО/Мг^/БЮг. Эффект определяется генерацией электрон-дырочных пар при межзонном поглощении света в диэлектрическом слое туннельной структуры.

3. Впервые обнаружен эффект СВЧ детектирования, управляемый магнитным полем в поликристаллическом образце ЬаолСао.зМпОз, представляющим собой кооперативную систему магнитных туннельных контактов. Проведено исследование эффекта в зависимости от температуры, тока смещения, мощности СВЧ излучения.

4. Предложена модель, объясняющая магнитозависимый вклад в детектируемое напряжение и поведение этого вклада в зависимости от температуры, тока смещения и мощности СВЧ излучения. В основе модели взаимосвязь спин-поляризованного тока через магнитные туннельные контакты и спиновой динамикой, индуцированной в ферромагнитных гранулах, формирующих магнитные туннельные контакты в образце.

Практическая ценность. Результаты проведенных исследований позволяют получить дополнительную информацию о процессах, имеющих место в туннельных структурах при протекании спин-поляризованного тока, открыть новые возможности контроля спинового состояния носителей заряда и активного управления ими.

Это может найти применение в получении новых многофункциональных материалов и структур, перспективных для создания устройств микроэлектроники, работающих на новых принципах. Так, на материалах, представляемых в данной работе, уже получен патент РФ «магнитоуправляемый детектор СВЧ излучения».

Достоверность результатов. Достоверность полученных результатов обеспечивается обоснованностью используемых в работе экспериментальных методик и корреляцией результатов, полученных на различных образцах. Защищаемые положения.

1) Результаты исследования транспортных, магнитотранспортных и оптических свойств магнитной туннельной структуры LSM0/LSM].50/MnSi/Si02 в геометрии ток в плоскости. Выявление механизмов, ответственных за эффект переключения токовых каналов магнитным полем, током смещения и оптическим облучением.

2) Исследование эффекта СВЧ детектирования, управляемого магнитным полем в поликристаллическом образце Ьао.уСао.зМпОз в зависимости от температуры, тока смещения и мощности СВЧ излучения. Построение модели, объясняющей магнитозависимый вклад в детектируемое напряжение.

Апробация работы. Основные результаты диссертационой работы докладывались на: Евразийском симпозиуме по магнетизму «Magnetism on Nanoscale» (EASTMAG), 2007, Казань; на 8-м международном семинаре: "Radiation Damage Physics of Métal and Alloys", 2009 Снежинск; на 11-ом международном симпозиуме «Порядок, Беспорядок и Свойства Оксидов», 2008,

Ростов-на-Дону; на 13-ом международном симпозиуме «Нанофизика и наноэлектроника», Нижний Новгород, 2009; на Московском международном симпозиуме по магнетизму (М1БМ), 2008, Москва.

Структура диссертации. Работа состоит из введения, четырех глав, заключения и списка цитируемой литературы. Диссертация изложена на 101-ой странице машинописного текста, включая 31 рисунок. Библиографический список содержит 92 наименования.

Первая глава является обзорной. В ней приведены результаты экспериментальных и теоретических исследований спин-поляризованного электронного транспорта в магнитных туннельных переходах на основе манганитов. Рассматриваются как одиночные в планарном исполнении, так и кооперативные системы в гранулярном исполнении магнитных туннельных контактов. Кроме того, рассматриваются некоторые аспекты спиновой динамики, а именно детектирующие свойства магнитного туннельного перехода на основе манганитов.

Во второй главе приведены экспериментальные методы исследования туннельных структур. Также описаны методики приготовления двух типов туннельных магнитных систем.

Первая система - это слоистая структура типа ферромагнитный металл/диэлектрик/ферромагнитный металл для исследования спин-зависимых транспортных свойств в геометрии ток в плоскости структуры.

Вторая система - гранулированный ферромагнитный материал, представляющий собой кооперативный ансамбль магнитных туннельных контактов. Представлены основные принципиальные схемы для исследования проявлений спин-поляризованного транспорта в магнитных туннельных структурах. Поликристаллические образцы ЬСМО с гранулированной микроструктурой синтезировались в лаборатории Сильных магнитных полей ИФ СО РАН М.И. Петровым.

В третьей главе представлены результаты исследования эффекта управляемого переключения токовых контактов в магнитной структуре ферромагнитный металл/диэлектрик/ферромагнитный

Ь8МО(ЮО пт)/Ь8М1_80(5 пт)/Мп8^10 пт) с использованием геометрии ток параллельно плоскости структуры. Продемонстрировано хорошее согласие экспериментальных данных с предложенной теоретической моделью.

Четвертая глава посвящена исследованию магнитозависимого эффекта детектирования СВЧ излучения в гранулированном образце манганита ЬаолСао.зМпОз, представляющем собой кооперативную систему магнитных туннельных контактов. Была предложена модель, описывающая для магнитозависимого вклада в эффект детектирования СВЧ излучения.

Заключение диссертации по теме «Физика магнитных явлений», Цикалов, Виталий Сергеевич

Основные результаты

• Впервые обнаружен эффект СВЧ детектирования, управляемый магнитным полем в поликристаллическом образце ЬаолСао.зМпОз, представляющим собой кооперативную систему магнитных туннельных контактов. Проведено исследование эффекта в зависимости от температуры, тока смещения, мощности СВЧ излучения.

• Предложена модель, объясняющая магнитозависимый вклад в детектируемое напряжение и поведение этого вклада в зависимости от температуры, тока смещения и мощности СВЧ излучения. В основе модели взаимосвязь спин-поляризованного тока через магнитные туннельные контакты и спиновой динамикой, индуцированной в

98 ферромагнитных гранулах, формирующих магнитные туннельные контакты в образце.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Впервые проведено исследование транспортных свойств магнитной туннельной структуры Ь8М0/Ь8М1.80/Мп81/8Ю2 в геометрии «ток в плоскости». Показано, что особенности транспортных свойств туннельной структуры Ь8МО/Ь8М1.бО/Мп81/8Ю2 в планарной геометрии определяются эффектом переключения токовых каналов между слоями структуры.

2. Обнаружено, что эффект переключения управляется током смещения через структуру и магнитным полем. Установлено, что основными элементами, отвечающими за процесс перемагничивания, являются туннельные переходы под токовыми контактами, сопротивление которых зависит от смещения и взаимной ориентации намагниченностей ферромагнитных электродов. Последнее обуславливает магнитоуправляемый эффект, управляемый током смещения.

3. Обнаружен фотоэлектрический эффект. Установлено, что эффект определяется генерацией электрон-дырочных пар при межзонном поглощении света в диэлектрическом слое туннельной структуры.

4. Впервые обнаружен эффект СВЧ детектирования, управляемый магнитным полем в поликристаллическом образце, представляющим собой кооперативную систему магнитных туннельных контактов. Проведено исследование эффекта в зависимости от температуры, тока смещения, мощности СВЧ излучения.

5. Предложена модель, объясняющая магнитозависимый вклад в детектируемое напряжение и поведение этого вклада в зависимости от температуры, тока смещения и мощности СВЧ излучения. В основе модели - взаимосвязь спин-поляризованного тока через магнитные туннельные контакты и спиновой динамики, индуцированной в ферромагнитных гранулах, формирующих магнитные туннельные контакты в образце.

В заключении автор выражает глубокую благодарность научному руководителю д. ф.-м. н. Н. В. Волкову за постоянный интерес к работе и активное обсуждение результатов. Автор благодарен м. н. Е. В. Еремину за методические указания и полезные дискуссии.

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Цикалов, Виталий Сергеевич, 2011 год

Литература

1. Fert A.. The origin, development and future of spintronic // UFN.-2008.-V.178,

N.12.-P. 1336.

2. Грюнберг П. А. От спиновых волн к гигантскому магнетосопротивлению и

далее//УФН.-2008.-Т. 178. Вып.12.-С. 1349-1358.

3. Ralph D. С., Stiles М. D. Spin transfer torques // J. Magn. Magn. Mater. 2008.

V.320, issue 7, P. 1190-1216.

4. S. I. Kiselev, J. C. Sankey, I. N. Krivorotov, N. C. Emley, R. J. Schoelkopf, R.

A. Buhrmanl & D. C. Ralph. Microwave oscillations of a nanomagnet driven by a spin-polarized current // Nature. 2003. V.425, P. 380-383.

5. Suzuki Y, Kubota H J. Phys. Spin-Torque Diode Effect and Its Application Soc.

Jpn.2008. V.77, issue 3, P. 1002-1009.

6. Simmons J. G. Low-Voltage Current-Voltage Relationship of Tunnel Junctions

//J. Appl. Phys. 1963. V.34, P. 238.

7. Simmons J. G. Generalized Formula for the Electric Tunnel Effect between

Similar Electrodes Separated by a Thin Insulating Film // J. Appl. Phys. 1963. V.34, issue 6, P. 1793-1803.

8. Simmons J. G. Electric Tunnel Effect between Dissimilar Electrodes Separated

by a Thin Insulating Film // J. Appl. Phys. 1963. V.34, issue 9 P.2581

9. Bardeen J. Tunnelling from a Many-Particle Point of View // Phys. Rev. Letters.

1963. V.6, issue 2, P. 57-59.

10. Stratton R. J. Volt-current characteristics for tunneling through insulating films.// Phys. Chem. Solids. 1962. V.23, issue 9, P. 1177-1190.

11. Harrison W. H. Tunneling from an Independent-Particle Point of View // Phys. Rev. 1961. V.123, issue 1, P. 85-89.

12. Julliere M. Tunneling between ferromagnetic films // Phys. Lett A. 1975. V.54, issue, P.225-226.

13. Chatterji Tapan. Colossal Magnetoresistive Manganites // Kluwer Academic Publishers. ISBN 1402018444. 2004. 447 p.

14. N. Volkov, G. Petrakovskii, K. Patrin, K. Sablina, E. Eremin, V. Vasiliev, A. Vasiliev, and M. Molokeev. Intrinsic inhomogeneity in a (Ьа0.4Еио.б)о.7РЬо.зМпОз single crystal: Magnetization, transport, and electron magnetic resonance studies // Phys. Rev. B. 2006. V.73, issue 10, P.4401-4411.

15. Y. Yuzhelevski, V. Markovich, V. Dikovsky, E. Rozenberg, G. Gorodetsky, and G. Jung. Current-induced metastable resistive states with memory in low-doped manganites // Phys. Rev. B. 2001. V.64, issue 22, P. 4428-4431.

16. S. Mercone, A. Wah, Ch. Simon, and C. Martin. Nonlinear electrical response in a non-charge-ordered manganite: Рго.вСао.гМпОз // Phys. Rev. B. 2002. V.65, issue 21, P. 4428-4432.

17. B. Raquet, A. Anane, S. Wirth, P. Xiong, and S. von Molnar. Noise Probe of the Dynamic Phase Separation in Ьа2/зСа1/3МпОз //Phys. Rev. Lett. 2000. V.84, issue 19, P.4485-4488.

18. Y. G. Zhao , J. J. Li, R. Shreekala, H. D. Drew, C. L. Chen, W. L. Cao, С. H. Lee, M. Rajeswari, S. B. Ogale, R. Ramesh, G. Baskaran, and T. Venkatesan. Ultrafast Laser Induced Conductive and Resistive Transients inLaojCaojMnCb: Charge Transfer and Relaxation Dynamics // Phys. Rev. Lett. 1998. V.81, issue 6, P. 1310-1313.

19. Soo Hyun Park, Yoon-Hee Jeong, and Ki-Bong Lee. Specific heat and resistivity of a double-exchange ferromagnet La0.7Ca0.3MnO3 // Phys. Rev. B. 1997. V.56, issue l,P.67-70.

20. Нагаев Э.Л. Манганиты лантана и другие магнитные проводники с гигантским магнитосопротивлением // Успехи физических наук.-1996.-Т. 166, № 8.-С. 833—858.

21. Salamon М, Jaime М. The physics of manganites: Structure and transport // Rev. Mod. Phys.2001. V.73 issue 3, P. 583-586.

22. Dagotto E., Hotta T., Moreo A. Colossal Magnetoresistant Materials: Key Role of Phase Separation // Phys. Rep. 2001. V.344. P. 1-153.

23. Dagotto E. Nanoscale Phase Separation and Colossal Magnetoresistance // Springer. 2003. Vol.136, ISBN 978-3-540-43245-6. 2003. 456 p. 210 illus.

24. Pickett W E and Singh D. Electronic structure and half-metallic transport in the La1.xCaxMn03 system // Phys. Rev. B. 1996. V.53, issue 3, P. 1146-1160.

25. Moodera J S and Meservey R H Spin-polarized tunneling, in Magnetoelectronics (Ed. M Johnson) // Elsevier. 2004.

26. Worledge D C and Geballe T H. Maki analysis of spin-polarized tunneling in an oxide ferromagnet // Phys. Rev. B. 2000. V.62, issue 1, P. 447-451.

27. J.-H. Park, E. Vescovo, H.-J. Kim, C. Kwon, R. Ramesh & T. Venkatesan. Direct evidence for a half-metallic ferromagnet // Nature. 1998. V.392, P. 794796.

28 Yu Lu, X. W. Li, G. Q. Gong, and Gang Xiao. Large magnetotunneling effect at low magnetic fields in micrometer-scale epitaxial La0.67Sr0.33MnO3 tunnel junctions // Phys. Rev. B. 1996. V.54, issue 12, R8357-R8360.

29. X. W. Li, Yu Lu, G. Q. Gong, Gang Xiao, A. Gupta, P. Lecoeur, J. Z. Sun, Y. Y. Wang, and V. P. Dravid. Epitaxial La0.67Sr0.33MnO3 magnetic tunnel junctions // J. Appl. Phys. 1997. V.81, issue 8, P. 5509-5512.

30. M. Viret, M. Drouet, J. Nassar, J. P. Contour, C. Fermon and A. Fert. Low-field colossal magnetoresistance in manganite tunnel spin valves // Europhys. Lett. 1997. V.39, issue 5, P. 545-550.

31. J M De Teresa, A Barthélémy, J P Contour, A Fert. Manganite-based magnetic tunnel junctions: new ideas on spin-polarised tunneling. JMMM. 2000. V.211, issue 1-3, P. 160-166.

32. Moodera J S Taylor M E and Meservey R. Exchange-induced spin polarization of conduction electrons in paramagnetic metals // Phys. Rev. B.1989. V.40, issue 17, P. 980-982

33. Moon-Ho Jo, N. D. Mathur, N. K. Todd, and M. G. Blamire Very large magnetoresistance and coherent switching in half-metallic manganite tunnel junctions. Phys. Rev. B. 2000. V.61, issue 22, P. 14905-14908.

34. M. Bowen, M. Bibes, A. Barthélémy, J.-P. Contour, A. Anane, Y. Lemaître, and A. Fert. Nearly total spin polarization in La2/3Sri/3Mn03 from tunneling experiments // Appl. Phys. Lett. 2003. V.82, issue 2, P. 233-235.

35. Tsymbal E. Y., Mryasov O. N. and LeClair P. R. Spin-dependent tunnelling in magnetic tunnel junctions // J. Phys.: Condens. Matter. 2003. V.15, P. 109-142.

36. M. Bowen, A. Barthélémy, M. Bibes, E. Jacquet, J.-P. Contour, A. Fert, F. Ciccacci, L. Duo, and R. Bertacco Bowen M Spin-Polarized Tunneling Spectroscopy in Tunnel Junctions with Half-Metallic Electrodes // Phys. Rev. Lett. 2005. V.95, issue 13, P. 7203-7208.

37. K. Ghosh, S. B. Ogale, S. P. Pail, M. Robson, Eric Li, I. Jin, Zi-wen Dong, R. L. Greene, R. Ramesh, T. Venkatesan, and M. Johnson Ghosh K. Positive giant magnetoresistance in a Fe304/SrTi03/Lao.7Sro.3Mn03 heterostructure // Appl. Phys. Lett. 1998. V.73, issue 5, P. 689-694.

38. J. M. De Teresa, A. Barthélémy, A. Fert, J. P. Contour, R. Lyonnet, F. Montaigne, P. Seneor, and A. Vaurès Inverse Tunnel Magnetoresistance

in Co/SrTi03/Lao.7Sro.3Mn03: New Ideas on Spin-Polarized Tunneling // Phys. Rev. Lett. 1999. V.82, issue 21, P. 4288-4291.

39. C. Mitra, P. Raychaudhuri, K. Dôrr, K.-H. Miiller, L. Schultz, P. M. Oppeneer, and S. Wirth. Observation of Minority Spin Character of the New Electron Doped Manganite La0.7Ce0.3MnO3 from Tunneling Magnetoresistance // Phys. Rev. Lett. 2003. V.90, issue 1, P. 7202-7206.

40. Luis E. Hueso, José M. Pruneda, Valeria Ferrari, Gavin Burnell, José P. Valdés-Herrera, Benjamin D. Simons, Peter B. Littlewood, Emilio Artacho, Albert Fert & Neil D. Mathur. Transformation of spin information into large electrical signals using carbon nanotubes //Nature. 2007. V.445, P. 410.

105

41. G. Schmidt, D. Ferrand, and L. W. Molenkamp, A. T. Filip and B. J. van Wees. Fundamental obstacle for electrical spin injection from a ferromagnetic metal into a diffusive semiconductor // Phys. Rev. B. 2000. V.62, issue 8, P. 47904793.

42. Rashba E. I. Theory of electrical spin injection: Tunnel contacts as a solution of the conductivity mismatch problem. // Phys. Rev. B. 2000. V.62, issue 24, P. 16267- 16270.

43. Fert A., Jaffres H. Conditions for efficient spin injection from a ferromagnetic metal into a semiconductor // Phys. Rev. B. 2001. V.64, issue 18, P. 44204429.

44. Saroj P. Dash, Sandeep Sharma, Ram S. Patel, Michel P. de Jong & Ron Jansen. Electrical creation of spin polarization in silicon at room temperature // Nature. 2009. V.462, P. 491-494.

45 Naber W. J. M., Faez S. and van der Wiel W. G. Organic spintronics // J. Phys. D: Appl. Phys. 2007. V.40, P. 205.

46. Benz S. P. and Burroughs C. J. Coherent emission from two-dimensional Josephson junction arrays // Appl. Phys. Lett. 1991. V.58, issue 19, P. 21622164.

47. Sheng P, Abeles B and Arie Y Hopping Conductivity in Granular Metals // Phys. Rev. Lett. 1973. V.31, issue 1, P. 44-47.

48. Helman J. S. and Abeles B Phys. Tunneling of Spin-Polarized Electrons and Magnetoresistance in Granular Ni Films // Phys. Rev. Lett. 1976. V.37, issue 21, P. 1429-1432.

49. Dey P, Nath T K Effect of grain size modulation on the magneto- and electronic-transport properties of LaojCao^MnOsnanoparticles: The role of spin-polarized tunneling at the enhanced grain surface // Phys. Rev. 2006. V.73, issue 21, P. 4425-4428.

50. J.-M. Liul, J. Li, Q. Huang, L. P. You, S. J. Wang, С. K. Ong, Z. C. Wu, Z. G. Liu, and Y. W. Du. Partially crystallized La0.5Sr0.5MnO3 thin films by laser ablation and their enhanced low-field magnetoresistance // Appl. Phys. Lett. 2000. V.76 issue 16, P.2286-2288.

51. A. Gupta, G. Q. Gong, Gang Xiao, P. R. Duncombe, P. Lecoeur, P. Trouilloud, Y. Y. Wang, V. P. Dravid, J. Z. Sun Grain-boundary effects on the magnetoresistance properties ofperovskite manganite films // Phys. Rev. B. 1996. V.54, issue 22, P. 629-632.

52. H. Y. Hwang, S-W. Cheong, N. P. Ong, and B. Batlogg. Spin-Polarized Intergrain Tunneling in La2/3Sri/3Mn03// Phys. Rev. Lett. 1996. V.77, issue 10, P. 2041-2044.

53. Шайхутдинов К.А., Семенов C.B., Бадаев Д.А., Петров М.И., Волков Н.В., Гистерезис магнитосопротивления в гранулярном Lao.7Cao.3Mno.3O3 // ФТТ.-2009.-Т.51, Вып. 4.- С. 734-736.

54. D. Niebieskikwiat, R. D. Sánchez, D. G. Lamas, A. Caneiro, L. E. Hueso, J. Rivas. Tunneling barrier in nanoparticle junctions of La2/3(Ca,Sr)i/3Mn03: Nonlinear current-voltage characteristics // J. Appl. Phys. 2003. V.93, issue 10, P. 6305-6311.

55. S. Lee, H. Y. Hwang, Boris I. Shraiman, W. D. Ratcliff, II, S-W. Cheong. Intergrain Magnetoresistance via Second-Order Tunneling in Perovskite Manganites // Phys. Rev. Lett. 1999. V.82, issue 22, P. 4508.

56 К A Shaykhutdinov, S I Popkov, S V Semenov, D A Balaev, A A Dubrovskiy, К A Sablinal and N V Volkov. Low-temperature resistivity of polycrystalline (Ъа0.5Еи0.5)о.7РЬо.зМпОз in a magnetic fields // J. Phys: Conference Series. 2010. Y.200, Section 5, P. 2025. 57. Calderón M J, Brey L and Guinea F. Surface electronic structure and magnetic properties of doped manganites // Phys. Rev. B. 1999. V.60, issue 9, P. 66986704.

58. Salafranca J., Calderon M. J., Brey L. Magnetoresistance of an all-manganite spin valve: A thin antiferromagnetic insulator sandwiched between two ferromagnetic metallic electrodes // Phys. Rev. B. 2008. V.77, issue 1, P. 44414446.

59. S. Gupta, R. Ranjit, C. Mitra, P. Raychaudhuri, and R. Pinto. Enhanced room-temperature magnetoresistance in La0.7Sr0.3MnO3-glass composites // Appl. Phys. Lett. 2001. V.78, issue 3, P. 362-365.

60. Li. Balcells, A. E. Carrillo, B. Martinez, and J. Fontcuberta. Enhanced field sensitivity close to percolation in magnetoresistive La2/3Sri/3Mn03/Ce02 composites // Appl. Phys. Lett. 1999. V.74, issue 26, P. 4014-4017.

61. D. K. Petrov, L. Krusin-Elbaum, J. Z. Sun, C. Feild, and P. R. Duncombe. Enhanced magnetoresistance in sintered granular manganite/insulator systems // Appl. Phys. Lett. 1999. V.75, issue 7, P 995-998.

62. Y. Li, E. O. McKenna, W. Parkes, A. R. Pitt, and A. J. Walton. The application of fixed hydrophobic patterns for confinement of aqueous solutions in proteomic microarrays // J. Appl. Phys. 2006. V.99, issue 7, P. 3703-3706.

63. Z C Xia, S L Yuan, G H Zhang, L J Zhang, J Tang, W Feng, J Liu, G Peng, L Liu, Z Y Li, Q H Zheng, L Cheng, C Q Tang, S Liu and C S Xiong. J. Effect of low Fe304 doping in Lao^Cao^MnOs // Phys. D: Appl. Phys. 2003. V.36, P. 217-222.

64. T. Y. Chen, S. X. Huang, C. L. Chien, and M. D. Stiles. Enhanced Magnetoresistance Induced by Spin Transfer Torque in Granular Films with a Magnetic Field // Pys. Rev. Lett. 2006. V.96, issue 20, P.7203-7207.

65. Faris S. M., Gustafson T. K. Harmonic mixing characteristics of metal-barrier-metal junctions as predicted by electron tunneling // Appl. Phys. Lett. 1974. V.25, issue 10, P 544-548.

66. Faris S. M., Fan B. and Gustafson T. K. Electronic tunneling currents at optical frequencies //Appl. Phys. Lett. 1975.V.27, issue 11, P. 629-632.

67. N. M. Miskovsky, S. J. Shepherd, P. H. Cutler, Т. E. Sullivan, and A. A. Lucas. The importance of geometry, field, and temperature in tunneling and rectification behavior of point contact junctions of identical metals // Appl. Phys. Lett. 1979. V.35, issue 7, P. 560-563.

68. R. W. van der Heijden, A. G. M. Jansen, J. H. M. Stoelinga, H. M. Swartjes, and P. Wyder. A new mechanism for high-frequency rectification at low temperatures in point contacts between identical metals // Appl. Phys. Lett. 1980. V.37, issue 2, P. 245-249.

69. Hartman Т. E. Tunneling of a Wave Packet //J. Appl. Phys. 1962. V.33, issue 12, P. 3427-3434.

70. A. A. Tulapurkar, Y. Suzuki, A. Fukushima, H. Kubota, H. Maehara, K. Tsunekawa, D. D. Djayaprawira, N. Watanabe & S. Yuasa. Spin-torque diode effect in magnetic tunnel junctions // Nature.2005. V.438, P. 339-342.

71.X. Fan, R. Cao, T. Moriyamal, W. Wang, H. W. Zhang, and John Q. Xiao. Magnetic tunnel junction based microwave detector // Appl. Phys. Lett. 2009. V.95, issue 12, P.2501-2504.

72. D. Gilles, W.R. Schroter and W. Bergholz. Impact of the electronic structure on the solubility and diffusion of 3d transition elements in silicon // Phys. Rev. B. 1990. V.41, issue 9, P. 5770-5782.

73. G. Ctistis, U. Deffke, K. Schwinge, J. J. Paggel, P. Fumagalli. Growth of thin Mn films on Si(l 1 l)-7x7 and Si(l 1 l)-V@x^:Bi // Phys. Rev. B. 2005. V.71, issue 3, P. 5431-5439.

74. Y. Ishikawa, G. Shirane and J.A. Tarvin, M. Kohgi. Magnetic excitations in the weak itinerant ferromagnet MnSi // Phys. Rev. B. 1977, V.16, issue 11, P. 4956-4970.

75. Ферт А. Происхождение, развитие и перспективы спинтроники // УФН.-2008.-Т. 178, №12.-С. 1336-1348.

76. J Dai, L Spinu, K-Y Wang, L Malkinski and J Tang. Channel switching and magnetoresistance of a metal-Si02-Si structure // J Phys. D: Appl. Phys. 2000. V.33, issue 11, L65.

77. S. Witanachchi, H. Abou Mourad, H. Srikanth, and P. Mukherjee. Anomalous conductivity and positive magnetoresistance in FeSi-Si02-Si structures in the vicinity of a resistive transition //Appl. Phys. Lett. 2007. V.90, issue 5, P. 2102-2105.

78. N.V. Volkov, E.V. Eremin, V.S. Tsikalov, G.S. Patrin, P.D. Kim, Yu Seong-Cho, Dong-Hyun Kim, and Nguyen Chau. Current-driven channel switching and colossal positive magnetoresistance in the manganite-based structure // J. Phys. D: Appl. Phys. 2009. V.42, issue 6 P. 5005-5011.

79. Волков H.B, Еремин E.B., Цикалов B.C., Патрин Г.С, Ким П.Д, Seong-Cho Yu, Dong-Hyun Kim, Nguyen Chau. Эффекты переключения токовых каналов и новый механизм магнитосопротивления в туннельной структуре // ПЖТФ.-2009.-Т.35, Вып. 21.- С.33-41.

80. Волков Н.В., Еремин Е.В., Цикалов B.C., Патрин Г.С, Ким П.Д, Seong-Cho Yu, Dong-Hyun Kim, Nguyen Chau. Эффекты переключения токовых каналов в магнитной туннельной структуре. Труды XIII Международного симпозиума «Нанофизика и наноэлектроника», 16-20 марта 2009г., Нижний Новгород, том. 2, стр.478-479.

81. J.G. Simmons. Generalized Formula for the Electric Tunnel Effect between Similar Electrodes Separated by a Thin Insulating Film // J. Appl. Phys. 1963. V.34, issue 6, P. 1793-1804.

82. J. Klein, C. Höfener, S. Uhlenbruck, L. Alff, B. Büchner and R. Gross. On the nature of grain boundaries in the colossal magnetoresistance manganites // Europhys. Lett. 1999. V.47, issue 3, P. 371.

83. Furukawa N J. Anomalous Shift of Chemical Potential in the Double-Exchange Systems //Phys. Soc. Jpn.1997. V.66 P. 2523-2524.

84. Mahbube Hortamani, Hua Wu, Peter Kratzer, Matthias Scheffleno. Epitaxy of Mn on Si(OOl): Adsorption, surface diffusion, and magnetic properties studied by density-functional theory // Phys. Rev. B. 2006. V.74, issue 20, P. 53055315.

85. Волков H. В., Еремин E. В., Патрин Г.С., Ким П. Д. Туннельный магниторезистивный элемент (RU). Патент РФ № 2392697.-БИ №17, опубликовано 20.06.2010)

86. Dagotto Е, Hotta Т and Moreo A. Colossal magnetoresistant materials: the key role of phase separation // Phys. Rep.2001. V.344, P. 1-153.

87. N.V. Volkov, E.V. Eremin, K.A. Shaykhutdinov, V.S. Tsikalov, M.I. Petrov, D.A. Balaev, S.V. Semenov. The magnetic-field-driven effect of microwave detection in a manganite granular system // J. Phys. D: Appl. Phys. 2008. V.41, issue 1, P. 5004-5012.

88. Волков H.B., Еремин E.B., Шайхутдинов K.A., Цикалов B.C., Петров М.И., Бадаев Д.А., Семенов С.В. Магнитозависимый эффект СВЧ детектирования в поликристаллических манганитах // Proceedings Of The International Meeting. 11-й международный симпозиум «Порядок, Беспорядок и Свойства Оксидов», Ростов-на-Дону, 16-21 сентября 2008, -Т.1. - С.142.

89. S.P. Kwok, G.I. Haddad, and G. Lobov. Metal-Oxide-Metal (M-O-M) Detector. J. Appl. Phys. 1971. V.42, issue 2, P. 554-564.

90. N.M. Miskovsky, S.J. Shepherd, P.H. Gutler, Т.Е. Sullivan, A.A. Lucas. The importance of geometry, field, and temperature in tunneling and rectification behavior of point contact junctions of identical metals // Appl. Phys. Lett. 1979. V.35, issue 7, P.560-563.

91. R.W. van der Heijden, A.G.M. Jansen, J.H.M. Stoelinga, Y.M. Swartjes, and P. Wyder. A new mechanism for high-frequency rectification at low temperatures

in point contacts between identical metals // Appl. Phys. Lett. 1980. V.37, issue 2, P. 245-249.

92. Волков H.B., Еремин E.B., Цикалов B.C., Шайхутдинов K.A. Магнитоуправляемый детектор СВЧ излучения. Патент РФ № 2347296 - БИ №05, опубликовано 20.02.2009.