Новое магнитное состояние на интерфейсе в многослойных пленках системы Co-Ge

Получен в рамках базового проекта II.9.1.1 «Технология, физические свойства и прикладные аспекты новых магнитных и сверхпроводящих материалов, магнитных и гибридных наноструктур».

В многослойных пленках системы Co-Ge обнаружено новое магнитное состояние, формирующееся на границе раздела кобальт-германий, и представляющее собой сплав исходных элементов. При малых толщинах магнитного слоя этот промежуточный слой определяет особенности магнитного поведения (ширина гистерезиса, поле обменного смещения
и пр.). Методом ЯМР обнаружен дополнительный сигнал, который связывается с образованием на интерфейсе сплава Co₁₁Ge₁. Установлено, что наряду с кубической гранецентрированной фазой (fcc) кобальта, поведение намагниченности которой описывается функцией Бриллюэна, новая фаза хорошо описывается квадратичной зависимостью от температуры, что характерно для модели Стонера для слабоферромагнитных систем кол-
лективизированных электронов. Такое поведение кобальта не наблюдается, а это значит что, обнаружено новое состояние, которое существует в пленочном состоянии на наноразмерных масштабах.

Рис. 1. Температурные зависимости сопротивления пленки с tCo = 10 nm. Режим – ZFC. a – ток в прямом направлении, b – ток в обратном направлении. ZFC – без поля,
FH – в поле H = 1600 Oe. Ток измерения Idc = 3 mA.

Наличие новой фазы ведет к необычному поведению транспортных свойств. Были проведены исследования электрических свойств двухслойных пленок 4х – зондовым методом (см. рис.). Установлено, что при повышении температуры электросопротивление (R) сначала слабо уменьшается, а при Т_К ≥ 80 K показывает металлический характер. Поведение R имеет вид подобный тому, что наблюдается на переходах металл-полупроводник с барьером типа Шотки. В области T_K на температурной зависимости электросопротивления наблюдается особенность.

Г. С. Патрин, В. К. Мальцев, И. Н. Краюхин, И. А. Турпанов. ЯМР-исследования магнитного состояния кобальта на границе раздела в пленках (Сo/Ge)n. // ЖЭТФ.-2013.-Т.114.-В.6(12).- С.1246-1250.
С. Патрин, И. А. Турпанов, К. Г. Патрин, Е. А. Алексейчик, В. И. Юшков, А. В. Кобяков. Магнитные и электрические свойства двухслойных пленок Ge/Co. // Известия РАН. Серия физическая.- 2014.-Т.78.-№ 1.- С.44-46.

Руководитель – д.ф.-м.н. Волков Н. В.
Лаборатория радиоспектроскопии и спиновой электроники