Электромагнитные свойства многослойных магнитных наноструктур в миллиметровом диапазоне длин волн

Кузнецов, Евгений Александрович

Электромагнитные свойства многослойных магнитных наноструктур в миллиметровом диапазоне длин волн тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.11 ВАК РФ

Кузнецов, Евгений Александрович АВТОР

кандидата физико-математических наук УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ

Екатеринбург, Нижний Тагил МЕСТО ЗАЩИТЫ

2011 ГОД ЗАЩИТЫ

01.04.11 КОД ВАК РФ

Диссертация по физике на тему «Электромагнитные свойства многослойных магнитных наноструктур в миллиметровом диапазоне длин волн»

Автореферат диссертации на тему "Электромагнитные свойства многослойных магнитных наноструктур в миллиметровом диапазоне длин волн"

'7 Г ¿Л?

На правах рукописи

КУЗНЕЦОВ Евгений Александрович

ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА МНОГОСЛОЙНЫХ МАГНИТНЫХ НАНОСТРУКТУР В МИЛЛИМЕТРОВОМ ДИАПАЗОНЕ ДЛИН ВОЛН

01.04.11 - физика магнитных явлений

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Екатеринбург, Нижний Тагил - 2011

4842913

Работа выполнена в Ордена Трудового Красного Знамени Институте физики металлов УрО РАН и Нижнетагильской государственной социально-педагогической академии

Научный руководитель:

доктор физико-математических наук Ринкевич Анатолий Брониславович

Официальные оппоненты:

доктор физико-математических наук Бебенин Николай Георгиевич, доктор физико-математических наук, Овчинников Владимир Владимирович

Ведущая организация:

Уральский государственный университет им. А.М. Горького, г. Екатеринбург

Защита состоится 25 февраля 2011г. в 14:30 на заседании диссертационного совета Д 004.003.01 при Институте физики металлов УрО РАН по адресу: 620990, Екатеринбург, ГСП-170, ул. С. Ковалевской, 18.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института физики металлов УрО РАН.

Автореферат разослан декабря_2010 года.

Ученый секретарь диссертационного совета,

доктор

физико-математических наук

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Наноструктуры - это многослойные пленки с толщиной слоя от единиц до сотен ангстрем. Наногетероструктуры -искусственно созданные системы слоев двух (или более) компонентов. Основополагающими здесь являются работы лауреата Нобелевской премии 2000 г. Ж.И. Алферова. Сверхрешетки - частный случай наногетероструктур, образованных периодическим чередованием слоев двух (или более) компонентов. Особый интерес для современной физики магнитных явлений представляют магнитные наногетероструктуры, состоящие из слоев ферромагнитного и неферромагнитного металлов.

Физические свойства наногетероструктур отличаются от свойств однородных тонких пленок, из которых изготовлены отдельные слои. Удельное сопротивление тонких ферромагнитных пленок зависит от их толщины и может быть существенно выше, чем у массивного металла, из-за влияния отражения электронов от поверхности раздела металл - воздух или подложка, то есть размерных эффектов. В тонких магнитных пленках спины поверхностных электронов находятся в состоянии с более низкой симметрией, чем внутренние [1].

Отличия физических свойств металлических магнитных сверхрешеток от однородных тонких пленок определяются наличием искусственно созданного одномерного периодического потенциала с периодом большим, но сравнимым с постоянной решетки кристалла, связи между соседними слоями ферромагнетика за счет обменного или магнито-дипольного взаимодействия и особой ролью рассеяния электронов на границах ферромагнитного и неферромагнитного металлов (интерфейсах). Главным является гораздо большая величина магниторезистивного эффекта. Открытие гигантского магниторезистивного эффекта (ГМРЭ) группами А. Ферта (Париж, Франция) и П.Грюнберга (Юлих, Германия) в 1988 г. [2, 3] стало первым шагом в развитии спинтроники - новой области исследований и технологий. В 2007 г. А. Ферт и П. Грюнберг получили Нобелевскую премию по физике за открытие ГМРЭ.

Несмотря на обилие экспериментального материала, к моменту начала данной работы в подавляющем большинстве случаев ГМРЭ исследовался на постоянном токе в геометрии "ток протекает в плоскости слоев" ("current in plane", CIP). На сверхвысоких частотах, особенно в миллиметровом диапазоне длин волн, были выполнены

лишь единичные работы. Практически все известные на тот период бесконтактные электродинамические методы измерений не позволяли провести прямые количественные исследования микроволнового ГМРЭ [4]. Волноводный метод дал возможность уверенно доказать существование и впрямую определить величину микроволнового ГМРЭ в сантиметровом диапазоне длин волн [5]. Однако почти во всех известных работах измерения выполнялись либо на единичных образцах (и в основном на системе Fe/Cr), либо на отдельных частотах. Таким образом, имелись только отрывочные сведения о том, что ГМРЭ может проявляться на сверхвысоких частотах. Геометрия "ток перпендикулярен плоскости слоев" ("current perpendicular to plane", CPP) была реализована в квазистатической области частот в коаксиальном резонаторе. Ферромагнитный резонанс (ФМР) был использован как метод изучения межслоевого обменного взаимодействия в металлических магнитных сверхрешетках [6].

Таким образом, актуальным являлось систематическое исследование взаимодействия электромагнитных волн (особенно в миллиметровом диапазоне) с такими искусственно созданными системами, как наноструктуры Fe/Cr, Fe/V, FeNi/V и Co/Ag методами прохождения и отражения для идентификации физической природы микроволнового магниторезистивного эффекта и резонансных особенностей. Также необходимо было исследовать взаимосвязь динамических и транспортных свойств многослойных магнитных металлических наноструктур. Решение этих проблем имеет большое значение для создания высокочастотных элементов твердотельной наноэлектроники на основе наногетероструктур и сверхрешеток.

Работа выполнена в Институте физики металлов УрО РАН и на кафедре физико-математического образования Нижнетагильской государственной социально-педагогической академии по: плановой теме ИФМ УрО РАН "Наноструктурированные проводящие материалы: синтез, исследование атомной и кристаллической структуры компонент и интерфейсов, изучение физической природы электронных и магнитных свойств" (Шифр "Наногетероструктура" № г.р. 01.200103141); программе фундаментальных научных исследований Президиума РАН "Квантовая макрофизика"; программе ОФН РАН "Спин-зависимые эффекты в твердых телах и спинтроника", проекту "Спин-зависимый транспорт в металлических, полупроводниковых и молекулярных магнетиках"; гранту №00-15-

96745 по поддержке научных школ "Электронная кинетика и спиновая динамика в металлических слоистых наноструктурах, магнитных металлооксидах и низкоразмерных проводниках"; госконтракту №02.445.11.7374 от 09.06.2006 г. "Развитие системы ведущих научных школ как среды генерации знаний и подготовки научно-педагогических кадров высшей квалификации" "Спиновая динамика и транспорт в магнитных металлических наногетероструктурах".

Цель работы заключалась в исследовании явлений, определяемых взаимодействием электромагнитного излучения в широком диапазоне частот с многослойными магнитными наноструктурами и выявлении их взаимосвязи с электрическими и магнитными явлениями, обуславливающими свойства этих струюур на постоянном токе, в получении информации об особенностях обменного взаимодействия ферромагнитных слоев в микроволновом диапазоне.

Задачи работы:

1. Теоретическое и экспериментальное исследование в геометрии "ток протекает в плоскости слоев" ("current in plane", CIP) взаимодействия (прохождения и отражения) электромагнитных волн в широком диапазоне частот и постоянных магнитных полей с многослойными магнитными наноструктурами, размещенными в поперечном сечении прямоугольного волновода.

2. Получение экспериментальных спектров магнитного резонанса и сравнение их с расчетными, найденными из кривых намагничивания. Оценка констант обменного взаимодействия в модели биквадратичного обмена, параметра затухания Гильберта.

3. Теоретическое и экспериментальное исследование в геометрии "ток перпендикулярен плоскости слоев" ("current perpendicular to plane", CPP) взаимодействия (прохождения и отражения) электромагнитных волн в режиме бегущих волн с наноструктурой конечных размеров, расположенной вдоль оси прямоугольного волновода параллельно его широкой стенке.

4. Развитие методик измерения коэффициентов прохождения и отражения от магнитных наноструктур для миллиметрового диапазона длин волн.

5. Исследование взаимодействия электромагнитных волн с периодическими системами, содержащими магнитные многослойные наноструктуры, в режиме бегущих волн.

Научная новизна результатов, выносимых на защиту:

1. Установлено, что в миллиметровом диапазоне длин волн изменения коэффициентов прохождения через сверхрешетки и отражения от них определяются одновременным действием двух физических явлений: высокочастотного гигантского магниторезистивного эффекта и магнитного резонанса.

2. Обнаружено, что в миллиметровом диапазоне длин волн гигантский магниторезистивный эффект приводит к монотонному уменьшению модуля коэффициента прохождения и увеличению модуля коэффициента отражения. Зависимости коэффициента прохождения от напряженности магнитного поля вне условий магнитного резонанса подобны зависимостям магнитосопротивления на постоянном токе. Теоретически показано, что в миллиметровом диапазоне длин волн существует взаимнооднозначное соответствие между ГМРЭ, измеренным на постоянном токе и на сверхвысоких частотах вне условий магнитного резонанса. Частотная дисперсия ГМРЭ слаба во всем исследованном диапазоне частот.

3. Установлено, что минимумы на полевых зависимостях коэффициентов прохождения и отражения, обнаруженные на частотах выше 30 ГГц при использовании методики проникновения электромагнитных волн, обусловлены магнитным резонансом. В кластерно-слоисшх наноструктурах резонансные изменения микроволнового коэффициента прохождения отсутствуют. Сопоставление кривых намагничивания и спектров магнитного резонанса позволило оценить константы билинейного ^ и биквадратичного обменного взаимодействия сверхрешеток со сплошными слоями в модели биквадратичного обмена, что важно для расчета магнитной структуры при наложении магнитного поля. Полученные оценки приводят к хорошему согласию расчетных спектров однородной моды магнитного резонанса с экспериментальными. Выполнены оценки параметра затухания Гильберта.

4. Теоретически изучено взаимодействие электромагнитных волн с гиротропной пластиной из многослойной магнитной наноструктуры, расположенной параллельно широкой стенке прямоугольного волновода вдоль его оси. Установлена структура электромагнитных полей для случая толщин металла наноструктуры, существенно меньших глубины скин-слоя. Показано, что реализуется геометрия СРР. Получены формулы для комплексных добавок к продольному волновому числу при отсутствии магнитного поля и во внешнем

постоянном магнитном поле, и комплексных коэффициентов прохождения и отражения.

5. Исследовано распространение электромагнитных волн миллиметрового и сантиметрового диапазонов через отрезок волновода с наноструктурой конечных размеров, расположенной параллельно его широкой стенке, на наборе образцов сверхрешеток (Fe/Cr)n. Установлено, что частотные зависимости коэффициентов отражения и прохождения являются функциями осцилляционного типа в соответствии с результатами расчета. Показано, что зависимость между магнитосопротивлением на постоянном токе и изменением модуля коэффициента прохождения микроволн в магнитном поле является прямо пропорциональной.

6. Развитые для миллиметрового диапазона волн волноводные методики измерения коэффициентов прохождения и отражения в режимах проникновения и бегущих волн дали возможность впрямую получать информацию о микроволновом ГМРЭ и магнитном резонансе. Измерения, проведенные по этим методикам на большом наборе частот из выбранного диапазона в геометриях CIP и СРР и большом числе образцов наноструктур разного типа, позволили доказать влияние исходного магнитного упорядочения и характера межслойного обменного взаимодействия на тип и величину возникающих микроволновых эффектов и дали возможность обнаружить микроволновой ГМРЭ в наноструктурах разного состава, обладающих спин-зависимым рассеянием.

7. Обнаружено, что в миллиметровом диапазоне длин волн у периодической системы типа "гребенка в волноводе" с пластинами гребенки, выполненными из образцов сверхрешетки Fe/Cr, под действием внешнего магнитного поля модуль коэффициента прохождения электромагнитных волн увеличивается до 50%.

Научная и практическая значимость заключается в том, что: 1. Результаты, полученные в диссертации, дополняют и развивают существующие представления о физической природе эффектов, определяемых взаимодействием электромагнитного излучения с искусственно созданными многослойными металлическими магнитными наноструктурами в широком диапазоне частот, а также о взаимосвязи динамических и транспортных свойств этих наноструктур.

2. Закономерности взаимодействия электромагнитных волн со сверхрешетками в широком диапазоне частот, полученные в работе, позволяют наметить пути целенаправленного создания новых магнитных наноматериалов и быстродействующих, управляемых магнитным полем наноустройств сверхвысокочастотной техники на основе таких материалов. В частности, изменения модулей коэффициентов прохождения и отражения при взаимодействии электромагнитных волн с многослойной магнитной наноструктурой в режиме бегущих волн и с периодической структурой типа "гребенка в волноводе", превышающие 30%, указывают на возможность применения эффекта микроволнового ГМРЭ в управляемых устройствах сверхвысокочастотной техники. Исследования на миллиметровых волнах важны в связи с необходимостью предусмотреть возможное наложение магнитного резонанса и магниторезистивного эффекта, которое может стать серьезной проблемой в работе магнитных устройств хранения и считывания информации при дальнейшем увеличении их тактовой частоты.

3. Методики измерения коэффициентов прохождения и отражения от многослойных магнитных наноструктур в режимах проникновения и бегущих волн, развитые для миллиметрового диапазона волн, позволяют изучать различные механизмы высокочастотного отклика на падающее электромагнитное излучение, впрямую получая информацию о микроволновом ГМРЭ и магнитном резонансе из результатов измерений на большом наборе частот из широкого диапазона в геометриях С1Р и СРР и большом числе образцов.

Основные положения и результаты, выносимые на защиту:

1. Установлено, что в миллиметровом диапазоне длин волн нерезонансные изменения коэффициентов прохождения электромагнитных волн через многослойные магнитные наноструктуры и отражения от них обусловлены высокочастотным ГМРЭ и определяются джоулевыми потерями микроволновых вихревых токов в наноструктуре.

2. Доказано путем сравнения спектров минимумов коэффициентов прохождения в режиме проникновения, восстановленных из экспериментальных данных, со спектрами однородной моды магнитного резонанса, полученных из кривых намагничивания, что возникновение этих минимумов обусловлено явлением магнитного резонанса при совместном действии двух магнитных полей -постоянного и высокочастотного поля волны. Сделаны оценки

констант обменного взаимодействия в модели биквадратичного обмена и параметра затухания Гильберта.

3. В миллиметровом диапазоне длин волн на прохождение и отражение электромагнитных волн от многослойных магнитных наноструктур одновременно влияют явления микроволнового ГМРЭ и магнитного резонанса. Вне условий магнитного резонанса независимо от вида начального магнитного упорядочения выполгается взаимнооднозначное соответствие между зависимостями относительного изменения коэффициента прохождения от напряженности магнитного поля и магнитосопротивления на постоянном токе.

4. Результаты теоретического исследования взаимодействия (прохождения и отражения) электромагнитных волн в режиме бегущих волн (геометрия СРР) с тонкой гиротропной металлической пластиной конечных размеров - многослойной магнитной наноструктурой, расположенной вдоль оси прямоугольного волновода параллельно его широкой стенке: структура электромагнитных полей; выражения для продольного волнового числа основной моды Ню и его изменений в постоянном магнитном поле, полученные методами теории возмущений для случаев нормального и касательного намагничивания наноструктуры.

5. Результаты изучения распространения волн миллиметрового и сантиметрового диапазонов через отрезок волновода с многослойной магнитной наноструктурой конечных размеров, расположенной параллельно его широкой стенке. Между полевыми зависимостями изменения модуля коэффициента прохождения и магнитосопротивлением на постоянном токе наблюдается прямо пропорциональная зависимость. Частотные зависимости коэффициентов отражения и прохождения являются функциями осцилляционного типа в соответствии с результатами расчета.

6. Применение периодических систем типа "гребенка в волноводе" резко увеличивает эффективность взаимодействия электромагнитных волн с многослойными магнитными наноструктурами, из которых выполнены пластины гребенки.

Достоверность полученных в диссертации результатов обеспечивается большим количеством хорошо аттестованных образцов; обоснованной методикой выполнения измерений на аттестованных экспериментальных установках; неоднократным повторением измерений; сопоставлением полученных данных с известными из литературных источников, с теоретическими моделями исследуемых явлений.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались на XVIII, XIX и XX Международных школах-семинарах "Новые магнитные материалы микроэлектроники" (НМММ) (Москва, 2002, 2004, 2006 гг.); XXI Международной конференции "Новое в магнетизме и магнитных материалах" (HMMM-XXI) (Москва, 2009 г.); Международном Евро-Азиатском симпозиуме "Trends in magnetism" (EASTMAG-2004) (Красноярск, 2004 г.); 15-ой международной конференции "Soft Magnetic Materials" (Испания, г. Бильбао, 2001 г.); 35th and 36th European Microwave Conference (EuMC) (Франция, г. Париж,

2005 г.; Великобритания, г. Манчестер, 2006 г.); 4-ом, 5-ом и 6-ом Международных симпозиумах "Physics and Engineering of Microwaves, Millimeter and Submillimeter Waves" (MSMW) (Украина, г. Харьков, 2001, 2004, 2007 гг.); 15-м Международном симпозиуме "Тонкие пленки в оптике и электронике" Харьковской научной ассамблее (ISTFE-15) (Украина, г. Харьков, 2003 г.); XVI Международном симпозиуме "Тонкие пленки в электронике" (Москва, 2004 г.); XII Международной научно-технической конференции "Материалы и устройства функциональной электроники и микрофотоники" (Москва, 2006 г.); IX и X Международных семинарах "Нанотехнология и физика функциональных нанокристаллических материалов" (ДСМСМС) (Екатеринбург-Кьшггым, 2002 г.; Екатеринбург-Новоуральск, 2005 г.); VI Bilateral Russian-German Symposium "Physics and Chemistry of advanced materials. Advanced materials with collective electronic phenomena" (Новосибирск, 2002 г.); XI International summer school "Nicolás Cabrera. Frontiers in Science and Technology: Magnetic Nanostructueres" (Испания, г. Мадрид, 2004 г.); 378th WE-Heraeus-Seminar "Spin Torque in Magnetic Nanostructures" (Германия, г. Бад-Хоннеф,

2006 г.).

Публикации. Основное содержание диссертации изложено в 34 научных работах, в том числе в 10 статьях в российских и зарубежных научных журналах, включенных в перечень ВАК, 16 статьях в сборниках трудов и 8 тезисах докладов международных конференций.

Личный вклад автора. Автор совместно с научным руководителем участвовал в постановке задач исследования и их реализации. Лично развил методики измерений в режимах проникновения и бегущих волн для диапазона миллиметровых волн. Создал три оригинальные экспериментальные установки для проведения измерений амплитудно-частотных характеристик образцов, полевых и частотных зависимостей коэффициентов

прохождения и отражения в диапазонах частот от 26 до 38 ГГц, от 12 до 17 ГГц и от 17 до 26 ГГц, провел аттестацию установок. На всех стадиях работы соискатель активно участвовал в проведении экспериментов, обработке, анализе полученных результатов и оформлении публикаций.

Образцы сверхрешеток Fe/Cr были получены сотрудниками лаборатории электрических явлений ИФМ УрО РАН к.ф.-м.н. Ромашевым Л.Н. и к.ф.-м.н. Миляевым М.А. Остальные системы изготовлены в университете г. Уппсала (Швеция) и в Аристотелевском университете г. Салоники (Греция). Аттестация образцов сверхрешеток и измерение их магнитных и магниторезистивных характеристик выполнены JI.H. Ромашевым и М.А. Миляевым.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка использованных источников, включающего 187 наименований. Содержание диссертации изложено на 153 страницах, включая 4 таблицы и 62 рисунка.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы исследований, сформулированы цель и задачи работы, указаны основные положения, составляющие научную новизну и практическую значимость полученных результатов, дано краткое содержание по главам.

Первая глава является обзорной и содержит основные опубликованные теоретические и экспериментальные сведения о транспортных и электромагнитных свойствах многослойных магнитных наноструктур, выводы и постановку задачи исследования.

Вторая глава посвящена методике проведения эксперимента. Описаны технология изготовления образцов сверхрешеток Fe/Cr, Fe/V, FeNi/V и Co/Ag, выбранных в качестве объектов исследования, и методы определения основных параметров их качества; малоугловая дифракция рентгеновских лучей, туннельная микроскопия, просвечивающая электронная микроскопия. Приведены результаты магнитных измерений образцов - кривые намагничивания и магниторезистивные характеристики на постоянном токе. Обосновано развитие для миллиметрового диапазона волноводной методики измерения модулей коэффициентов прохождения и отражения в режиме проникновения электромагнитных волн (рис. 1).

я II el0

Волново

Рис. 1. Схема измерительной ячейки в сантиметровом и миллиметровом диапазонах длин волн в режиме проникновения.

Предложена методика измерения модулей коэффициентов прохождения и отражения в режиме бегущих волн, когда образец расположен параллельно широкой стороне волновода вдоль его оси и может реализовываться геометрия СРР. Описана конструкция периодической структуры "гребенка в волноводе", разработанная для увеличения эффективности взаимодействия электромагнитных волн с металлической наноструктурой.

В третьей главе описаны результаты экспериментального и теоретического исследования проникновения электромагнитного поля через многослойные и кластерно - слоистые наноструктуры Fe/Cr с примерно одинаковой суммарной толщиной металла d\, где был получен ряд принципиально новых результатов. Установлено, что характер относительного изменения модуля коэффициента прохождения dm под действием внешнего магнитного поля сильно отличается в разных частотных диапазонах. Существенных изменений dm не наблюдалось вплоть до частот порядка 500 МГц. Начиная с сантиметровых волн изменения этой величины по характеру близки к изменению магнитосопротивления, dm ~ г. Переход в миллиметровый диапазон длин волн позволяет наблюдать одновременное влияние на коэффициент прохождения двух физических явлений: микроволнового

ГМРЭ и магнитного резонанса. Результаты измерений на образце [Сг(19А)/Ре(23А)]]2/Сг(80АуМ§0 с магнитным упорядочением, близким к параллельному, и малым значением поля насыщения где условия возникновения магнитного резонанса выполняются при магнитном насыщении образца, показаны на рис. 2.

-2

^ -4 -6 -8

О 2 4 6 8 10 12 14 Напряженность магнитного поля Я, кЭ

Рис. 2. Полевые зависимости относительного изменения модуля коэффициента прохождения образца [Сг(19А)/Ре(23А)]12/Сг(80А)/ /МёР.

Величина нерезонансного вклада примерно одинакова для случаев Н\\ плоскости Л10 и Н1. плоскости Лю. Резонансный вклад наблюдался только в случае Н_]_ плоскости к\0 на частотах выше 30 ГГц, причем поле минимума коэффициента прохождения увеличивалось с ростом частоты. В упорядоченном антипараллельно образце [Сг(13А)/Ре(24А)]8/Сг(82А)/?И^С> с большим значением поля насыщения резонансный минимум поглощения наблюдался в поле, недостаточном для магнитного насыщения образца. Амплитуда резонанса уменьшается, и в кластерно-слоистой наноструктуре [Сг(11А)/Ре(4А)]5о/Сг(85А)/1^0 резонансные изменения отсутствуют. Частотная зависимость с1т для большинства образцов выражена слабо.

При анализе проникновения электромагнитного поля через металлическую сверхрешетку правомерен упрощенный модельный подход, когда неоднородная периодическая наноструктура заменяется однородной тонкой пленкой, имеющей металлическую проводимость и обладающей ГМРЭ. Во-первых, во всех проведенных экспериментах была реализована геометрия "ток протекает в плоскости слоев". Для волноводных методик это достигается параллельностью вектора электрического поля ею плоскости слоев сверхрешетки. Во-вторых, суммарная толщина металла йх в сверхрешетках для сантиметрового и миллиметрового диапазонов частот была существенно меньше глубины скин-слоя 8. Тогда допустимо использовать эффективные характеристики материала сверхрешетки, в частности, удельное сопротивление р и комплексную относительную динамическую дифференциальную магнитную проницаемость ц = В этом

предельном случае коэффициент прохождения:

£> = 2 р!2/л(к (1)

действителен, если материальные константы р и ^ являются вещественными. Он зависит от частоты через импеданс волновода Z, и эта зависимость слаба вдали от частоты отсечки волновода. Из (1) следует взаимнооднозначное соответствие магниторезистивного эффекта, измеренного на постоянном токе, и коэффициента прохождения, если По данным для сантиметровых и

миллиметровых волн было установлено, что вне области магнитного резонанса взаимнооднозначное соответствие приближенно выполняется.

По измерениям величины поля, соответствующей резонансной особенности микроволнового прохождения, восстановлены спектры резонанса исследованных образцов (рис. 3). Лишь для пленки железа резонансную особенность удалось наблюдать во всем интервале частот от 26 до 38 ГГц.

Для описания экспериментальных спектров резонансных частот сверхрешетки были использованы уравнения спектра частот акустической моды, записанных различным образом для насыщенного и ненасыщенного состояний наноструктуры [6]:

со — 4у М

./, + 2.1 г

-1-г- + пМ%

, Н<Н5, (2а) со = + 4я- М5)]1/2, Н > Н%, (2 б)

1/2

где гиромагнитное отношение, 3\ и ./2 - константы билинейного и биквадратичного обмена, - суммарная толщина слоев

ферромагнитного металла, - намагниченность насыщения, Н% ~ поле насыщения.

10 9 8 7 6 5 4 3

.п -л Г-"а -•а—и

ш*: ■ а

Образец № 1 —я— экспер —□— расчет Образец № 2 —•— экспер —о— расчет Образец № 3 —т— экспер —^— расчет

24 28 32 36

Частота /, ГГц

Рис. 3. Сопоставление результатов расчета акустической ветви спектра магнитного резонанса и экспериментальных спектров, полученных методом проникновения, для сверхрешеток № 1 [Сг(11 А)/Те(9А)]40/Сг(85 А)/МёО, № 2 [Сг(12А)/Ре(23А)]16/Сг(77А)/ ЛУ^О и пленки железа № 3 Сг(ЮА)/Ре(573А)/А1203.

На рис. 3 сопоставляются результаты расчетов и экспериментальные данные для трех образцов. Для пленки железа получается практически полное согласие расчетных и экспериментальных зависимостей. Расчет резонансных частот для пленки железа проводился по формуле (2 б). Экспериментальный спектр образца № 2 с достаточно толстыми (сплошными) слоями железа на 2...3% отличается от рассчитанного. Несколько большая разница - до 6% наблюдается для образца № 1 с тонкими слоями Бе.

Таким образом, спектр акустической моды магнитного резонанса удовлетворительно описывается в рамках используемой теории.

Также в диапазоне миллиметровых длин волн исследовались наноструктуры Ре/У и сверхрешетки систем Ре№/У и Со/А§. В последних двух системах наблюдался высокочастотный ГМРЭ.

В четвертой главе приведены результаты теоретического и экспериментального исследования сверхвысокочастотного гигантского магниторезистивного эффекта в режиме бегущих волн, когда реализуется геометрия СРР. Определена структура электромагнитных полей основной моды Ню в прямоугольном волноводе с тонкой гиротропной пластиной конечных размеров - многослойной магнитной металлической наноструктурой, расположенной вдоль оси волновода параллельно его широкой стенке (рис. 4). Толщина металла пластины «8 - скин-глубины и возникает динамический аналог электростатического экранирования. Диссипацию энергии вызывает проникающая компонента электрического поля.

Рис. 4. Схема расположения образца наноструктуры в волноводе с указанием частичных областей.

Методом теории возмущений найдены поправки к продольному волновому числу основной моды Я] о прямоугольного волновода при помещении в него металлической наноструктуры. При наложении внешнего

Волновод

намагничивание

Наноструктура

постоянного магнитного поля на волновод с образцом изменение продольного волнового числа в случае касательного намагничивания выражается как:

Гн - Г. = (0Un — " 1 ° 2 Ъ

(мн-м)

(яг^)

Lfl

п2 «

к fh

• тхг

■I W,—-

, 3 со . . . со 1--Г + г(Ун~У)-у

(о-н-о")

При нормальном намагничивании:

(4)

Гн - Г, = (О LL — н 1 0 2Ь

Т а

-iW^

3 со7

+ i(vH-v)

со

Фг "V'H ' V

(5)

(Он-сО

"р " р

где Гн - продольное волновое число в магнитном поле Д Fi - без поля, Го - пустого волновода, W\ - волновое сопротивление волновода с образцом при II— 0, а и Ъ - размеры широкой и узкой стенок волновода, ц, - плазменная частота, v, частоты релаксации электронов при //= О и Нф 0, соответственно, jU\\, ц, - диагональные, - недиагональная

компоненты тензора магнитной проницаемости ^ при 0. Первое слагаемое в правой части (4) существенно вблизи условий магнитного резонанса, когда /¿¡| Ф ц, ¡л,, ^ 0. Второе - выражает действие эффекта гигантского магнитосопротивления. При су «а>р мнимая часть преобладает. В этом предельном случае добавка к продольному волновому числу пропорциональна изменению эффективной проводимости сгн - ст. Формула (5) получается из (4), если там положить = 0.

Частотные зависимости модулей коэффициентов отражения и прохождения, определенные в модели незначительного изменения волнового сопротивления должны быть при помещении наноструктуры в волновод осциллирующими функциями набега фазы на образце, а при наложении внешнего постоянного магнитного поля -функцией магнитосопротивления, с возможностью как уменьшения, так и увеличения модуля соответствующего коэффициента. Полевые

зависимости относительного изменения модуля коэффициента отражения gm(H) приведены на рис. 5. Измерения выполнены на образце сверхрешетки [Сг(13А)/Ре(24А)]8/Сг(82А)/1^0. Видны изменения обоих знаков, причем форма зависимости gm(H) подобна кривой магнитосопротивления г(Н), измеренной на постоянном токе.

Напряженность магнитного поля Н, кЭ

Рис. 5. Полевые зависимости относительного изменения модуля коэффициента отражения для сверхрешетки [Сг(13А)/Ре(24А)]8/Сг(82А)/М§0.

Для увеличения эффективности взаимодействия электромагнитных волн с металлическими наноструктурами целесообразно использовать периодические электродинамические системы. Электромагнитная волна в периодической системе сосредоточена вблизи металлических элементов, создающих периодичность. В частности, в структуре типа "гребенка в волноводе", электромагнитная волна имеет выраженный поверхностный характер, повторяя рельеф гребенки (рис. 6). Изготовление пластин гребенки из металлической многослойной наноструктуры создает принципиально новые условия для распространения волны в периодической системе, поскольку суммарная толщина слоев металла в наноструктуре намного меньше глубины скин-слоя. Результаты микроволновых измерений на периодической структуре, выполненных в диапазоне частот /=26...38ГГц и постоянных магнитных полей напряженностью до 17 кЭ, приведены на рис. 7. Измерялось относительное изменение модуля коэффициента прохождения.

Видно, что с ростом частоты величина изменений в целом увеличивается. Зависимость с!т от напряженности магнитного поля является монотонно возрастающей функцией с признаками

насыщения. По своему характеру она подобна зависимости | г(Н) |, измеренной на постоянном токе. Следует отметить, что величина микроволновых изменений на самых больших частотах значительно больше величины ГМРЭ для данного образца - г(Н= 30 кЭ) = - 16,8%.

наноструктура

/ X//К///

7 Г Г/

г ) "Щ

Рис. 6. Схема периодической структуры типа "гребенка в волноводе". 50

0х

-2 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 Напряженность магнитного поля Н, кЭ

Рис. 7. Полевая зависимость е?т(Я) "гребенки" с пластинами из сверхрешетки [Сг( 10А)/Ре( 1 7,5А)]16/Сг(62А)/А1203 .

В заключении сформулированы основные результаты исследования взаимодействия электромагнитного излучения в широком диапазоне частот с многослойными магнитными наноструктурами.

1. Установлено, что изменения коэффициентов прохождения через сверхрешетки и отражения от них в миллиметровом диапазоне длин волн определяются одновременным действием высокочастотного гигантского магниторезистивного эффекта и магнитного резонанса.

2. Обнаружено, что в сантиметровом и миллиметровом диапазонах длин волн гигантский магниторезистивный эффект приводит к монотонному уменьшению модуля коэффициента прохождения и увеличению модуля коэффициента отражения. Зависимости коэффициента прохождения от напряженности внешнего магнитного поля подобны зависимостям магнитосопротивления на постоянном токе. Частотная дисперсия ГМРЭ во всем диапазоне исследованных частот проявляется слабо. Теоретический анализ проникновения электромагнитных волн через сверхрешетку показал, что в сантиметровом и миллиметровом диапазонах длин волн выполняется взаимнооднозначное соответствие магниторезистивного эффекта, измеренного на постоянном токе, и относительных изменений в магнитном поле коэффициента прохождения вне условий магнитного резонанса. Относительное изменение коэффициента прохождения однозначно определяется относительным изменением удельного сопротивления наноструктуры.

3. Обнаружено, что магнитный резонанс в сверхрешетках при использовании методики проникновения электромагнитных волн наблюдается на частотах выше 30 ГГц и соответствует минимуму коэффициентов прохождения и отражения. В кластерно-слоистых наноструктурах резонанс отсутствует. Амплитуда резонансной особенности коэффициента прохождения наибольшая в тех сверхрешетках, где резонанс приходится на насыщенное магнитное состояние образца. Получено хорошее (не хуже 6%) согласие спектров магнитного резонанса, восстановленных из экспериментальных данных, и спектров однородной моды, найденных из кривых намагничивания с использованием оценок констант билинейного ^ и биквадратичного обменного взаимодействия в модели биквадратичного обмена. Сделаны оценки параметра затухания Гильберта по ширине линии магнитного резонанса на полевой зависимости микроволнового коэффициента прохождения.

4. Проведено теоретическое исследование взаимодействия электромагнитных волн в прямоугольном волноводе с гиротропной пластиной из многослойной магнитной наноструктуры, суммарная толщина металла которой существенно меньше глубины скин-слоя. Установлена структура электромагнитных полей, когда пластина расположена параллельно широкой стенке волновода вдоль его оси. Показано, что в режиме бегущих волн реализуется геометрия "ток перпендикулярен плоскости слоев". Получены методом теории возмущений для случаев отсутствия магнитного поля и во внешнем постоянном магнитном поле формулы для комплексной добавки к продольному волновому числу моды Н\о и комплексных коэффициентов прохождения и отражения. Показано, что микроволновые изменения продольного волнового числа при касательном и нормальном намагничивании в области частот и полей вне условий магнитного резонанса пропорциональны изменению удельной проводимости наноструктуры. Установлено, что частотные зависимости коэффициентов отражения и прохождения являются функциями осцилляционного типа.

5. Обнаружено при исследовании распространения электромагнитных волн миллиметрового и сантиметрового диапазонов через отрезок волновода с образцом сверхрешетки (Ре/Сг)п конечных размеров, расположенном параллельно его широкой стенке, что зависимость между магнитосопротивлением на постоянном токе и относительными изменениями модуля коэффициента прохождения микроволн является прямо пропорциональной. Показано, что частотные зависимости коэффициентов отражения и прохождения являются функциями осцилляционного типа в соответствии с расчетом. Относительные изменения модулей коэффициентов отражения и прохождения могут превышать 30%.

6. Волноводные методики измерения коэффициентов прохождения через металлические наноструктуры и отражения от них в режимах проникновения и бегущих волн, развитые для диапазона миллиметровых волн, позволили впрямую получать информацию о микроволновом ГМРЭ и магнитном резонансе. Они дали возможность проводить измерения на большом (практически неограниченном) наборе частот из выбранного диапазона в геометриях С1Р и СРР.

7. Экспериментально показана высокая эффективность взаимодействия электромагнитных волн миллиметрового диапазона с периодическими системами, содержащими наноструктуры. У

периодической структуры типа "гребенка в волноводе" с пластинами гребенки, выполненными из образцов сверхрешетки Fe/Cr, под действием внешнего постоянного магнитного поля увеличение модуля коэффициента прохождения достигает 50%.

Список основных публикаций

1. Rinkevich А.В., Romashev L.N., Ustinov V.V., Kuznetsov Е.А. High frequency properties of magnetic multilayers // J. Magn. Magn. Mat. 2003. V. 254-255. P. 603-607.

2. Rinkevich A.B., Romashev L.N., Milyaev M.A., Kuznetsov E.A., Angelakeris M., Poulopoulos P. Electromagnetic waves penetration and magnetic properties of AgPt/Co nanostructures // J. Magn. Magn. Mat. 2007. V. 317. P. 15-19.

3. Rinkevich A.B., Romashev L.N., Ustinov V.V., Kuznetsov E.A. Rectangular waveguide with metallic nanostructure driven by magnetic field // Int. Journ. of Infrared and Millimeter Waves. 2007. V. 28. № 5. P. 567-578.

4. Устинов B.B., Ринкевич А.Б., Ромашев JI.H., Бурханов A.M., Кузнецов Е.А. Гигантский магниторезистивный эффект в мультислоях Fe/Cr в широком интервале частот // ФММ. 2003. Т. 96. №3. С. 52-58.

5. Устинов В.В., Ринкевич А.Б., Ромашев Л.Н., МиляевМ.А., Бурханов A.M., Сидун Н.Н., Кузнецов Е.А. Проникновение электромагнитного поля через мультислойные и кластерно-слоистые наноструктуры Fe/Cr // ФММ. 2005. Т. 99. № 5. С. 44-55.

6. Устинов В.В., Ринкевич А.Б., Ромашев Л.Н., Кузнецов Е.А. Отражение электромагнитных волн от наноструктур Fe/Cr // Письма в ЖТФ. 2007. Т 33. № 18. С. 23-31.

7. Устинов В.В., Ринкевич А.Б., Ромашев Л.Н., Кузнецов Е.А. Гигантский магниторезистивный эффект и магнитный резонанс в отражении электромагнитных волн от наноструктур Fe/Cr // ЖТФ. 2009. т. 79. №8. С. 71-76.

8. Ринкевич А.Б., Ромашев Л.Н., Кузнецов Е.А. Электромагнитные волны в прямоугольном волноводе с металлической наноструктурой // Радиотехника и электроника. 2004. Т. 49. № 1. С. 48-53.

9. Ринкевич А.Б., Ромашев Л.Н., Кузнецов Е.А. Измерение высокочастотного гигантского магнитосопротивления

наноструктур в режиме бегущих волн // Радиотехника и электроника. 2006. Т. 51. № 1. С. 93-99.

10. Ринкевич А.Б., Ромашев JI.H., Бурханов A.M., Кузнецов Е.А. Управляемая магнитным полем периодическая структура типа "гребенка" на основе сверхрешеток Fe/Cr, обладающих гигантским магниторезистивным эффектом // Радиотехника и электроника. 2006. Т. 51. №3. С. 348-351.

11. Ринкевич А.Б., Ромашев Л.Н., Кузнецов Е.А. Высокочастотное магнитосопротивление сверхрешеток Fe/Cr, определенное с помощью бегущих электромагнитных волн // "Новые магнитные материалы микроэлектроники". Сборник трудов XIX Международной школы - семинара. М.: МГУ, 2004. С. 427.

12. Ринкевич А.Б., Ромашев J1.H., Устинов В.В., Кузнецов Е.А. Гигантское магнитосопротивление и резонанс в сверхрешетках Fe/Cr с ультратонкими слоями хрома на волнах миллиметрового диапазона // "Новое в магнетизме и магнитных материалах". Сборник трудов XXI Международной конференции. М.: МГУ, 2009. С. 574.

13. Ustinov V.V., Rinkevich А.В., Romashev L.N., Milyaev М.А., Kuznetsov Е.А. Microwave GMR and magnetic resonance in (FeNi)/V multilayers // Euro - Asian symposium "Trends in magnetism" (EASTMAG-2004): abstracts / Krasnoyarsk, Russia, 2004. P. 316.

14. Rinkevich A.B., Romashev L.N., Kuznetsov E.A. Giant magnetoresistive effect in Fe/Cr multilayers in the millimeter wave band // The Fourth International Kharkov Symposium "Physics and Engineering of Millimeter and Submillimeter Waves" (MSMW'01): proceedings / Kharkov, Ukraine, 2001. V. 1. P. 333-335.

Цитированная литература

[1] Суху P. Магнитные тонкие пленки. M.: Мир, 1967. 424 с.

[2] Baibich M.N., Broto J.M., Fert A., Van Dau N., Petroff F., Eitenne P., Greuzet G., Friederich A., Chazelas J. Giant magnetoresistance of (001)Fe/(001)Cr magnetic superlattices // Phys. Rev. Lett. 1988. V. 61. №21. P. 2472-2475.

[3] Binasch G., Griinberg P., Saurenbach F., Zinn W. Enhanced magnetoresistance in layered magnetic structures with antiferromagnetic interlayer exchange // Phys. Rev. B. 1989. V. 39. № 7. P. 4828-4830.

[4] Krebs J.J., Lubitz P., Chaiken A., Prinz G.A. Magnetoresistance origin for nonresonant microwave absorption in antiferromagnetically coupled epitaxial Fe/Cr/Fe(001) sandwiches // J. Appl. Phys. 1991. V. 69. № 8. Pt. II. P. 4795-4797.

[5] Ustinov V.V., Rinkevich A.B., Romashev L.N., Minin V.l. Correlation between microwave transmission and giant magnetoresistance in Fe/Cr superlattice // J. Magn. Magn. Mat. 1998. V. 177-181. P. 1205-1206.

[6] Дровосеков А.Б., Крейнес H.M., Холин Д.И., Мещеряков В.Ф., Миляев М.А., Ромашев Л.Н., Устинов В.В. Ферромагнитный резонанс в многослойных структурах [Fe/Cr]n с неколлинеарным магнитным упорядочением // Письма в ЖЭТФ. 1998. Т. 67. № 9. С.690-695.

Подписано в печать 01.12.2010. Формат 60x84/16. Бумага для множительных аппаратов. Гарнитура «Тайме». Печать на ризографе. Усл. печ. л. 1,39. Уч.-изд. л. 1,5. Тираж 100 экз. Заказ № 238.

Оригинал-макет подготовлен в РИО НТГСПА. Учебная типография НТГСПА. Адрес: 622031, г. Нижний Тагил, ул. Красногвардейская, 57.

Содержание диссертации автор исследовательской работы: кандидата физико-математических наук, Кузнецов, Евгений Александрович

Список основных обозначений

Список основных сокращений

Введение

Глава 1. Электромагнитные свойства многослойных магнитных наноструктур

1.1. Гигантский магниторезистивный эффект на постоянном токе в 18 основных классах металлических наноструктур

1.1.1. Магнитные сверхрешетки - системы с искусственно созданной 18 периодичностью

1.1.2. Гранулированные и кластерно-слоистые наносистемы

1.2. Природа гигантского магниторезистивного эффекта в магнитных 22 сверхрешетках

1.2.1. Модели межслойного обменного взаимодействия

1.2.2. Модели гигантского магниторезистивного эффекта

1.3. Гигантский магниторезистивный эффект в магнитных сверхрешеч ках на 28 сверхвысоких частотах и в инфракрасном диапазоне

1.4. Гигантский магниторезистивный эффект в геометрии "ток 36 перпендикулярен плоскости слоев"

1.5. Магнитный резонанс в металлических наноструктурах

1.6. Перспективы применения и новые направления исследования 44 многослойных магнитных металлических наноструктур

1.7. Выводы по главе 1 и постановка задачи исследования

Глава 2. Методика проведения эксперимента

2.1. Технология изготовления, методы изучения и основные параметры 48 объектов исследования

2.1.1. Наноструктуры Fe/Cr

2.1.2. Наноструктуры Fe/V, FeNi/V и Co/Ag

2.2. Методики микроволновых измерений в режимах проникновения и 65 бегущих волн

2.2.1. Описание экспериментальной установки

2.2.2. Методика измерения модулей коэффициентов прохождения и 67 отражения в режиме проникновения электромагнитных волн

2.2.3. Методика измерения модулей коэффициентов прохождения и 69 отражения в режиме бегущих волн

2.2.4. Периодические структуры в волноводе 71 2.3. Выводы по главе

Глава 3. Проникновение электромагнитных волн через многослойные и 74 кластерно - слоистые наноструктуры и отражение от них

3.1. Проникновение электромагнитных волн через многослойные и 74 кластерно - слоистые наноструктуры Fe/Cr

3.1.1. Гигантский магниторезистивный эффект в многослойных 75 наноструктурах Fe/Cr в широком диапазоне частот

3.1.2. Исследование спектра магнитного резонанса в миллиметровом 86 диапазоне длин волн

3.2. Проникновение электромагнитных волн через многослойные 94 наноструктуры Fe/V, FeNi/V и Co/Ag

3.3. Отражение электромагнитных волн от многослойных наноструктур 101 Fe/Cr

3.4. Выводы по главе

Глава 4. Исследование сверхвысокочастотного гигантского 110 магниторезистивного эффекта в режиме бегущих волн

4.1. Электромагнитные волны в прямоугольном волноводе с металлической 110 наноструктурой

4.1.1. Структура электромагнитных полей в прямоугольном волноводе с 111 металлической наноструктурой

4.1.2. Расчет продольного волнового числа прямоугольного волновода с 114 металлической наноструктурой

4.1.3. Расчет эквивалентного сопротивления волновода с металлической 118 наноструктурой и коэффициентов отражения и прохождения

4.1.4. Экспериментальное исследование частотных и полевых 121 зависимостей модулей коэффициентов стоячей волны и прохождения

4.2. Взаимодействие электромагнитных волн со сверхрешетками Fe/Cr в 128 периодической структуре типа "гребенка в волноводе"

4.3. Выводы по главе

Введение диссертация по физике, на тему "Электромагнитные свойства многослойных магнитных наноструктур в миллиметровом диапазоне длин волн"

Наноструктуры - это многослойные пленки с толщиной слоя от единиц до сотен ангстрем. Наногетероструктуры - искусственно созданные системы слоев двух (или более) компонентов. Основополагающими в области исследования физики наногетероструктур являются работы лауреата Нобелевской премии 2000 г. Ж.И. Алферова. Особый интерес для современной физики магнитных явлений представляют магнитные наногетероструктуры, состоящие из слоев ферромагнитного и неферромагнитного металлов. Физические свойства наногетероструктур отличаются от свойств однородных тонких пленок, из которых изготовлены отдельные слои. Удельное сопротивление тонких ферромагнитных пленок зависит от их толщины и может быть существенно выше, чем у массивного металла, из-за влияния отражения электронов от поверхности раздела металл - воздух или подложка, то есть размерных эффектов. В тонких магнитных пленках спины поверхностных электронов находятся в состоянии с более низкой симметрией, чем внутренние [1].

Сверхрешетки - частный случай наногетероструктур, имеющих помимо периодического потенциала кристаллической решетки дополнительный искусственно созданный одномерный периодический потенциал, с периодом существенно большим, чем постоянная решетки. Отличия физических свойств металлических магнитных сверхрешеток от однородных тонких пленок определяются не только наличием искусственно созданного периодического потенциала, но и связью между соседними слоями ферромагнетика за счет обменного [2] или магнито-дипольного взаимодействия и особой ролью рассеяния электронов на границах ферромагнитного и неферромагнитного металлов (интерфейсах). Главным отличием является гораздо большая величина магниторезистивного эффекта. Открытие гигантского магниторезистивного эффекта (ГМРЭ) группами А. Ферта (Париж, Франция) и П. Грюнберга (Юлих, Германия) в 1988 г. [3, 4] послужило стимулом к интенсивному изучению магнитных металлических многослойных наноструктур и сверхрешеток [5]. Это открытие стало первым шагом в новой области исследований и технологий, именуемой сейчас спинтроникой. В 2007 г. А. Ферт и П. Грюнберг получили Нобелевскую премию по физике за открытие ГМРЭ [6, 7].

Актуальность исследований

Исследование физических свойств искусственно созданных многослойных магнитных металлических наноструктур составляет современный и быстро развивающийся раздел физики магнитных явлений [8]. Такие объекты предоставляют уникальную возможность управлять характеристиками обменного взаимодействия, изучать влияние направления спина на транспортные свойства электрона. Выявление оптимальных условий для получения максимально возможного гигантского магниторезистивного эффекта (ГМРЭ), влияние структуры интерфейсов на физические свойства, специфика гибридных кластерно-слоистых наноструктур, системы с однонаправленной анизотропией ("bias") и перемагничиванием ("magnetization reversal") — вот наиболее популярные в последние годы области исследования.

Физическая природа гигантского магниторезистивного эффекта в металлических наноструктурах обусловлена сильным различием вероятностей рассеяния электронов с разным направлением спина по отношению к вектору намагниченности при переходе из слоя в слой, а также подавлением во внешнем магнитном поле начальной относительной ориентации магнитных моментов смежных ферромагнитных слоев. К моменту начала работы основной объем исследований, посвященный этим вопросам, был выполнен на постоянном гоке. Нас же интересует взаимодействие носителей заряда с внешними электрическими и магнитными и внутренними (обменными) полями в микроволновом диапазоне частот.

Металлические многослойные наноструктуры и сверхрешетки являются одним из наиболее перспективных классов твердотельных материалов для построения устройств наноэлектроники. В настоящее время они уже применяются в качестве чувствительных элементов сенсоров в магнитных измерениях [9] и в неразрушающем контроле [10]. В литературе сообщалось об использовании материалов, обладающих ГМРЭ, в устройствах хранения информации [И] и в электронных компонентах, действие которых базируется на принципах фотоники [12]. Быстродействие устройств, разрабатываемых на основе таких материалов, в значительной степени определяется частотными характеристиками магниторезистивного эффекта. Это особенно важно для применения наноструктур в устройствах электроники сверхвысоких частот. По мнению Ж.И. Алферова, высказанному им в Нобелевской лекции, быстродействующая функциональная электроника будет создаваться главным образом на основе гетероструктур.

Работа выполнена в рамках следующих программ и грантов:

1. Плановой темы ИФМ УрО РАН "Наноструктурированные проводящие материалы: синтез, исследование атомной и кристаллической структуры компонент и интерфейсов, изучение физической природы электронных и магнитных свойств" (Шифр "Наногетероструктура" № г.р. 01.200103141);

2. Программы фундаментальных научных исследований Президиума РАН "Квантовая макрофизика";

3. Программы ОФН РАН "Спин-зависимые эффекты в твердых телах и спинтроника", проект "Спин-зависимый транспорт в металлических, полупроводниковых и молекулярных магнетиках";

4. Гранта № 00-15-96745 по поддержке научных школ "Электронная кинетика и спиновая динамика в металлических слоистых наноструктурах, магнитных металлооксидах и низкоразмерных проводниках";

5. Госконтракта № 02.445.11.7374 от 09.06.2006 г. "Развитие системы ведущих научных школ как среды генерации знаний и подготовки научно-педагогических кадров высшей квалификации" "Спиновая динамика и транспорт в магнитных металлических наногетероструктурах".

Цель работы заключалась в исследовании явлений, определяемых взаимодействием электромагнитного излучения в широком диапазоне частот с многослойными магнитными наноструктурами и выявлении их взаимосвязи с электрическими и магнитными явлениями, обуславливающими свойства этих структур на постоянном токе, в получении информации об особенностях обменного взаимодействия ферромагнитных слоев в микроволновом диапазоне.

Задачи работы:

- теоретическое и экспериментальное исследование в геометрии "ток протекает в плоскости слоев" ("current in plane", CIP) взаимодействия (прохождения и отражения) электромагнитных волн в широком диапазоне частот и постоянных магнитных нолей с многослойными магнитными наноструктурами, размещенными в поперечном сечении прямоугольного волновода;

- получение экспериментальных спектров магнитного резонанса и сравнение их с расчетными, найденными из кривых намагничивания. Оценить константы обменного взаимодействия в модели биквадратичного обмена, параметра затухания Гильберта;

- теоретическое и экспериментальное исследование в геометрии "ток перпендикулярен плоскости слоев" ("current perpendicular to plane", CPP) взаимодействия (прохождения и отражения) электромагнитных волн в режиме бегущих волн с наноструктурой конечных размеров, расположенной вдоль оси прямоугольного волновода параллельно его широкой стенке;

- развитие методик измерения коэффициентов прохождения и отражения от магнитных наноструктур для миллиметрового диапазона длин волн;

- исследование взаимодействия электромагнитных волн с периодическими системами, содержащими магнитные многослойные наноструктуры, в режиме бегущих волн.

Методы исследований включают следующие основные группы методик:

- микроволновые измерения проводились методом проникновения [13] и методом бегущих волн [14], развитых для диапазона миллиметровых волн;

- для контроля качества образцов использовались методики: малоугловой дифракции рентгеновских лучей, туннельной микроскопии и просвечивающей электронной микроскопии, дифракции быстрых электронов;

- для измерений магнитных характеристик образцов применялась методика с использованием вибрационного магнитометра;

- измерения электросопротивления постоянному току и магнитосопротивления проводились по четырехконтактной схеме.

Научная новизна результатов, выносимых на защиту:

- установлено, что в миллиметровом диапазоне длин волн изменения коэффициентов прохождения через сверхрешетки и отражения от них определяются одновременным действием двух физических явлений: высокочастотного гигантского магниторезистивного эффекта и магнитного резонанса;

- обнаружено, что в миллиметровом диапазоне длин волн гигантский магниторезистивный эффект приводит к монотонному уменьшению модуля коэффициента прохождения и увеличению модуля коэффициента отражения. Зависимости коэффициента прохождения от напряженности магнитного поля вне условий магнитного резонанса подобны зависимостям магнитосопротивления на постоянном токе. Теоретически показано, что в миллиметровом диапазоне длин волн существует взаимнооднозначное соответствие между ГМРЭ, измеренным на постоянном токе и на сверхвысоких частотах вне условий магнитного резонанса. Частотная дисперсия ГМРЭ слаба во всем исследованном диапазоне частот;

- установлено, что минимумы на полевых зависимостях коэффициентов прохождения и отражения, обнаруженные на частотах выше 30 ГГц при использовании методики проникновения электромагнитных волн, обусловлены магнитным резонансом. В кластерно-слоистых наноструктурах резонансные изменения микроволнового коэффициента прохождения отсутствуют. Сопоставление кривых намагничивания и спектров магнитного резонанса позволило оценить константы билинейного J\ и биквадратичного обменного взаимодействия сверхрешеток со сплошными слоями в модели биквадратичного обмена, что важно для расчета магнитной структуры при наложении магнитного поля. Полученные оценки приводят к хорошему согласию расчетных спектров однородной моды магнитного резонанса с экспериментальными. Выполнены оценки параметра затухания Гильберта;

- теоретически изучено взаимодействие электромагнитных волн с гиротроппой пластиной из многослойной магнитной наноструктуры, расположенной параллельно широкой стенке прямоугольного волновода вдоль его оси. Установлена структура электромагнитных полей для случая толщин металла наноструктуры, существенно меньших глубины скин-слоя. Показано, что реализуется геометрия СРР. Получены формулы для комплексных добавок к продольному волновому числу при отсутствии магнитного поля и во внешнем постоянном магнитном поле, и комплексных коэффициентов прохождения и отражения;

- исследовано распространение электромагнитных волн миллиметрового и сантиметрового диапазонов через отрезок волновода с наноструктурой конечных размеров, расположенной параллельно его широкой стенке, на наборе образцов сверхрешеток (Fe/Cr)n. Установлено, что частотные зависимости коэффициентов отражения и прохождения являются функциями осцилляционного типа в соответствии с результатами расчета. Показано, что зависимость между магнитосопротивлением на постоянном токе и изменением модуля коэффициента прохождения микроволн в магнитном поле является прямо пропорциональной; относительные изменения коэффициентов отражения и прохождения электромагнитных волн могут превышать 30%;

- развитые для миллиметрового диапазона длин волн волноводные методики измерения коэффициентов прохождения и отражения в режимах проникновения и бегущих волн дали возможность впрямую получать информацию о микроволновом ГМРЭ и магнитном резонансе. Измерения, проведенные по этим методикам на большом наборе частот из выбранного диапазона в геометриях CIP и СРР и большом числе образцов наноструктур разного типа, позволили доказать влияние исходного магнитного упорядочения и характера межслойного обменного взаимодействия на тип и величину возникающих микроволновых эффектов и дали возможность обнаружить микроволновой ГМРЭ в наноструктурах разного состава, обладающих спин-зависимым рассеянием;

- обнаружено, что в миллиметровом диапазоне длин волн у периодической системы типа "гребенка в волноводе" с пластинами гребенки, выполненными из образцов сверхрешетки Fe/Cr, под действием внешнего магнитного поля модуль коэффициента прохождения электромагнитных волн увеличивается до 50%.

Научная и практическая значимость заключается в том, что:

- результаты, полученные в диссертации, дополняют и развивают существующие представления о физической природе эффектов, определяемых взаимодействием электромагнитного излучения с искусственно созданными многослойными металлическими магнитными наноструктурами в широком диапазоне частот, а также о взаимосвязи динамических и транспортных свойств этих наноструктур;

- закономерности взаимодействия электромагнитных волн со сверхрешетками в широком диапазоне частот, полученные в работе, позволяют наметить пути целенаправленного создания новых магнитных наноматериалов и быстродействующих, управляемых магнитным полем наноустройств сверхвысокочастотной техники на основе таких материалов. В частности, изменения модулей коэффициентов прохождения и отражения при взаимодействии электромагнитных волн с многослойной магнитной наноструктурой в режиме бегущих волн и с периодической структурой типа "гребенка в волноводе", превышающие 30%, указывают на возможность применения эффекта микроволнового ГМРЭ в управляемых устройствах сверхвысокочастотной техники. Исследования на миллиметровых волнах важны в связи с необходимостью предусмотреть возможное наложение магнитного резонанса и магниторезистивного эффекта, которое может стать серьезной проблемой в работе магнитных устройств хранения и считывания информации при дальнейшем увеличении их тактовой частоты;

- методики измерения коэффициентов прохождения и отражения от многослойных магнитных наноструктур в режимах проникновения и бегущих волн, развитые для миллиметрового диапазона волн, позволяют изучать различные механизмы высокочастотного отклика на падающее электромагнитное излучение, впрямую получая информацию о микроволновом ГМРЭ и магнитном резонансе из результатов измерений на большом наборе частот из широкого диапазона в геометриях С1Р и СРР и большом числе образцов.

Основные положения и результаты, выносимые на защиту.

- установлено, что в миллиметровом диапазоне длин волн нерезонансные изменения коэффициентов прохождения электромагнитных волн через многослойные магнитные наноструктуры и отражения от них обусловлены высокочастотным ГМРЭ и определяются джоулевыми потерями микроволновых вихревых токов в наноструктуре;

- доказано путем сравнения спектров минимумов коэффициентов прохождения в режиме проникновения, восстановленных из экспериментальных данных, со спектрами однородной моды магнитного резонанса, полученных из кривых намагничивания, что возникновение этих минимумов обусловлено явлением магнитного резонанса при совместном действии двух магнитных полей -постоянного и высокочастотного поля волны. Сделаны оценки констант обменного взаимодействия в модели биквадратичного обмена и параметра затухания Гильберта;

- в миллиметровом диапазоне длин волн на прохождение и отражение электромагнитных волн от многослойных магнитных наноструктур одновременно влияют явления микроволнового ГМРЭ и магнитного резонанса. Вне условий магнитного резонанса независимо от вида начального магнитного упорядочения выполняется взаимнооднозначное соответствие между зависимостями относительного изменения коэффициента прохождения от напряженности магнитного поля и магнитосопротивления на постоянном токе;

- результаты теоретического исследования взаимодействия (прохождения и отражения) электромагнитных волн в режиме бегущих волн (геометрия СРР) с тонкой гиротропной металлической пластиной конечных размеров — многослойной магнитной наноструктурой, расположенной вдоль оси прямоугольного волновода параллельно его широкой стенке: структура электромагнитных полей; выражения для продольного волнового числа основной моды Ню и его изменений в постоянном магнитном поле, полученные методами теории возмущений для случаев нормального и касательного намагничивания наноструктуры;

- результаты изучения распространения волн миллиметрового и сантиметрового диапазонов через отрезок волновода с многослойной магнитной наноструктурой конечных размеров, расположенной параллельно его широкой стенке. Между полевыми зависимостями изменения модуля коэффициента прохождения и магнитосопротивлением на постоянном токе наблюдается прямо пропорциональная зависимость. Частотные зависимости коэффициентов отражения и прохождения являются функциями осцилляционного типа в соответствии с результатами расчета;

- применение периодических систем типа "гребенка в волноводе" резко увеличивает эффективность взаимодействия электромагнитных волн с многослойными магнитными наноструктурами, из которых выполнены пластины гребенки.

Апробация результатов работы

Основные результаты диссертационной работы опубликованы в 10 статьях в российских и зарубежных журналах [15-24] и докладывались на XVI11, XIX и XX Международных школах-семинарах "Новые магнитные материалы микроэлектроники" (НМММ) (Москва, 2002, 2004, 2006 гг.) [25-30]; XXI Международной конференции "Новое в магнетизме и магнитных материалах" (HMMM-XXI) (Москва, 2009 г.) [31]; Международном Евро-Азиатском симпозиуме "Trends in magnetism" (EASTMAG-2004) (Красноярск, 2004 г.) [32]; 15-ой международной конференции "Soft Magnetic Materials" (Испания, г. Бильбао, 2001 г.) [33]; 35th and 36th European Microwave Conference (EuMC) (Франция, г. Париж, 2005 г.; Великобритания, г. Манчестер, 2006 г.) [34, 35]; 4-ом, 5-ом и 6-ом Международных симпозиумах "Physics and Engineering of Microwaves, Millimeter and Submillimeter Waves" (MSMW) (Украина, г.Харьков, 2001, 2004, 2007 гг.) [36-39]; 15-м Международном симпозиуме "Тонкие пленки в оптике и электронике" Харьковской научной ассамблеи (ISTFE-15) (Украина, г.Харьков, 2003 г.) [40, 41]; XVI Международном симпозиуме "Тонкие пленки в электронике" (Москва, 2004 г.) [42]; XII Международной научно-технической конференции "Материалы и устройства функциональной электроники и микрофотоники" (Москва, 2006 г.) [43]; IX и X Международных семинарах "Нанотехнология и физика функциональных нанокристаллических материалов" (ДСМСМС) (Екатеринбург-Кыштым, 2002 г.; Екатеринбург-Новоуральск, 2005 г.) [44, 45]; VI Bilateral Russian-German Symposium "Physics and Chemistry of advanced materials. Advanced materials with collective electronic phenomena" (Новосибирск, 2002 г.) [46]; XI International summer school "Nicolás Cabrera. Frontiers in Science and Technology: Magnetic Nanostructueres" (Испания, г. Мадрид, 2004 г.) [47]; 378th WE-Heraeus-Seminar "Spin Torque in Magnetic Nanostructures" (Германия, г. Бад-Хоннеф, 2006 г.) [48].

Личный вклад автора

Автор совместно с научным руководителем участвовал в постановке задач исследования и их реализации. Лично развил методики измерений в режимах проникновения и бегущих волн для диапазона миллиметровых волн. Создал три оригинальные экспериментальные установки для проведения измерений амплитудно-частотных характеристик образцов, полевых и частотных зависимостей коэффициентов прохождения и отражения в диапазонах частот от 26 до 38 ГГц, от 12 до 17 ГГц и от 17 до 26 ГГц, провел аттестацию установок. На всех стадиях работы соискатель активно участвовал в проведении экспериментов, обработке, анализе полученных результатов и оформлении публикаций.

Образцы сверхрешеток, использованные в качестве объектов исследования в оригинальной части работы, были изготовлены: Fe/Cr - в лаборатории электрических явлений ИФМ УрО РАН: ведущим научным сотрудником, к.ф.-м.н. Ромашевым Л.Н. и с.н.с., к.ф.-м.н. Миляевым М.А.; Fe/V - в Удмуртском госуниверситете; Fe0;8iNi0;i9/V - в группе проф. Б. Хьерварссона из университета г. Уппсала, Швеция, там же измерено их магнитосопротивление; Co/Ag - в группе д-ра М. Ангелакериса из Аристотелевского университета г. Салоники, Греция. Следующие измерения образцов сверхрешеток были выполнены: Л.Н. Ромашевым — рельефа поверхностей на туннельном микроскопе и гигантского магниторезистивного эффекта на постоянном токе; М.А. Миляевым - кривых намагничивания и гигантского магниторезистивного эффекта на постоянном токе на автоматизированном вибрационном магнитометре АВМ-1 конструкции М.А. Миляева, и спектров малоугловой дифракции рентгеновских лучей.

Структура и объем работы

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка использованных источников, включающего 187 наименований. Содержание диссертации изложено на 153 страницах, включая 4 таблицы и 62 рисунка.

Заключение диссертации по теме "Физика магнитных явлений"

4.3. Выводы по главе 4

1. Изучено распространение электромагнитных волн в прямоугольном волноводе, содержащем гиротропную пластину из металлической наноструктуры. Получены формулы для комплексной добавки к продольному волновому числу моды Н\о. Мнимая часть ее содержит две составляющих: одна отражает диссипацию энергии в проводящей наноструктуре за счет джоулевых потерь на высокочастотные вихревые токи, а другая выражается через мнимую компоненту магнитной проницаемости. Установлена структура полей для толщин металла наноструктуры, существенно меньших глубины скин-слоя. Получены выражения для коэффициентов прохождения и отражения.

2. Рассчитано изменение продольного волнового числа при касательном и нормальном намагничивании наноструктуры. В области частот и полей, вне условий магнитного резонанса, микроволновые изменения пропорциональны изменению электросопротивления. Получены выражения для комплексных коэффициентов отражения и прохождения во внешнем постоянном магнитном поле.

3. В миллиметровом и сантиметровом диапазонах длин волн проведены измерения коэффициентов отражения и прохождения электромагнитных волн через отрезок волновода с образцами сверхрешетки (Fe/Cr)n конечных размеров. В случае образца конечной длины, сравнимой с длиной волны в волноводе, частотная зависимость коэффициентов определяется набегом фазы на длине образца.

Частотная зависимость коэффициента стоячей волны является функцией осцилляционного типа в соответствии с результатами расчета. Осцилляционная частотная зависимость коэффициента прохождения в рассогласованном тракте предоставляет возможность подстройки амплитуды малыми вариациями частоты. Показано, что относительные изменения модуля коэффициента прохождения пропорциональны магнитосопротивлепию. Изменения коэффициентов отражения и прохождения могут превышать 30%, что указывает на возможность применения эффекта микроволнового магнитосопротивления в управляемых устройствах СВЧ.

4. Исследовано влияние тонкопленочных ферромагнитных образцов на прохождение электромагнитных волн сантиметрового диапазона через волновод П-образного сечения при изменении величины внешнего магнитного поля. Рассмотрены перспективы использования волноводов П-образного сечения с мультислойпыми наноструктурами в качестве базы для создания широкополосных СВЧ - устройств с малой дисперсией, управляемых магнитным полем.

5. Исследованы высокочастотные свойства периодической структуры типа "гребенка в волноводе" с пластинами гребенки из магнитной сверхрешетки. Теоретически показано, что с помощью внешнего магнитного поля, изменяющего электросопротивление сверхрешетки, можно управлять коэффициентом прохождения такой периодической структуры. Эксперименты, выполненные в миллиметровом диапазоне электромагнитных волн, показали, что под действием внешнего магнитного поля относительное изменение модуля коэффициента прохождения периодической структуры со сверхрешеткой достигает 50%.

Заключение

В диссертационной работе получены следующие основные результаты исследования взаимодействия электромагнитного излучения в широком диапазоне частот с многослойными магнитными металлическими наноструктурами:

- установлено, что изменения коэффициентов прохождения через сверхрешетки и отражения от них в миллиметровом диапазоне длин волн определяются одновременным действием высокочастотного гигантского магниторезистивного эффекта и магнитного резонанса;

- обнаружено, что в сантиметровом и миллиметровом диапазонах длин волн гигантский магниторезистивный эффект приводит к монотонному уменьшению модуля коэффициента прохождения и увеличению модуля коэффициента отражения. Зависимости коэффициента прохождения от напряженности внешнего магнитного поля подобны зависимостям магнитосопротивления на постоянном токе. Частотная дисперсия ГМРЭ во всем диапазоне исследованных частот проявляется слабо. Теоретический анализ проникновения электромагнитных волн через сверхрешетку показал, что в сантиметровом и миллиметровом диапазонах длин волн выполняется взаимнооднозначное соответствие магниторезистивного эффекта, измеренного на постоянном токе, и относительных изменений в магнитном поле коэффициента прохождения вне условий магнитного резонанса. Относительное изменение коэффициента прохождения однозначно определяется относительным изменением удельного сопротивления наноструктуры;

- обнаружено, что магнитный резонанс в сверхрешетках при использовании методики проникновения электромагнитных волн наблюдается на частотах выше 30 ГГц и соответствует минимуму коэффициентов прохождения и отражения. В кластерно-слоистых наноструктурах резонанс отсутствует. Амплитуда резонансной особенности коэффициента прохождения наибольшая в тех сверхрешетках, где резонанс приходится на насыщенное магнитное состояние образца. Получено хорошее (не хуже 6%) согласие спектров магнитного резонанса, восстановленных из экспериментальных данных, и спектров однородной моды, найденных из кривых намагничивания с использованием оценок констант билинейного и биквадратичного обменного взаимодействия в модели биквадратичного обмена.

Сделаны оценки параметра затухания Гильберта по ширине линии магнитного резонанса на полевой зависимости микроволнового коэффициента прохождения;

- проведено теоретическое исследование взаимодействия электромагнитных волн в прямоугольном волноводе с гиротропной пластиной из многослойной магнитной наноструктуры, суммарная толщина металла которой существенно меньше глубины скин-слоя. Установлена структура электромагнитных полей, когда пластина расположена параллельно широкой стенке волновода вдоль его оси. Показано, что в режиме бегущих волн реализуется геометрия "ток перпендикулярен плоскости слоев". Получены методом теории возмущений для случаев отсутствия магнитного поля и во внешнем постоянном магнитном поле формулы для комплексной добавки к продольному волновому числу моды Я] о и комплексных коэффициентов прохождения и отражения. Показано, что микроволновые изменения продольного волнового числа при касательном и нормальном намагничивании в области частот и полей вне условий магнитного резонанса пропорциональны изменению удельной проводимости наноструктуры. Установлено, что частотные зависимости коэффициентов отражения и прохождения являются функциями осцилляционного типа;

- обнаружено при исследовании распространения электромагнитных волн миллиметрового и сантиметрового диапазонов через отрезок волновода с образцом сверхрешетки (Ре/Сг)п конечных размеров, расположенном параллельно его широкой стенке, что зависимость между магнитосопротивлением на постоянном токе и относительными изменениями модуля коэффициента прохождения микроволн является прямо пропорциональной. Показано, что частотные зависимости коэффициентов отражения и прохождения являются функциями осцилляционного типа в соответствии с расчетом. Относительные изменения модулей коэффициентов отражения и прохождения могут превышать 30%;

- волноводные методики измерения коэффициентов прохождения через металлические наноструктуры и отражения от них в режимах проникновения и бегущих волн, развитые для миллиметрового диапазона длин волн, позволили впрямую получать информацию о микроволновом ГМРЭ и магнитном резонансе. Они дали возможность проводить измерения на большом (практически неограниченном) наборе частот из выбранного диапазона в геометриях С1Р и СРР;

- экспериментально показана высокая эффективность взаимодействия электромагнитных волн миллиметрового диапазона с периодическими системами, содержащими наноструктуры. У периодической структуры типа "гребенка в волноводе" с пластинами гребенки, выполненными из образцов сверхрешетки Fe/Cr, под действием внешнего постоянного магнитного поля увеличение модуля коэффициента прохождения достигает 50%.

Список источников диссертации и автореферата по физике, кандидата физико-математических наук, Кузнецов, Евгений Александрович, Екатеринбург, Нижний Тагил

1. Суху Р. Магнитные тонкие пленки. М.: Мир, 1967. 424 с.

2. Grunberg P., Schreiber R., Pang Y., Brodsky M.B., Sowers H. Layered magnetic structures: evidence for antiferromagnetic coupling of Fe layers across Cr interlayers // Phys. Rev. Lett. 1986. V. 57. № 19. P. 2442-2445.

3. Baibich M.N., BrotoJ.M., FertA. VanDauN., PetroffF., EitenneP., GreuzetG., Friederich A., Chazelas J. Giant magnetoresistance of (001)Fe/(001)Cr magnetic superlattices // Phys. Rev. Lett. 1988. V. 61. № 21. P. 2472-2475.

4. Binasch G., Grunberg P., Saurenbach F., Zinn W. Enhanced magnetoresistance in layered magnetic structures with antiferromagnetic interlayer exchange // Phys. Rev. B. 1989. V. 39. № 7. P. 4828-4830.

5. Spin-dependent transport in magnetic nanostructures / S. Maekawa, T. Shinjo (Eds.), Taylor & Francis. London, New York, 2002.

6. Ферт А. Происхождение, развитие и перспективы спинтроники (Нобелевская лекция. Стокгольм, 8 декабря 2007 г.) // УФН. 2008. Т. 178. № 12. С. 1336-1348.

7. Грюнберг П.А. От спиновых волн к гигантскому магнитосопротивлению и далее (Нобелевская лекция. Стокгольм, 8 декабря 2007 г.) // УФН. 2008. Т. 178. № 12. С. 1349-1358.

8. Metallic superlattices / Ed. Т. Shinjo, Т. Takada. Amsterdam Oxford - New-York -Tokyo: Elsevier Science Publishers B.V., 1987. 272 p.

9. Engineering and application notes, giant magnetoresistive (GMR) sensors, nonvolatile electronics, 1996. P. 1-31.

10. Romashev L.N., Rinkevich A.B., Yuvchenko A., Burkhanov A. Magnetic field sensors based on Fe/Cr superlattices // Sensors and Actuators. 2001. V. A 91. P. 30-33.

11. DaughtonJ.M. Magnetic tunneling applied to memory // J. Appl. Phys. 1997. V. 81. № 8. P. 3758-3763.

12. Microwave photonics from components to applications / Ed. by A. Vilcot, B. Cabon, J. Chazelas, Kluwer, Dordrecht, 2003, 576 p.

13. Ustinov V.V., Rinkevich A.B., Romashev L.N., MininV.I. Correlation between microwave transmission and giant magnetoresistance in Fe/Cr superlattice // J. Magn. Magn. Mat. 1998. V. 177-181. P. 1205-1206.

14. Устинов В.В., Ринкевич А.Б., РомашевЛ.Н., ПеровД.В. Гигантское магнитосопротивление сверхрешеток Fe/Cr на сверхвысоких частотах // ЖТФ. 2004. Т. 74. №5. С. 94-100.

15. Rinkevich A.B., Romashev L.N., Ustinov V.V., Kuznetsov Е.А. High frequency properties of magnetic multilayers // J. Magn. Magn. Mat. 2003. V. 254-255. P. 603607.

16. Rinkevich A.B., Romashev L.N., MilyaevM.A., Kuznetsov E.A., Angelakeris M., Poulopoulos P. Electromagnetic waves penetration and magnetic properties of AgPt/Co nanostructures // J. Magn. Magn. Mat. 2007. V. 317. P. 15-19.

17. Rinkevich A.B., Romashev L.N., Ustinov V.V., Kuznetsov E.A. Rectangular waveguide with metallic nanostructure driven by magnetic field // Int. Journ. of Infrared and Millimeter Waves. 2007. V. 28. № 5. P. 567-578.

18. Устинов B.B., Ринкевич А.Б., РомашевЛ.Н., Бурханов A.M., Кузнецов Е.А. Гигантский магниторезистивный эффект в мультислоях Fe/Cr в широком интервале частот // ФММ. 2003. Т. 96. № 3. С. 52-58.

19. Устинов В.В., Ринкевич А.Б., РомашевЛ.Н., Миляев М.А., Бурханов A.M., Сидун H.H., Кузнецов Е.А. Проникновение электромагнитного поля через мультислойные и кластерно-слоистые наноструктуры Fe/Cr // ФММ. 2005. Т. 99. № 5. С. 44-55.

20. Устинов В.В., Ринкевич А.Б., Ромашев Л.Н., Кузнецов Е.А. Отражение электромагнитных волн от наноструктур Fe/Cr // Письма в ЖТФ. 2007. ТЗЗ. № 18. С. 23-31.

21. Устинов В.В., Ринкевич А.Б., Ромашев Л.Н., Кузнецов Е.А. Гигантский магниторезистивный эффект и магнитный резонанс в отражении электромагнитных волн от наноструктур Fe/Cr // ЖТФ. 2009. т. 79. № 8. С. 71-76.

22. Ринкевич А.Б., Ромашев Л.Н., Кузнецов Е.А. Электромагнитные волны в прямоугольном волноводе с металлической наноструктурой // Радиотехника и электроника. 2004. Т. 49. № 1. С. 48-53.

23. Ринкевич А.Б., РомашевЛ.Н., Кузнецов Е.А. Измерение высокочастотного гигантского магнитосопротивления наноструктур в режиме бегущих волн // Радиотехника и электроника. 2006. Т. 51. № 1. С. 93-99.

24. Ринкевич А.Б., Ромашев JI.H., Кузнецов Е.А. Магнитный резонанс в сверхрешетках Fe/Cr в режиме бегущих электромагнитных волн // "Новые магнитные материалы микроэлектроники". Сборник трудов XX Международной школы семинара. М.: МГУ, 2006. С. 757.

25. Ustinov V.V., Rinkevich А.В., Romashev L.N., MilyaevM.A., Kuznetsov E.A. Microwave GMR and magnetic resonance in (FeNi)/V multilayers // Euro Asian symposium "Trends in magnetism" (EASTMAG-2004): abstracts / Krasnoyarsk, Russia, 2004. P. 316.

26. Rinkevich A.B., Romashev L.N., Kuznetsov E.A. Millimeter wave giant magnetoresistance in Fe/Cr superlattice // The 15-th conference "Soft Magnetic Materials": abstracts / Bilbao, Spain, 2001. P. G-19.

27. Rinkevich A.B., Romashev L.N., Ustinov V.V., Kuznetsov E.A. Magnetic field driven waveguide with metallic nanostructure // European Microwave Week 2006. 36th European Microwave Conference (EuMC 2006): abstracts / Manchester, Great Britain, 2006. P. 55.

28. Ринкевич А.Б., Ромашев JI.H., Миляев М.А., Кузнецов Е.А. Магнитные, транспортные и микроволновые свойства наноструктур Ag/Co // X

29. Международный семинар "Нанотехнология и физика функциональных нанокристаллических материалов" (ДСМСМС-2005): тезисы / Екатеринбург-Новоуральск: ИФМ УрО РАН, 2005. С. 10.

30. Устинов B.B., Ромашев Л.Н., Минин В.И., Семериков А.В., Дель A.P. Зависимость магнитосопротивления сверхрешеток Fe/Cr от ориентации внешнего магнитного поля // ФММ. 1995. Т. 80. № 2. С. 71-80.

31. Dieny В. Giant magnetoresistance in spin-valve multilayers // J. Magn. Magn. Mat. 1994. V. 136. P. 335-359.

32. HjorvarssonB., DuraJ.A., Isberg P., WatanabeT., Udovic T.J., Andersson G., Majkrzak C.F. Reversible tuning of the magnetic exchange coupling in the Fe/V (001) superlattices using hydrogen // Phys. Rev. Lett. 1997. V. 79. № 5. P. 901-904.

33. BlixtA.M., Andersson G., LuJ., HjorvarssonB. Grown and characterization of Fe0;82NÍ0>18/V (001) superlattices // J. Phys.: Condens. Matter 2003. V. 15. P. 625-633.

34. Labergerie D., Westerholt K., ZabelH., HjorvarssonB. Hydrogen induced change of the atomic magnetic moments in Fe/Cr Superlattice // J. Magn. Magn. Mat. 2001. V. 225. P. 373-380.

35. Izquero J., RoblesR., Vega A., TalananaM., Demangeat C. Origin of dead magnetic Fe overlayers on V (110) // Phys. Rev. B. 2001. V. 64. № 6. P. 060404-1-060404-4.

36. Berkowitz A.E., Mitchell J.R., Carey M.J., Young A.P., Zhang S., SpadaF.E., Parker F.T., Hutten A., Thomas G. Giant magnetoresistance in heterogeneous Cu-Co alloys // Phys. Rev. Lett. 1992. V. 68. № 25. P. 3745-3748.

37. Xiao J.Q., Jiang J. Samuel, Chien C.L. Giant magnetoresistance in nonmultilayer magnetic systems // Phys. Rev. Lett. 1992. V. 68. № 25. P. 3749-3752.

38. Woods S.I., Kirtley J.R., SunS., Koch R.H. Direct investigation of superparamagnetism in Co nanoparticle films. // Phys. Rev. Lett. 2001. V. 87. № 13. P. 137205-1-137205-4.

39. SchadR., Potter C.D., BellienP., VerbankG., Mochalkov V.V., Bruynseraede Y. Giant magnetoresistance in Fe/Cr superlattices with very thin Fe layers // Appl. Phys. Lett. 1994. V. 64. № 25. P. 3500-3502.

40. Ustinov V.V., Romashev L.N., Milayev M.A., Korolev A.V., Krinitsina T.P., Burkhanov A.M. Kondo-like effect in the resistivity of superparamagnetic cluster-layered Fe/Cr nanostructures // J. Magn. Magn. Mat. 2006. V. 300. P. 148-152.

41. Slonczewski J.C. Mechanism of interlayer exchange in magnetic multilayers // J. Magn. Magn. Mat. 1993. V. 126. P. 374-379.

42. Slonczewski J.C. Conductance and exchange coupling of two ferromagnets separated by a tunneling barrier // Phys. Rev. B. 1989. V. 39. № 10. P. 6995-7002.

43. Parkin S.S.P., Moore N., Roche K.P. Oscillations in exchange coupling and magnetoresistance in metallic superlattice structures: Co/Ru, Co/Cr, and Fe/Cr // Phys. Rev. Lett. 1990. V. 64. № 19. P. 2304-2307.

44. Stiles M.D. Interlayer exchange coupling // J. Magn. Magn. Mat. 1999. V. 200. P. 322337.

45. Parkin S.S.P. Systematic variation of the strength and oscillation period of indirect magnetic exchange coupling through the 3d, 4 d, 5 d transition metals I I Phys. Rev. Lett. 1991. V. 67. № 25. P. 3598-3601.

46. Bruno P. Theory of interlayer magnetic coupling I I Phys. Rev. B. 1995-1. V. 52. № 1. P. 411-439.

47. Ustinov V.V., Bebenin N.G., Romashev L.N., Minin V.l., Milyaev M.A., Del A.R., Semerikov A.V. Magnetoresistance and magnetization of Fe/Cr(001) superlattices with noncollinear magnetic ordering // Phys. Rev. B. 1996-11. V. 54. № 22. P. 1595815966.

48. Rührig M., Schäfer R., Hubert A., Mosler R., Wolf J.A., Demokritov S.O., Grünberg P. Domain observations on Fe-Cr-Fe layered structures evidence for a biquadratic coupling effect // Phys. Status Solidi A. 1991. V. 125. № 2. P. 635-656.

49. Heinrich В., Cochran J.F., KowalewskiM. Kirschner J., CelinskiZ., ArrottA.S., Myrtle K. Magnetic anisotropics and exchange coupling in ultrathin fee Co (001) structures // Phys. Rev. B. 1991-1. V. 44. № 17. P. 9348-9361.

50. Schreyer A., AnknerJ.F., Zeidler Th., Zabel H., Schäfer M., WolfJ.A., Grünberg P., Majkrzak C.F. Noncollinear and collinear magnetic structures in exchange coupled Fe/Cr (001) superlattices // Phys. Rev. B. 1995. V. 52. № 22. P. 16066-16085.

51. Demokritov S.O. Biquadratic interlayer coupling in layered magnetic systems // J. Phys. D.: Appl. Phys. 1998. V. 31. P. 925-941.

52. Bruno P. Theory of interlayer exchange interactions in magnetic multilayers // J. Phys.: Condens. Matter 1999. V. 11. P. 9403-9419.

53. Slonczewski J.C. Fluctuation mechanism for biquadratic exchange coupling in magnetic multilayers // Phys. Rev. Lett. 1991. V. 67. № 22. P. 3172-3175.

54. Slonczewski J.C. Origin of biquadratic exchange in magnetic multilayers // J. Appl. Phys. 1993. Pt. II A. V. 73. № 10. P. 5957-5962.

55. Demokritov S., Tsymbal E., Grünberg P., ZinnW., Schuller I. К. Magnetic-dipole mechanism for biquadratic interlayer coupling // Phys. Rev. В. 1994-1. V. 49. № 1. P. 720-723.

56. Устинов В.В., КуркинМ.И. Термодинамическая модель волн спиновой плотности в хроме // ФММ. 2003. Т. 96. № 1. С. 13-17.

57. Slonczewski J.C. Overview of interlayer exchange theory // J. Magn. Magn. Mat. 1995. V. 150. P. 13-24.

58. Демокритов С.О., Дровосеков А.Б., Крейнес Н.М., Нембах X., Рикарт М., Холин Д.И. Межслойное взаимодействие в системе Fe/Cr/Fe: зависимость от толщины прослойки хрома и температуры // ЖЭТФ. 2002. Т. 122. №6(12). С. 1233-1246.

59. Морозов А.И., Сигов А.С. Новый тип доменных стенок доменные стенки, порождаемые фрустрациями в многослойных магнитных наноструктурах // ФТТ. 2004. Т. 46. № 3. С. 385-400.

60. Левченко В.Д., Морозов А.И., Сигов А.С., Сигов Ю.С. "Необычные" доменные стенки в мультислоях ферромагнетик — слоистый антиферромагнетик // ЖЭТФ. 1998. Т. 114. №5(11). С. 1817-1826.

61. Pierce D.T., Unguris J., CelottaR.J., Stiles M.D. Effect of roughness, frustration, and antiferromagnetic order on magnetic coupling of Fe//Cr multilayers // J. Magn. Magn. Mat. 1999. V. 200. P. 290-321.

62. Zabel H. Magnetism of chromium at surfaces, at interfaces and in thin films // J. Phys.: Condens. Matter. 1999. V. 11. P. 9303-9346.

63. Fishman R.S. Spin density waves in Fe/Cr trilayers and multilayers // J. Phys.: Condens. Matter. 2001. V. 13. P. R235-R269.

64. CamleyR.E., Stamps R.L. Magnetic multilayers: spin configurations, excitations and giant magnetoresistance // J. Phys.: Condens. Matter. 1993. V. 5. P. 3727-3786.

65. Zutic I., Fabian J., Das Sarma S. Spintronics: fundamentals and applications // Rev. Mod. Phys. 2004. V. 76. P. 323-410.

66. Fert A., GrunbergP., Barthélémy A., PetroffF., Zinn W. Layered magnetic structures: interlayer exchange coupling and giant magnetoresistance // J. Magn. Magn. Mat. 1995. V. 140-144. P. 1-8.

67. GijsM.A.M., Bauer G.E.W. Perpendicular giant magnetoresistance of magnetic multilayers // Adv. Phys. 1997. V. 46. № 3/4. P. 285-445.

68. Levy P.M., Zhang S. Our current understanding of giant magnetoresistance in transition-metal multilayers // J. Magn. Magn. Mat. 1995. V. 151. P. 315-323.

69. Zhang X.-G., Butler W.H. Conductivity of metallic films and multilayers // Phys. Rev. B. 1995-1. V. 51. № 15. P. 10085-10103.

70. Los V.F., PogorilyA.N. Magnetoresistance of metallic magnetic multilayers in the ballistic regime for a spacer // J. Phys. D.: Appl. Phys. 2000. V. 33. P. 1267-1275.

71. Baumgart P., Gurney B.A., Wilhoit D.R., Nguyen Т., Dieny В., Speriosu V.S. The role of spin-dependent impurity scattering in Fe/Cr giant magnetoresistance multilayers // J. Appl. Phys. 1991. V. 69. Pt. II. № 8. P. 4792-4794.

72. Parkin S.S.P. Origin of enhanced magnetoresistance of magnetic multilayers: spin-dependent scattering from magnetic interface states // Phys. Rev. Lett. 1993. V. 71. № 10. P.1641-1644.

73. Fullerton E.E., Kelly D.M., Guimpel J., Schuller I. K., Bruynseraede Y. Roughness and giant magnetoresistance in Fe/Cr superlattices // Phys. Rev. Lett. 1992. V. 68. №6. P. 859-862.

74. Устинов B.B. Корреляция гигантского магнитосопротивления и намагниченности металлических сверхрешеток // ЖЭТФ. 1994. Т. 106. № 1(7). С. 207-216.

75. Ustinov V.V., Kravtsov Е.А. A unified semiclassical theory of parallel and perpendicular giant magnetoresistance in metallic superlattices // J. Phys.: Condens. Matter. 1995. V. 7. P. 3471-3484.

76. Chaiken A., Prinz G.A., Krebs J.J. Magnetotransport study of Fe-Cr-Fe sandwiches grown onZnSe (100) //J. Appl. Phys. 1990. V. 67. № 9. P. 4893-4894.

77. PettitK., GiderS., Parkin S.S.P., SalamonM.B. Strong biquadratic coupling and antifeiTomagnetic ferromagnetic crossover in NiFe/Cu multilayers // Phys. Rev. B. 1997-1. V. 56. № 13. P. 7819-7822.

78. Krebs J.J., Lubitz P., Chaiken A., Prinz G.A. Magnetoresistance origin for nonresonant microwave absorption in antiferromagnetically coupled epitaxial Fe/Cr/Fe(001) sandwiches //J. Appl. Phys. 1991. V. 69. № 8. Pt. II. P. 4795-4797.

79. Krebs J.J., Lubitz P., Chaiken A., Prinz G.A. Magnetic resonance determination of the antiferromagnetic coupling of Fe layers through Cr// Phys. Rev. Lett. 1989. V. 63. № 15. P. 1645-1648.

80. Kuanr B.K., KuanrA.V. FMR studies on Fe/Cr/Fe trilayer ultrathin films // J. Magn. Magn. Mat. 1997. V. 165. № 1-3. P. 275-279.

81. Kuanr В.К., Kuanr A.V., Grimberg P., G. Nimtz. Swept-frequency FMR on Fe/Cr trilayer ultrathin films; microwave giant magnetoresistance // Phys. Let. A. 1996. V. 221. №3-4. P. 245-252.

82. Ринкевич А.Б., Ромашев JT.H., Устинов B.B. Высокочастотное магнитосопротивление сверхрешеток Fe/Cr // ЖЭТФ. 2000. Т.117. №5. С. 960968.

83. Ustinov V.V. High frequency impedance of magnetic superlattices showing giant magnetoresistance // J. Magn. Magn. Mat. 1997. V. 165. P. 125-127.

84. Frait Z., Sturc P., Temst K., Bruynseraede Y., Vävra I. Microwave and d.c. differential giant magnetoresistance study of iron/chromium superlattices // Solid State Comm. 1999. V. 112. P. 569-573.

85. Rausch Т., SzczurekT., Schlesinger M. High frequency giant magnetoresistance in evaporated Co/Cu multilayers deposited on Si (111) and Si (100) // J. Appl. Phys. 1999. V. 85. № l.P. 314-318.

86. Грановский А.Б., Козлов A.A., БагмутТ.В., He дух С.В., Тарапов С.И., Клерк Ж.П. Высокочастотное спин-зависящее туннелирование в нанокомпозитах // ФТТ. 2005. Т. 47. № 4. С. 713-715.

87. Jacquet J.C., Valet Т. A new magneto optical effect discovered on magnetic multilayers: the magnetorefractive effect // Mat. Res. Soc. Symp. Proc. 1995. V. 384. P. 477-490.

88. Pratt Jr. W.P., Lee S.-F., Slaughter J.M., LoloeeR., Schroeder, Bass J. Perpendicular giant magnetoresistance of Ag/Co multilayers // Phys. Rev. Lett. 1991. V. 66. № 23. P. 3060-3063.

89. Valet Т. Theory of the perpendicular magnetoresistance in magnetic multilayers // Phys. Rev. B. 1993-11. V. 48. № 10. P. 7099-7113.

90. Bass J., Pratt Jr. W.P. Current-perpendicular (CPP) magnetoresistance in magnetic metallic multilayers // J. Magn. Magn. Mat. 1996. V. 200. P. 274-289.

91. Gijs M.A.M., Lenczowski S.K., Giesbers J.B. Perpendicular giant magnetoresistance of microstructured Fe/Cr magnetic multilayers from 4,2 to 300 К // Phys. Rev. Lett. 1993. V. 70. №21. P. 3343-3346.

92. Piraux L., Dubois S., FertA. Perpendicular giant magnetoresistance in magnetic multilayered nanowires // J. Magn. Magn. Mat. 1996. V. 159. P. L287-L292.

93. Dauguet P., Gandit P., Chaussy J. New methods to measure the current perpendicular to the plane magnetoresistance of multilayers // J. Appl. Phys. 1996. V. 79. № 8. P. 58235825.

94. Ustinov V.V., Rinkevich A.B., Romashev L.N. Microwave magnetoresistance of Fe/Cr multilayers in current-perpendicular to plane geometry // J. Magn. Magn. Mat. 1999. V. 198-199. P.82-84.

95. Ustinov V.V., Rinkevich A.B., Romashev L.N. Microwave current-perpendicular to plane giant magnetoresistance of Fe/Cr superlattice // J. Magn. Soc. Japan. 1999. V. 23. P. 114-116.

96. Ринкевич А.Б., РомашевЛ.Н. Бесконтактное измерение магнитосопротивления магнитных металлических сверхрешеток // Радиотехника и электроника. 1999. Т. 44. №5. С. 597-600.

97. Устинов В.В., Ринкевич А.Б., РомашевЛ.Н., Ангелакерис М., Воурутцис Н. Микроволновое магнитосопротивление сверхрешеток Fe/Cr при протекании тока перпендикулярно плоскости слоев // ФММ. 2002. Т. 93, № 5. С .31-38.

98. Магарилл Л.И., Махмудиан М.М., Энтин М.В. Фриделевские осцилляции проникновения магнитного поля в нормальный металл и размерно-квантованную систему // Письма в ЖЭТФ. 2002. Т. 75. Вып. 9-10. С. 560-564.

99. Ферромагнитный резонанс / под ред. чл.-корр. АН СССР С.В. Вонсовского. М.: Гос. изд. физ.-мат. лит., 1961. 344 с.

100. Farle М. Ferromagnetic resonance of ultrathin metallic layers // Rep. Prog. Phys. 1998. V. 61. № 7. P. 755-826.

101. Celinski Z., UrquhartK.B., HeinrichB. Using ferromagnetic resonance to measure the magnetic moments of ultrathin films // J. Magn. Magn. Mat. 1997. V. 166. P. 6-26.

102. Дровосеков А.Б., КрейнесН.М., ХолинД.И., Мещеряков В.Ф., Миляев М.А., Ромашев J1.H., Устинов В.В. Ферромагнитный резонанс в многослойных структурах Fe/Cr.n с неколлинеарным магнитным упорядочением // Письма в ЖЭТФ. 1998. Т. 67. № 9. С. 690-695.

103. Бебенин Н.Г., Устинов В.В. Частоты спиновых волн в сверхрешетке с биквадратичным обменом в магнитном поле // ФММ. 2000. Т. 89. № 3. с. 19-23.

104. Крейнес II.M. Исследование межслоевого взаимодействия в магнитных многослойных структурах Fe/Cr.n методом ферромагнитного резонанса (Обзор) // ФНТ. 2002. Т. 28. № 8/9. С. 807-821.

105. Lindner J., BaberschkeK. In situ ferromagnetic resonance: an ultimate tool to investigate the coupling in ultrathin magnetic films // J. Phys.: Condens. Matter. 2003. V. 15. P. R193-R232.

106. BebeninN.G., KobelevA.V., TankeevA.P., Ustinov V.V. Magnetic resonanse frequencies in multilayers with biquadratic exchange and non-collinear magnetic ordering // J. Magn. Magn. Mat. 1997. V. 165. P. 468-470.

107. Maccio M., PiniM.G., PolitiP., Rettori A. Spin-wave study of the magnetic excitations in sandwich structures coupled by bilinear and biquadratic interlayer exchange //Phys. Rev. B. 1994-1. V. 49. № 5. P. 3283-3293.

108. Мицек А.И. ФМР в пленках, состоящих из слоев с разными решетками // Укр. физ. журн. 1993. Т. 38. № 10. С. 1563-1566.

109. Носов Р.Н., Семенцов Д.И. Модификация спектров спин-волнового резонанса в пленках с затуханием и конечным поверхностным закреплением спинов // ФТТ. 2000. Т. 42. Вып. 8. С. 1430-1436.

110. Василевская Т.М., Семенцов Д.И. Спин-волновой резонанс в продольно намагниченной тонкой пленке // ФТТ. 2007. Т. 49. Вып. 10. С. 1824-1830.

111. Носов P.H., Семенцов Д.И. Спин-волновой резонанс в магнитных пленках в условиях скин-эффекта // ФТТ. 2002. Т. 44. Вып. 9. С. 1639-1642.

112. Носов Р.Н., Семенцов Д.И. Скин-эффект в условиях ферромагнитного и спин-волнового резонанса// ФТТ. 2001. Т. 43. Вып. 10. С. 1845-1848.

113. Коган Е.М., Туров Е.А., Устинов В.В. Импеданс прохождения ферромагнитной металлической пленки. // ФММ. 1982. Т. 53. № 2. С. 223-229.

114. Гейнрих Б., Мещеряков В.Ф. Прохождение электромагнитной волны через ферромагнитный металл в области антирезонанса // Письма в ЖЭТФ. 1969. Т. 9. № 11.С. 618-622.

115. Каганов М.И., ПаашГ. Импеданс ферромагнитного металла вблизи антирезонанса // ЖЭТФ. 1976. Т. 70. № 3. С. 1112-1119.

116. Moreland J. Micromechanical instruments for ferromagnetic measurements // J. Phys. D.: Appl. Phys. 2003. V. 36. P. R39-R51.

117. Belozorov D.P., RavlikA.G., Rameev B.Z., Roschenko S.T., Shipkoval.G., Tarapov S.I. High frequency resonance features of giant magnetoresistance multilayers // Int. Joum. of Infrared and Millimeter Waves. 2000. V. 21. № 10. P. 1627-1638.

118. Gan'shinaE., GuschinV., KirovS., PerovN., Syr'evN., BrouersF. Magnetic, magnetooptical properties and FMR in multilayer films // J. Magn. Magn. Mat. 1997. V. 165. P. 346-348.

119. KuanrB.K. Interlayer exchange coupling of epitaxial Fe/Al/Fe trilayer films: dynamic and static measurements // J. Appl. Phys. 2003. V. 93. № 10. P. 7232-7234.

120. Каплиенко А.И., НиколоваЭ.П, КутькоК.В., АндерсА.Г., Зорченко В.В., СтеценкоА.Н. Магнитный резонанс и осцилляции магнитной анизотропии в сверхрешетках Со/Си (111) // ФНТ. 2005. Т. 31. № 3/4. С. 471-478.

121. TexeiraM. A., Ramos С.А., Fernandes A.A.R., Fullerton Е.Е. FMR study of the crystalline anisotropy of Fe(f)Cr(38Â).N superlattices grown on MgO(lOO) and MgO (110)// J. Magn. Magn. Mat. 2001. V. 226-230. P. 1788-1789.

122. Arias R., Mills D.L. Extrinsic contributions to the ferromagnetic resonance response of ultrathin films // Phys. Rev. B. 1999-11. V. 60. № 10. P. 7395-7409.

123. Urban R., Heinrich В., Woltersdorf G., Ajdari K., Myrtle K., Cochran J.F. Nanosecond relaxation processes in ultrathin metallic films prepared by MBE // Phys. Rev. B. 2001. V. 65. P. 020402-1-4.

124. Urban R., Woltersdorf G., HeinrichB. Gilbert damping in single and multilayer ultrathin films: role of interfaces in nonlocal spin dynamics // Phys. Rev. Lett. 2001. V. 87. №21. P. 217204-1-4.

125. Tserkovnyak Y., Brataas A., Bauer G.E.W. Enhanced Gilbert damping in thin ferromagnetic films //Phys. Rev. Lett. 2002. V. 88. № 11. P. 117601-1-4.

126. Slonczewski J.C. Current-driven excitation of magnetic multilayers // J. Magn. Magn. Mat. 1996. V. 159. P. L1-L7.

127. Berger L. Emission of spin waves by a magnetic multilayer traversed by a current // Phys. Rev. B. 1996-1. V. 54. № 13. P. 9353-9358.

128. Звездин A.K., Звездин K.A., Хвальковский A.B. Обобщенное уравнение Ландау-Лифшица и процессы переноса спинового момента в магнитных наноструктурах // УФН. 2008. Т. 178. № 4. С. 436-442.

129. Tsoi М., Jansen A.G.M., Bass J., Chiang W.-C., Seek M., Tsoi V., WyderP. Excitation of a magnetic multilayer by an electric current // Phys. Rev. Lett. 1998. V. 80. № 19. P. 4281-4284.

130. Katine J.A., Albert F.G., Buhrman R.A., Myers E.B., Ralph D.C. Current-driven magnetization reversal and spin-wave excitation in Co/Cu/Co pillars // Phys. Rev. Lett. 2000. V. 84. № 14. P. 3149-3152.

131. Grollier J., Cros V., Hamzic A., George J.M., Jaffres H., FertA., Faini G., Ben Youssef J., LeGallH. Spin-polarized current induced switching in Co/Cu/Co pillars // Appl. Phys. Lett. 2001. V. 78. № 23. P. 3663-3665.

132. Urazhdin S., BirgeN.O., Pratt W.P., Bass J. Switching current versus magnetoresistance in magnetic multilayer nanopillars // Appl. Phys. Lett. 2004. V. 84. №9. P. 1516-1518.

133. FertA., CrosV., George J.-M., Grollier J., Jaffres H., Hamzic A., Vaures A., Faini G., Ben Youssef J., LeGallH. Magnetization reversal by injection and transfer of spin: experiments and theory // J. Magn. Magn. Mat. 2004. V. 272-276. P. 17061711.

134. Slonczewski J.C. Excitation of spin waves by an electric current // J. Magn. Magn. Mat. 1999. V. 195. P. L261-L268.

135. Slonczewski J.C., United States Patent # 5,695,864, Dec. 9, 1997.

136. Rippard W.H., PufallM.R., KakaS., RussekS.E., SilvaT.J. Direct-current induced dynamics in Co9oFeio/Ni8oFe2o point contacts // Phys. Rev. Lett. 2004. V. 92. № 2. P. 027201-1-4.

137. Grollier J., CrosV., FertA. Synchronization of spin-transfer oscillators driven by stimulated microwave currents // Phys. Rev. B. 2006. V. 73. № 6. P. 060409(R)-l-4.

138. Stamps R.L. Mechanisms for exchange bias // J. Phys. D.: Appl. Phys. 2000. V. 33. P. R247-R268.

139. Dieny В., Speriosu V.S., Parkin S.S.P., GurneyB.A., WilhoitD.R., MauriD. Giant magnetoresistance in soft ferromagnetic multilayers // Phys. Rev. B. 1991. V. 43. № 1. P. 1297-1300.

140. GriinbergP. "Magnetic field sensor with ferromagnetic thin layers having magnetically antiparallel polarized components", US patent 4,949,039 (1990).

141. KakaS., RussekS. Switching in spin-valve devices in response to subnanosecond longitudinal field pulses // J. Appl. Phys. 2000. V. 87. № 9. P. 6391-6393.

142. Gregg G.F., Petej I., Jouguelet E, Dennis C. Spin electronics a review // J. Phys. D.: Appl. Phys. 2002. V. 35. P. R121-R155.

143. Блинов B.B., Потемкин Г.А., Пчеляков О.П. и др., Автор, свид. "Устройство для молекулярно-лучевой эпитаксии" № 1487517 (1989).

144. Автоматизированная многокамерная установка молекулярно-лучевой эпитаксии "Катунь-С". Паспорт, техническое описание и инструкция по эксплуатации. Новосибирск, ИФП СО РАН, 1991.

145. Пчеляков О.П. Молекулярно-лучевая эпитаксия: оборудование, приборы, технология // УФН. 2000. Т. 170. № 9. С. 993-995.

146. Устинов В.В., ЦуринВ.А., Ромашев Л.П., Овчинников В.В. Мессбауэровская спектроскопия межслойных границ в магнито-неколлинеарных сверхрешетках 57Fe/Cr.,2/MgO (100) //ПЖТФ. 1999. Т. 25. № 11. С. 88-94.

147. Миляев М.А. Магнитометр АВМ-1. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. Екатеринбург, 2006 г. 27 с.

148. Селективный микровольтметр и прибор для измерения радиопомех типа SMV 1.1. Описание. VEB Messelektronik. Berlin. 57с.

149. Измеритель КСВН панорамный Р2-65. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. Вильнюс, 1986 г. 116 с.

150. Измеритель КСВН панорамный Р2-67. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. Вильнюс, 1986 г. 124 с.

151. Волноводы сложных сечений / Г.Ф. Заргано, В.П. Ляпин, B.C. Михалевский и др. М.: Радио и связь, 1986. 124 е.: ил.

152. Фальковский О.И. Техническая электродинамика. Учебник для вузов связи. М.: Связь, 1978. 432 е.: ил.

153. Семенов H.A. Техническая электродинамика. М.: Связь, 1972. 480 с.

154. Лебедев И.В. Техника и приборы СВЧ. Т. 1. М.: Высш. школа, 1970. 440 е.: ил.

155. Никольский В.В., Никольская Т.И. Электродинамика и распространение радиоволн: Учеб. пособие для вузов.-3-е изд., перераб. и доп. М.: Наука, 1989. 544 е.: ил.

156. Гуревич А.Г. Магнитный резонанс в ферритах и антиферромагнетиках. М.: Наука, 1973. 592 е.: ил.

157. Гуревич А.Г., Мелков Г.А. Магнитные колебания и волны, М.: Физматлит, 1994. 464 е.: ил.

158. Никольский В.В. Вариационные методы для внутренних задач электродинамики. М.: Паука, 1967. 460 е.: ил.

159. Бреховских Л.М., Годин O.A. Акустика слоистых сред. М.: Наука, 1989. 416 с.: ил.

160. Голант М.Б., Маклаков A.A., ШурМ.Б. Изготовление резонаторов и замедляющих систем электронных приборов. М.: Сов. радио, 1969. 408 е.: ил.