Введение
ГЛАВА I. ТРАНСПОРТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ В МАГНИТНЫХ НАНОСТРУКТУРАХ 12
1.1. Основные понятия 12
1.1.1. Эффекты магнитосопротивления 12
1.1.2. Основы теории спин-зависимого транспорта 17
1.2. Сопротивление доменной стенки в наноструктурах 22
1.2.1. Анизотропное магнитосопротивление 22
1.2.2. Отражение зарядов от доменной стенки как потенциального барьера 23
1.2.3. Спин-зависимое рассеяние на примесях 23
1.2.4. Спиновая аккумуляция 26
1.2.5. Слабая локализация 26
1.2.6. Баллистическое магнитосопротивление 27
1.3. Переключение многослойных магнитных структур спин-поляризованным током 28
1.3.1. Модель переноса спина 29
1.3.2. Механизмы передачи поперечной компоненты спинового тока 31
1.3.3. Расчет вращающего момента 33
1.3.4. Влияние продольной компоненты спинового тока 34
1.3.5. Эксперименты по перемагничиванию током 35
1.4. Индуцированное током движение доменных стенок 36
1.4.1. Сила, вызванная эффектом Холла 37
1.4.2. Передача импульса от тока к стенке 38
1.4.3. Адиабатический вращающий момент 39
1.4.4. Неадиабатический вращающий момент 40
1.4.5. Изменение структуры доменной стенки 41
1.4.6. Другие модели 41
ГЛАВА II. РАСЧЕТ МАГНИТНОЙ СТРУКТУРЫ НАНООБЪЕКТОВ 43
II.1. Уравнение динамики магнитного момента 43
Н.1.1. Термодинамические соотношения 43
II. 1.2. Эффективное поле. Уравнение Ландау-Лифшица-Гильберта 44
Н.2. Расчет эффективного поля 46
П.2.1. Обменная энергия 46
П.2.2. Энергия анизотропии 47
П.2.3. Магнитостатическая энергия 48
П.2.4. Эффективное поле 49
II.3. Микромагнитный пакет SpinPM 50
ГЛАВА III. МАГНИТНАЯ СТРУКТУРА И ПРОЦЕССЫ ПЕРЕМАГНИЧИВАНИЯ ПЛАНАРНЫХ НАНОСТРУКТУР 52
Ш.1. Магнитная структура и процессы перемагничнвання планарного магнитного напоконтакта в форме наномостика 52
III. 1.1. Введение 52
Ш.1.2. Микромагнитный анализ задачи 53
III.1.3. Энергия наномостика 57
III. 1.4. Модельное описание фазовой диаграммы 61
III.1.5. Механизм фазовых превращений в магнитном наномостике 65
III.1.6. Изменение фазовой диаграммы наномостика при вариации параметров системы 66
Ш.1.7. Выводы 67
III.2. Роль дефектов в процессах перемагничнвання планарных манганитных наноустройств 68
Ш.2.1. Введение 68
Ш.2.2. Манганита. LSMO 69
Ш.2.3. Сопротивление доменной стенки в LSMO 70
Ш.2.4. Сопротивление и структура доменной стекни в LSMO 73
Ш.2.5. Предварительные результаты микромагнитного анализа. Постановка задачи 74
Ш.2.6. Моделирование дефектов 75
Ш.2.6.0 влиянии дефектов различного типа на процесс перемагничивания наноконтакта 77
Ш.2.7. Модель переключения устройства 79
Ш.2.8. Выводы 83
ГЛАВА IV. ТРАНСПОРТНЫЕ СВОЙСТВА И СПИНОВАЯ АККУМУЛЯЦИЯ В МАГНИТНОМ НАНОМОСТИКЕ 85
IV. 1. Спиновая аккумуляция и сопротивление доменной стенки в магнитной нанопроволоке 85
IV.2. Транспортная задача в наномостике: модель спиновой аккумуляции 88
IV.2.1. Связь между сопротивлением доменной стенки и спиновой аккумуляцией в наномостике 88
IV.2.2. Распределение спиновой аккумуляции в наномостике 90
1V.2.3. Сопротивление наномостика: доменная стенка посредине перемычки 93
IV.2.4. Зависимость сопротивления доменной стенки от положения внутри перемычки 95
IV.2.5. Частотная зависимость сопротивления доменной стенки 96
IV.2.6. Практические применения магнитных наномостиков 97
ГЛАВА V. ПЕРЕМАГНИЧИВАНИЕ НАНОСТРУКТУР СПИН-ПОЛЯРИЗОВАННЫМ
ТОКОМ 99
V.I. Индуцированное током движение доменной стенки в спин-вентилыюй структуре: влияние продольной компоненты спиновой аккумуляции. Модель стонеровского ферромагнетика 100
V.1.1, Постановка задачи 101
V.I.2. Изменение плотности свободной энергии при наличии спиновой аккумуляции 102
V.I.3. Давление на доменную стенку 104
V. 1.4. Обсуждение 107
V.2. Индуцированное током движение доменной стенки в спин-вентилыюй структуре: влияние
поперечной компоненты спиновой аккумуляции 108
V.2.I. Моделируемая система 108
V.2.2. Результаты моделирования 110
V.2.3. Обсуждение 113
V.3. Индуцированное током движение доменной стенки в нанопроволоке эллиптического сечения 114
V.3.I. Постановка задачи и основные уравнения 114
V.3.2. Уравнения динамики на решении в виде плоской волны 115
V.3.3. Решение уравнений динамики 117
ВЫВОДЫ 121
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение А. Роль дефектов в процессах перемагничивания однослойных и двухслойных обменно-связанных систем 122
АЛ. Введение 122
А.2. Исследование однослойной пленки SmCo 124
А.З. Моделирование обменно-связанных двухслойных магнитов SmCo/Fe 127
А.4. Выводы 129
Приложение Б. Вид функционала, соответствующего уравнению спиновой диффузии (IV.9) 130
Приложение В. Устойчивость решения транспортной задачи в паномостике относительно вариации параметров 131
Приложение Г. Плотность свободной энергии ферромагнетика с произвольным законом дисперсии. 132
Приложение Д. Решение задачи спиновой аккумуляции в спиновом вентиле с доменной стенкой 133
Приложение Б. Фазовые диаграммы наномостика для реальных систем 135
ЦИТИРУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА 138
СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ 146
