Индуцированное квантовым электронным размерным эффектом уменьшение суперпарамагнитных кластеров в нанопленках [Co/Cu(111)]n

Abstract

Известно, что квантовые размерные эффекты являются важным фактором для формирования морфологических особенностей металлических пленок. Выявленные в работе закономерности поведения суперпарамагнитного магниторезистивного эффекта в многослойных нанопленках Co/Cu(111) в магнитном поле свидетельствуют о влиянии электронного размерного эффекта на образование кластеров в этих пленках. Представлены результаты измерений высокополевого магниторезистивного эффекта в многослойных пленках [Co/Cu(111)]₂₀ с неизменной толщиной слоев кобальта и изменяющимися от пленки к пленке толщинами слоев меди. Обнаружено уменьшение эффективных размеров суперпарамагнитных образований в пленках, имеющих слои меди с толщинами, которые соответствуют максимумам антиферромагнитной обменной связи между слоями кобальта. Высказано предположение, что наблюдаемое «измельчение» суперпарамагнитных частиц обусловлено осциллирующими изменениями электронной плотности в интерфейсном слое Co/Cu, индуцированными квантовым электронным размерным эффектом в слоях меди.

Відомо, що квантові розмірні ефекти є вагомим фактором для формування морфологічних особливостей металічних плівок . Виявлені в роботі закономірності у поведінці суперпарамагнітного магніторезистивного ефекту в багатошарових наноплівках Co/Cu(111) в магнітному полі свідчать про вплив електронного розмірного ефекту на формування кластерів у цих плівках. Представлено результати вимірів високопольового магніторезистивного ефекту в багатошарових плівках [Co/Cu(111)]₂₀ із сталою товщиною шарів кобальту та із змінною товщиною шарів міді в різних плівках. Виявлено зменшення ефективних розмірів суперпарамагнітних утворень у плівках з товщиною шарів міді, які відповідають максимумам антиферомагнітного зв’язку між шарами кобальту. Зроблено припущення, що виявлене «здрібнення» суперпарамагнітних частинок зумовлено осцилюючими змінами електронної густини в інтерфейсному шарі Co/Cu, що індуковані квантовим розмірним ефектом в шарах міді.

It is known, that the quantum size effects are important factors for formation of morphological peculiarities of metal nanofilms during their growing. The regularities in the behavior of superparamagnetic magnetoresistive effect in the Co/Cu(111) nanofilms in magnetic field, observed in the experiment under consideration point to the influence of electron size effect on cluster formation in these films. The experimental data on high-field magnetoresistive effect in the [Co/Cu(111)]₂₀ multilayer nanofims are reported. The films had the fixed Co layer thicknesses and a varying Cu layer thicknesses in different films. It is found that the effective sizes of superparamagnetic formations in the films, with a Cu layer thicknesses, corresponding to maxima of antiferromagnetic coupling between the Co layers are decreased. It is supposed, that the observed “grinding” of smaller superparamagnetic particles is caused by oscillating variations of electron density in the Co/Cu interface layer, induced by the quantum size effect in the Cu layers.