Короткопериодные осцилляции сопротивления и магнитосопротивления в сверхрешетках Co/Cu (111) на слюде

Abstract

Для сверхрешеток [Co(8Å)/Cu(dCu)(111)]20, полученных магнетронным распылением, в магнитных полях Н = 15 кЭ, ориентированных параллельно либо перпендикулярно слоям, обнаружены осцилляции удельного сопротивления в насыщении ρs и относительного магнитосопротивления R/Rs при изменении толщины прослоек меди (dCu = 6–40 Å). Экстремумы s и ΔR/Rs наблюдались при dCu = nd(₁₁₁), где n — целое или полуцелое число, d(₁) = 2,087 Å — расстояние между плоскостями (111) Сu, причем расстояние между соседними максимумами или минимумами составляло 1; 1,5; 2; 2,5 и 3d(₁₁₁). При отклонении магнитного поля от плоскости слоев на зависимости сопротивления от магнитного поля появлялся дополнительный максимум, связанный с особенностью намагничивания слоев в сверхрешетке в наклонном поле. Осцилляции s и ΔR/Rs сопровождались синхронными с ними осцилляциями константы магнитной анизотропии. Анализ данных и теоретические расчеты ориентации магнитных моментов слоев при включении перпендикулярного слоям магнитного поля позволяют объяснить наблюдавшиеся эффекты немонотонным изменением шероховатости границ раздела слоев при увеличении dCu, приводящим к осцилляциям билинейного и биквадратичного обменного взаимодействия слоев Со.

Для надграток [Co(8Å)/Cu(dCu)(111)]20, отриманих магнетронним розпиленням в магнітних полях H = 15 кE, що орієнтовані паралельно або перпендикулярно шарам, виявлено осциляції питомого опору в насиченні ρs та відносного магнітоопору ΔR/Rs при зміні товщини прошарків міді (dCu = 6–40 Å). Екстремуми ρs та ΔR/Rs спостерігалися при dCu = nd(₁₁₁), де n — ціле або напівціле число, d(₁₁₁) = 2,087 Å — відстань між площинами (111) Cu, причому відстань між сусідніми максимумами або мінімумами складає 1; 1,5; 2; 2,5 та 3d(₁₁₁). При відхиленні магнітного поля від площини шарів на залежності опору від магнітного поля з’являвся додатковий максимум, пов’язаний з особливостю намагнічування шарів в надгратці у похилому полі. Осциляції ρs та ΔR/Rs супроводжувалися синхронними з ними осциляціями константи магнітної анізотропії. Аналіз даних та теоретичні розрахунки орієнтації магнітних моментів шарів при включенні перпендикулярного шарам магнітного поля дозволяють пояснити ефекти, що спостерігалися, немонотонним зміненням шорсткості границь розподілу шарів при збільшенні dCu, які приводять до осциляцій білінійної та біквадратичної обмінної взаємодії шарів Со.

It is found that the [Co(8Å)/Cu(dCu)(111)]20 sublattices prepared by dc magnetion sputtering display oscillation of both the resistivity at saturation, ρs, and the magnetoresistance ratio ΔR/Rs, as a function of copper layer thickness (dCu = = 6–40 Å) in magnetic fields up to Н = 15 kOe directed along or perpendicular to the Cu layers. The ρs and ΔR/Rs extrema were observed for dCu = nd(₁₁₁), where n is the integer or half-integer, d(₁₁₁) = 2.087 Å is the distance between (111) Сu planes, and the intervals between neighboring maxima and minima are equal to 1, 1.5, 2, 2.5, and 3d(₁₁₁). The deviation of magnetic field from the layer plane gave rise to an additional maximum in the dependence of resistance on magnetic field, which is due to the pecularities of layers magnetization in the superlattices. The ρs and ΔR/Rs oscillations were accompanied by synchronous oscillations of the magnetic anisotropy constant. The analysis of data and the theoretical calculations of orientation for layer magnetic moments on application of perpendicular to the layer magnetic field permit the observed effects to be accounted for by nonmonotonic changes of the interfaces roughness with increasing dCu, which cause the oscillations of bilinear and biquadratic exchange coupling of the Со layers.