Исследования магнитных свойств гранулярной системы Co₀,₆ (Al₂On)₀,₄, обладающей эффектом изотропного положительного магнитосопротивления

Abstract

В гранулярной ферромагнитной пленке Co₀,₆ (Al₂On)₀,₄₁, обладающей в диапазоне магнитных полей ± 500 Э изотропным (не зависящим от угла между направлением тока и намагниченности в плоскости) положительным магнитосопротивлением, проведен комплекс магнитостатических, магниторезонансных (ФМР) и магнитотранспортных измерений в интервале температур 100–360 К. Установлено, что данная аномалия магнитосопротивления обусловлена эффектами ближнего порядка в упорядоченности магнитных моментов гранул при отсутствии внешнего магнитного поля, навязанной их дипольно-дипольным взаимодействием. Установлено, что температура блокировки термоактивированной переориентации магнитных моментов гранул существенно различна по отношению к времени измерения в использованных для данного исследования методах. Она составляет около 200 К для измерений намагниченности и превышает 470 К для ФМР и измерений магнитосопротивления. Показано, что ферромагнитный резонанс исследуемой системы меняется от режима «независимого резонанса отдельных кластеров» к режиму «коллективного резонанса системы магнитных гранул в пленке» при изменении направления магнитного поля от лежащего в плоскости к направленному вдоль нормали к пленке.

В гранулярній феромагнітній плівці Co₀,₆ (Al₂On)₀,₄₁, яка має в діапазоні магнітних полів ± 500 Е ізотропний (не залежний від кута між напрямком струму й намагніченості в площині) позитивний магнітоопір, проведено комплекс магнітостатичних, магніторезонансних (ФМР) і магнітотранспортних вимірів в інтервалі температур 100–360 К. Встановлено, що дана аномалія магнітоопору обумовлена ефектами ближнього порядку в упорядкованості магнітних моментів гранул при відсутності зовнішнього магнітного поля, що обумовлено їхньою дипольно-дипольною взаємодією. Встановлено, що температура блокування термоактивованої переорієнтації магнітних моментів гранул істотно різна стосовно часу виміру у використаних для даного дослідження методах. Вона становить близько 200 К для вимірів намагніченості й перевищує 470 К для ФМР і вимірів магнітоопору. Показано, що феромагнітний резонанс досліджуваної системи змінюється від режиму «колективного резонансу окремих кластерів» до режиму «колективного резонансу системи магнітних гранул у плівці» при зміні напрямку магнітного поля від лежачого в площині до спрямованого уздовж нормалі до плівки.

The magnetic properties of the Co₀,₆ (Al₂On)₀,₄₁ granular thin film exhibiting an isotropic positive magnetoresistance (IPMR), were investigated by dynamic (FMR), magnetostatic and magnetotransport techniques in a wide temperature range (100–360K). It is shown that the above anomaly of magnetoresistance is caused by the intergrain dipole interaction. The existence of this interaction leads to the ordering of magnetic moments of the granules and the formation of a short-range order (like in spin-glass systems) at H = 0. It is shown, that the blocking temperature of thermally activated reorientations of the granules magnetic moments differs essentially depending on characteristic measuring time for the techniques used in the studies. For the magnetostatic measurements the blocking temperature is about 200 K, while for the FMR technique it is higher than 470 K. It is shown, that FMR of the system studied modifies from the regime of «independent resonances of separate clusters (short-range ordered areas)» to a regime of «collective resonance of a system of magnetic granules in the film» with varying the magnetic field from the in-plane direction to the direction along the normal to the film.