Магнитотранспортные свойства искусственных мультислойных структур Er/Sc

Abstract

Впервые проведены сравнительные исследования транспортных свойств — сопротивления, магнитосопротивления (МС) и эффекта Холла — мультислойных структур Er/Sc и пленки эрбия, изготовленных по единой технологии осаждения. Указанные свойства структур существенно видоизменяются по сравнению с теми же свойствами элементарного эрбия. Магнитосопротивление исследованных образцов «гигантское», хотя по абсолютной величине не может конкурировать со значениями, реализуемыми в сверхрешетках на основе d-ферромагнитных материалов. В области гелиевых температур коэффициент Холла (КХ) в изученных мультислойных системах более чем на порядок превышает его значение при комнатной температуре. Из данных для КХ и МС в этой области температур следует, что в нулевом поле намагниченность f-структуры выше намагниченности объемного f-материала в ферромагнитном состоянии. Проводимость мультислойной структуры Еr/Sc при Т > 20 К ниже ее проводимости при гелиевых температурах. Перечисленные особенности описываются в терминах температурной перестройки магнитного упорядочения слоев эрбия в составе структур Er/Sc.

Уперше проведено порівняльні дослідження транспортних властивостей — опору, магнітоопору (МО) та ефекту Холла — мультишарових структур Er/Sc і плівки ербію, виготовлених за єдиною технологією осадження. Зазначені властивості структур істотно видозмінюються порівняно з тими ж властивостями елементарного ербію. Магнітоопір досліджених зразків «гігантський», хоча за абсолютною величиною не може конкурувати зі значеннями, що реалізуються у надгратках на основі d-феромагнітних матеріалів. В області гелієвих температур коефіцієнт Холла (КХ) у вивчених мультишарових системах більш ніж на порядок перевищу є його значення при кімнатній температурі. З даних для КХ і МО у цій області температур випливає, що в нульовому полі намагніченість f-структури вище намагніченості об’ємного f-матер іалу у феромагнітному стані. Провідність мультишарової структури Еr/Sc при Т > 20 К нижче її провідності при гелієвих температурах. Перераховані особливості описуються в термінах температурної перебудови магнітного упорядкування шарів ербію в складі структур Er/Sc.

Comparative studies of transport properties (resistance, magnetoresistance (MR), and Hall effect) of multilayer Er/Sc structures and an Er film were carried out for the first time, the objects in question being prepared by the same deposition technology. The above properties of the structures undergo essential modifications compared to those of elementary Er. MR of the samples studied is «gigantic», though it cannot compete in absolute value with the values realized in superlattices based on d-ferromagnetic materials. At helium temperatures, the Hall coefficient (HC) in the multilayer systems investigated is more than of an order of magnitude higher than that at room temperature. It follows from the data on HC and MR in this temperature region that at zero field the magnetization of the f-structure is higher than that of the bulk f-material in the ferromagnetic state. The Er/Sc multilayer structure conductance at T > 20 K is lower than that at helium temperatures. The above-mentioned properties are described in terms of the temperature rearrangement of magnetic ordering of the Er layers in the Er/Sc structures.