Выпуски УФМ »  Том 19, выпуск 2

Макроскопические квантовые эффекты в доменных границах одноосных ферромагнитных плёнок с сильной магнитной анизотропией

А. Б. Шевченко

Институт металлофизики им. Г.В. Курдюмова НАН Украины, бульв. Академика Вернадского, 36, 03142 Киев, Украина

Получена: 23.03.2018; окончательный вариант - 03.04.2018. Скачать: PDF

Обозреваются квантовые эффекты (туннелирование, надбарьерное отражение, осцилляции), которые имеют место для наноразмерных элементов внутренней структуры доменных границ (вертикальные линии и точки Блоха) в ферромагнитных плёнках с сильной одноосной магнитной анизотропией. Определены условия реализации этих явлений. На основе квантовых свойств пары однополярных вертикальных блоховских линий в доменной границе полосового магнитного домена предложен новый тип ячейки памяти «бит + кубит» для перспективного запоминающего устройства с гибридной формой записи информации.

Ключевые слова: ферромагнитная плёнка, доменная стенка, эффективная масса, вертикальная блоховская линия, блоховская точка, макроскопические квантовые эффекты.

PACS: 75.30.Gw, 75.45.+j, 75.60.Ch, 75.70.Ak, 75.70.Kw, 75.75.Fk, 75.78.Fg, 85.70.Kh

Citation: A. B. Shevchenko, Macroscopic Quantum Effects in Domain Boundaries of the Uniaxial Ferromagnetic Films with the Strong Magnetic Anisotropy, Usp. Fiz. Met., 19, No. 2: 115—151 (2018) (in Russian), doi: 10.15407/ufm.19.02.115

Цитированная литература (80)  
  1. A. Малоземов, Дж. Слонзуски, Доменные стенки в материалах с цилиндрическими магнитными доменами (Москва: Мир: 1982) (пер. с англ.).
  2. Л. Д. Ландау, Е. М. Лифшиц, Квантовая механика (Москва: Наука: 1989).
  3. B. Barbara, G. Fillion, D. Gignoux, and R. Lemaire, Solid Statе Commun., 10, No. 12: 1149 (1972). Crossref
  4. T. Egami, phys. stat. sol. (a), 20, No. 1: 157 (1973). Crossref
  5. T. Egami, phys. stat. sol. (b), 57, No. 1: 211 (1973). Crossref
  6. E. M. Chudnovsky, O. Iglesias, and P. C. E. Stamp, Phys. Rev. B, 46, No. 9: 5392 (1992). Crossref
  7. E. M. Chudnovsky, J. Appl. Phys., 73, No. 10: 6697 (1993). Crossref
  8. В. Г. Барьяхтар, Ю. И. Горобец, Цилиндрические магнитные домены и их решетки (Киев: Наукова думка: 1988).
  9. В. В. Махро, Физ. тверд. тела, 41, № 7: 1264 (1999).
  10. А. Ф. Попков, Физ. тверд. тела, 44, № 1: 135 (2002).
  11. B. Barbara and E. Chudnovsky, Phys. Lett. A, 145, No. 4: 205 (1990). Crossref
  12. J. Tejada, X. X. Zhang, and L. I. Balcells, J. Appl. Phys., 73, No. 10: 6709 (1993). Crossref
  13. K. Hong and N. Giordano, J. Phys. Cond. Mat., 8, No. 19: L301 (1996). Crossref
  14. K. Hong and N. Giordano, J. Phys. Cond. Mat., 10, No. 24: L401 (1998). Crossref
  15. U. Ruediger, J. Yu. S. Zhang, A. D. Kent, and S. S. Parkin, Phys. Rev. Lett., 80, No. 25: 5639 (1998). Crossref
  16. C. Paulsen, L. C. Sampiao, B. Barbara, D. Fruchard, A. Marchand, J. L. Tholence, and M. Uehara, Phys. Lett. A, 161, No. 3: 319 (1991). Crossref
  17. X. X. Zhang, L. I. Balcells, J. M. Ruiz, O. Iglesias, J. Tejada, and B. Barbara, Phys. Lett. A, 163, Nos. 1–2: 130 (1992). Crossref
  18. M. O’Shea and P. Perera, J. Appl. Phys., 76, No. 10: 6174 (1994). Crossref
  19. X. X. Zhang, J. Tejada, O. Nikolov, and E. Molins, J. Magn. Magn. Mater., 137, No. 3: L235 (1994). Crossref
  20. В. В. Добровицкий, А. К. Звездин, ЖЭТФ, 109, № 4: 1420 (1996).
  21. S. Takagi and G. Tatara, Phys. Rev. B, 54, No. 14: 9920 (1996). Crossref
  22. J. Shibata and S. Takagi, Phys. Rev. B, 62, No. 9: 5719 (2000). Crossref
  23. E. G. Galkina, B. A. Ivanov, S. Savel’ev, and F. Nori, Phys. Rev. B, 77, No. 13: 134425 (2008). Crossref
  24. Б. А. Иванов, А. К. Колежук, Письма в ЖЭТФ, 60, № 11: 792 (1994).
  25. B. A. Ivanov, A. K. Kolezhuk, and V. E. Kireev, Phys. Rev. B, 58, No. 17: 11514 (1999). Crossref
  26. Е. Г. Галкина, Б. А. Иванов, Письма в ЖЭТФ, 61, № 6: 495 (1995).
  27. В. В. Волков, В. А. Боков, Физ. тверд. тела, 50, № 2: 193 (2008).
  28. А. Б. Шевченко, Успехи физ. мет., 13, № 3: 225 (2012). Crossref
  29. А. Б. Шевченко, Г. Г. Влайков, М. Ю. Барабаш, Структурно-размерные и квантовые эффекты в наносистемах с параметром порядка. Ферромагнитные и сегнетоэлектрические материалы (Київ: Академперіодика НАН України: 2013).
  30. S. A. Konishi, IEEE Trans. Magn., 19, No. 5: 1838 (1983). Crossref
  31. F. B. Humphrey and I. C. Wu, IEEE Trans. Magn., 21, No. 5: 1762 (1985). Crossref
  32. M. Klaui, C. A. F. Vaz, and J. A. C. Bland, Appl. Phys. Lett., 85, No. 23: 5637 (2004). Crossref
  33. Y. Nakatani, A. Thiaville, and J. Miltat, J. Magn. Magnet. Mater., 290–291: 750 (2005). Crossref
  34. T. Herranen and L. Laurson, Phys. Rev. B, 92, No. 10: 100405(R) (2015). Crossref
  35. N. Vukadinovic and F. Boust, Phys. Rev. B, 78, No. 18: 184411 (2008). Crossref
  36. E. K. H. Salje and J. F. Scott, Appl. Phys. Lett., 105: No. 25: 252904 (2014). Crossref
  37. А. П. Шпак, А. Б. Шевченко, Металлофиз. новейшие технол., 28, № 12: 1581 (2006).
  38. А. Б. Шевченко, Журнал тех. физ., 77, № 10: 128 (2007).
  39. А. П. Шпак, А. Б. Шевченко, Ю. А. Куницкий, Металлофиз. новейшие технол., 29, № 12: 1579 (2007).
  40. А. Б. Шевченко, М. Ю. Барабаш, Физ. низк. темп., 37, № 8: 867 (2011). Crossref
  41. V. V. Dobrovitski and A. K. Zvezdin, J. Magn. Magn. Mater., 156, Nos. 1–3: 205 (1996). Crossref
  42. А. Б. Шевченко, М. Б. Шевченко, Металлофиз. новейшие технол., 34, № 5: 589 (2012).
  43. А. Б. Шевченко, М. Ю. Барабаш, Физ. низк. темп., 39, № 2: 199 (2013). Crossref
  44. A. B. Shevchenko and M. Yu. Barabash, Nanoscale Res. Lett., 9: 132 (2014). Crossref
  45. A. B. Shevchenko and M. Yu. Barabash, Nanoscale Res. Lett., 10: 470 (2015). Crossref
  46. А. Б. Шевченко, М. Ю. Барабаш, Физ. низк. темп., 42, № 1: 56 (2016). Crossref
  47. A. B. Shevchenko and M. Yu. Barabash, Nanoscale Res. Lett., 11: 473 (2016). Crossref
  48. А. Б. Шевченко, М. Ю. Барабаш, Физ. низк. темп., 43, № 9: 1334 (2017). Crossref
  49. A. B. Shevchenko and M. Yu. Barabash, Appl. Nanosciense (2018). Crossref
  50. A. B. Shevchenko and M. Yu. Barabash, Nanoscale Res. Lett., 10: 159 (2015). Crossref
  51. А. Б. Шевченко, Металлофиз. новейшие технол., 37, № 3: 295 (2015). Crossref
  52. A. A Thiele, Phys. Rev. Lett., 30, No. 6: 230 (1973). Crossref
  53. В. Ф. Лисовский, Физика цилиндрических магнитных доменов (Москва: Сов. радио: 1979).
  54. А. К. Звездин, А. Ф. Попков, ЖЭТФ, 91, № 5: 1789 (1986).
  55. A. A. Thiele, Phys. Rev. B, 14, No. 7: 3130 (1976). Crossref
  56. V. L. Dorman, V. L. Sobolev, and A. B. Shevchenko, J. Magn. Magnet. Mater., 94, No. 3: 293 (1991). Crossref
  57. E. Schlomann, IEEE Trans. Magn., 10, No. 1: 11 (1974). Crossref
  58. V. L. Dorman, V. L. Sobolev, and A. B. Shevchenko, J. Magn. Magnet. Mater., 124, Nos. 1–2: 221 (1993). Crossref
  59. A. A. Thiele, J. Appl. Phys., 41, No. 3: 1139 (1970). Crossref
  60. В. Л. Дорман, В. Л. Соболев, А. Б. Шевченко, Физ. мет. металловед., 67, № 4: 659 (1989).
  61. Ю. А. Куфаев, Э. Б. Сонин, ЖЭТФ, 95, № 4: 1523 (1989).
  62. Л. Д. Ландау, Е. М. Лифшиц, Phys. Zs. Sowjet., 8, No. 2: 153 (1935).
  63. В. Е. Зубов, Г. С. Кринчик, С. Н. Кузьменко, Письма в ЖЭТФ, 51, № 8: 419 (1990).
  64. А. И. Вайнштейн, В. И. Захаров, В. А. Новиков, М. А. Шифман, Успехи физ. наук, 136, № 4: 553 (1982). Crossref
  65. Э. К. Садыков, А. Г. Исавнин, А. Б. Болденков, Физ. тверд. тела, 40, № 3: 516 (1998).
  66. А. Б. Шевченко, А. Б. Мельник, Журнал тех. физ., 76, № 5: 140 (2006).
  67. В. В. Махро, Физ. тверд. тела, 40, № 10: 1855 (1998).
  68. А. П, Шпак, А. Б. Шевченко, А. Б. Мельник, Ю. А. Куницкий, Успехи физ. мет., 11, № 2: 139 (2010). Crossref
  69. В. Л. Покровский, Е. М. Халатников, ЖЭТФ, 40, № 6: 1713 (1961).
  70. П. В. Елютин, В. Д. Кривченков, Квантовая механика (Москва: Наука: 1976).
  71. А. А. Соколов, Ю. М. Лоскутов, И. М. Тернов, Квантовая механика (Москва: Просвещение: 1965).
  72. В. М. Галицкий, Б. М. Карнаков, В. И. Коган, Задачи по квантовой механике (Москва: Наука: 1981).
  73. A. A. Thiele, J. Appl. Phys., 45, No. 1: 377 (1974). Crossref
  74. В. С. Горнаков, В. И. Никитенко, И. А. Прудников, Письма в ЖЭТФ, 50, № 11: 479 (1989).
  75. В. Г. Барьяхтар, ЖЭТФ, 87, № 4: 1501 (1984).
  76. V. G. Bar’yakhtar, Physica B: Cond. Mat., 159, No. 1: 20 (1989). Crossref
  77. E. G. Galkina, B. A. Ivanov, and V. A. Stephanovich, J. Magn. Magn. Mater., 118, No. 3: 373 (1993). Crossref
  78. V. G. Bar’yakhtar, B. A. Ivanov, and K. A. Safaryan, Solid State Commun., 72, No. 11: 1117 (1989). Crossref
  79. J. C. Slonczewski, J. Appl. Phys., 45, No. 6: 2705 (1974). Crossref
  80. А. В. Никифоров, Э. Б. Сонин, ЖЭТФ, 90, № 4: 1309 (1986).

Лицензия Creative Commons
Эта статья доступна по Лицензии Creative Commons “Attribution-NoDerivatives” («атрибуция — без производных статей») 4.0 Всемирная
© 2000–2020 «Институт металлофизики им. Г. В. Курдюмова НАН Украины»