Магнитотранспортные свойства искусственных мультислойных структур Er/Sc
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 с...
Saved in:
| Published in: | Физика низких температур |
|---|---|
| Date: | 2005 |
| Main Authors: | , , |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України
2005
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/121706 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Магнитотранспортные свойства искусственных мультислойных структур Er/Sc / Ю.Н. Цзян, О.Г. Шевченко, Р.Н. Коленов // Физика низких температур. — 2005. — Т. 31, № 10. — С. 1117-1124. — Бібліогр.: 23 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-121706 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Цзян, Ю.Н. Шевченко, О.Г. Коленов, Р.Н. 2017-06-15T13:38:27Z 2017-06-15T13:38:27Z 2005 Магнитотранспортные свойства искусственных мультислойных структур Er/Sc / Ю.Н. Цзян, О.Г. Шевченко, Р.Н. Коленов // Физика низких температур. — 2005. — Т. 31, № 10. — С. 1117-1124. — Бібліогр.: 23 назв. — рос. 0132-6414 PACS: 72.15.Gd, 75.70.Cn, 75.70.Pa https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/121706 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. Выражаем благодарность Prof. S. Oseroff (San Diego State University) за предоставление мишеней редкоземельных металлов, а также А.Н. Стеценко и В.В. Зорченко (Национальный технический университет ХПИ) за приготовление пленки Er и мультислойных систем Er/Sc. ru Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України Физика низких температур Низкотемпеpатуpный магнетизм Магнитотранспортные свойства искусственных мультислойных структур Er/Sc Magnetotransport properties of artificial Er/Sc multilayer structures Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Магнитотранспортные свойства искусственных мультислойных структур Er/Sc |
| spellingShingle |
Магнитотранспортные свойства искусственных мультислойных структур Er/Sc Цзян, Ю.Н. Шевченко, О.Г. Коленов, Р.Н. Низкотемпеpатуpный магнетизм |
| title_short |
Магнитотранспортные свойства искусственных мультислойных структур Er/Sc |
| title_full |
Магнитотранспортные свойства искусственных мультислойных структур Er/Sc |
| title_fullStr |
Магнитотранспортные свойства искусственных мультислойных структур Er/Sc |
| title_full_unstemmed |
Магнитотранспортные свойства искусственных мультислойных структур Er/Sc |
| title_sort |
магнитотранспортные свойства искусственных мультислойных структур er/sc |
| author |
Цзян, Ю.Н. Шевченко, О.Г. Коленов, Р.Н. |
| author_facet |
Цзян, Ю.Н. Шевченко, О.Г. Коленов, Р.Н. |
| topic |
Низкотемпеpатуpный магнетизм |
| topic_facet |
Низкотемпеpатуpный магнетизм |
| publishDate |
2005 |
| language |
Russian |
| container_title |
Физика низких температур |
| publisher |
Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
Magnetotransport properties of artificial Er/Sc multilayer structures |
| description |
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.
|
| issn |
0132-6414 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/121706 |
| citation_txt |
Магнитотранспортные свойства искусственных мультислойных структур Er/Sc / Ю.Н. Цзян, О.Г. Шевченко, Р.Н. Коленов // Физика низких температур. — 2005. — Т. 31, № 10. — С. 1117-1124. — Бібліогр.: 23 назв. — рос. |
| work_keys_str_mv |
AT czânûn magnitotransportnyesvoistvaiskusstvennyhmulʹtisloinyhstrukturersc AT ševčenkoog magnitotransportnyesvoistvaiskusstvennyhmulʹtisloinyhstrukturersc AT kolenovrn magnitotransportnyesvoistvaiskusstvennyhmulʹtisloinyhstrukturersc AT czânûn magnetotransportpropertiesofartificialerscmultilayerstructures AT ševčenkoog magnetotransportpropertiesofartificialerscmultilayerstructures AT kolenovrn magnetotransportpropertiesofartificialerscmultilayerstructures |
| first_indexed |
2025-11-25T20:54:23Z |
| last_indexed |
2025-11-25T20:54:23Z |
| _version_ |
1850542785122271232 |
| fulltext |
Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2005, ò. 31, ¹ 10, ñ. 1117–1124
Ìàãíèòîòðàíñïîðòíûå ñâîéñòâà èñêóññòâåííûõ
ìóëüòèñëîéíûõ ñòðóêòóð Er/Sc
Þ.Í. Öçÿí, Î.Ã. Øåâ÷åíêî, Ð.Í. Êîëåíîâ
Ôèçèêî-òåõíè÷åñêèé èíñòèòóò èì. Á.È. Âåðêèíà ÍÀÍ Óêðàèíû
ïð. Ëåíèíà 47, ã. Õàðüêîâ, 61103, Óêðàèíà
E-mail: chiang@ilt.kharkov.ua
Ñòàòüÿ ïîñòóïèëà â ðåäàêöèþ 17 ÿíâàðÿ 2005 ã., ïîñëå ïåðåðàáîòêè 13 àïðåëÿ 2005 ã.
Âïåðâûå ïðîâåäåíû ñðàâíèòåëüíûå èññëåäîâàíèÿ òðàíñïîðòíûõ ñâîéñòâ — ñîïðîòèâëåíèÿ,
ìàãíèòîñîïðîòèâëåíèÿ (ÌÑ) è ýôôåêòà Õîëëà — ìóëüòèñëîéíûõ ñòðóêòóð Er/Sc è ïëåíêè ýð-
áèÿ, èçãîòîâëåííûõ ïî åäèíîé òåõíîëîãèè îñàæäåíèÿ. Óêàçàííûå ñâîéñòâà ñòðóêòóð ñóùåñò-
âåííî âèäîèçìåíÿþòñÿ ïî ñðàâíåíèþ ñ òåìè æå ñâîéñòâàìè ýëåìåíòàðíîãî ýðáèÿ. Ìàãíèòîñî-
ïðîòèâëåíèå èññëåäîâàííûõ îáðàçöîâ «ãèãàíòñêîå», õîòÿ ïî àáñîëþòíîé âåëè÷èíå íå ìîæåò
êîíêóðèðîâàòü ñî çíà÷åíèÿìè, ðåàëèçóåìûìè â ñâåðõðåøåòêàõ íà îñíîâå d-ôåððîìàãíèòíûõ
ìàòåðèàëîâ.  îáëàñòè ãåëèåâûõ òåìïåðàòóð êîýôôèöèåíò Õîëëà (ÊÕ) â èçó÷åííûõ ìóëüòè-
ñëîéíûõ ñèñòåìàõ áîëåå ÷åì íà ïîðÿäîê ïðåâûøàåò åãî çíà÷åíèå ïðè êîìíàòíîé òåìïåðàòóðå.
Èç äàííûõ äëÿ ÊÕ è ÌÑ â ýòîé îáëàñòè òåìïåðàòóð ñëåäóåò, ÷òî â íóëåâîì ïîëå íàìàãíè÷åí-
íîñòü f-ñòðóêòóðû âûøå íàìàãíè÷åííîñòè îáúåìíîãî f-ìàòåðèàëà â ôåððîìàãíèòíîì ñîñòîÿíèè.
Ïðîâîäèìîñòü ìóëüòèñëîéíîé ñòðóêòóðû År/Sc ïðè Ò > 20 Ê íèæå åå ïðîâîäèìîñòè ïðè ãå-
ëèåâûõ òåìïåðàòóðàõ. Ïåðå÷èñëåííûå îñîáåííîñòè îïèñûâàþòñÿ â òåðìèíàõ òåìïåðàòóðíîé ïå-
ðåñòðîéêè ìàãíèòíîãî óïîðÿäî÷åíèÿ ñëîåâ ýðáèÿ â ñîñòàâå ñòðóêòóð Er/Sc.
Óïåðøå ïðîâåäåíî ïîð³âíÿëüí³ äîñë³äæåííÿ òðàíñïîðòíèõ âëàñòèâîñòåé — îïîðó, ìàãí³òî-
îïîðó (ÌÎ) òà åôåêòó Õîëëà — ìóëüòèøàðîâèõ ñòðóêòóð Er/Sc ³ ïë³âêè åðá³þ, âèãîòîâëåíèõ
çà ºäèíîþ òåõíîëî㳺þ îñàäæåííÿ. Çàçíà÷åí³ âëàñòèâîñò³ ñòðóêòóð ³ñòîòíî âèäîçì³íþþòüñÿ
ïîð³âíÿíî ç òèìè æ âëàñòèâîñòÿìè åëåìåíòàðíîãî åðá³þ. Ìàãí³òîîï³ð äîñë³äæåíèõ çðàçê³â
«ã³ãàíòñüêèé», õî÷à çà àáñîëþòíîþ âåëè÷èíîþ íå ìîæå êîíêóðóâàòè ç³ çíà÷åííÿìè, ùî
ðåàë³çóþòüñÿ ó íàäãðàòêàõ íà îñíîâ³ d-ôåðîìàãí³òíèõ ìàòåð³àë³â.  îáëàñò³ ãå볺âèõ òåìïåðà-
òóð êîåô³ö³ºíò Õîëëà (ÊÕ) ó âèâ÷åíèõ ìóëüòèøàðîâèõ ñèñòåìàõ á³ëüø í³æ íà ïîðÿäîê ïåðåâè-
ùóº éîãî çíà÷åííÿ ïðè ê³ìíàòí³é òåìïåðàòóð³. Ç äàíèõ äëÿ ÊÕ ³ ÌÎ ó ö³é îáëàñò³ òåìïåðàòóð
âèïëèâàº, ùî â íóëüîâîìó ïîë³ íàìàãí³÷åí³ñòü f-ñòðóêòóðè âèùå íàìàãí³÷åíîñò³ îá’ºìíîãî f-ìà-
òåð³àëó ó ôåðîìàãí³òíîìó ñòàí³. Ïðîâ³äí³ñòü ìóëüòèøàðîâî¿ ñòðóêòóðè År/Sc ïðè Ò > 20 Ê
íèæ÷å ¿¿ ïðîâ³äíîñò³ ïðè ãå볺âèõ òåìïåðàòóðàõ. Ïåðåðàõîâàí³ îñîáëèâîñò³ îïèñóþòüñÿ â
òåðì³íàõ òåìïåðàòóðíî¿ ïåðåáóäîâè ìàãí³òíîãî óïîðÿäêóâàííÿ øàð³â åðá³þ â ñêëàä³ ñòðóêòóð
Er/Sc.
PACS: 72.15.Gd, 75.70.Cn, 75.70.Pa
Íåñìîòðÿ íà ìíîãîëåòíèå óñèëèÿ, íåò ïîëíîãî
ïîíèìàíèÿ ïðè÷èí ñîâìåñòèìîñòè ïðåäñòàâëåíèé îá
îáìåííîì âçàèìîäåéñòâèè, ñâÿçàííîì ñ êîððåëÿöè-
åé ýëåêòðîííûõ ñïèíîâ, ñ ïîâåäåíèåì êèíåòè÷åñêèõ
õàðàêòåðèñòèê ìåòàëëîâ, ïîä÷èíÿþùèìñÿ, â îñíîâ-
íîì, îïèñàíèþ â ðàìêàõ ïðîñòûõ ïðèáëèæåíèé çîí-
íîé òåîðèè. Îäíàêî óñïåõè òåõíîëîãèè ýïèòàêñè-
àëüíîãî âûðàùèâàíèÿ ïëåíîê [1], ïðåæäå âñåãî
ïëåíîê ïåðåõîäíûõ d-ìåòàëëîâ è ðåäêîçåìåëüíûõ
ìàãíèòíûõ ìàòåðèàëîâ, ïîçâîëèëè âïëîòíóþ ïîäîé-
òè ê ýêñïåðèìåíòàëüíîìó èçó÷åíèþ äàííîé
ïðîáëåìû.  ÷àñòíîñòè, ê âîïðîñó î ðîëè ìåõàíèç-
ìîâ îáìåííîãî âçàèìîäåéñòâèÿ â óñòàíîâëåíèè òåõ
èëè èíûõ ìàãíèòíûõ ñòðóêòóð è ïðîÿâëåíèè òàêîãî
âçàèìîäåéñòâèÿ, åñëè îíî èìååò ìåñòî, â õàðàêòåðå
ýëåêòðîííîé ïðîâîäèìîñòè. Èññëåäîâàíèÿ âûðà-
ùåííûõ ïî óêàçàííîé òåõíîëîãèè ìíîãîñëîéíûõ
ñèñòåì ñ ìàãíèòíûìè ñëîÿìè, ïåðåìåæàþùèìèñÿ
© Þ.Í. Öçÿí, Î.Ã. Øåâ÷åíêî, Ð.Í. Êîëåíîâ, 2005
ïðîñëîéêàìè èç ðàçíîîáðàçíûõ íåìàãíèòíûõ ìàòå-
ðèàëîâ — îò ìåòàëëè÷åñêèõ äî íåìåòàëëè÷åñêèõ
[2,3], — âûÿâèëè íîâóþ âîçìîæíîñòü èñêóññòâåííî-
ãî èçìåíåíèÿ ìàãíèòíûõ õàðàêòåðèñòèê ñèñòåì è îá-
íàðóæèëè íåîáû÷íóþ, ÷àñòî ïðîòèâîðå÷èâóþ, ñâÿçü
ýòèõ õàðàêòåðèñòèê ñ ïîâåäåíèåì ýëåêòðîííîãî
òðàíñïîðòà. Òàê, â ìóëüòèñëîéíûõ ñèñòåìàõ òèïà
ÔÌ/ÍM/ÔM, ãäå â êà÷åñòâå ôåððîìàãíèòíîãî
(ÔM) ìàòåðèàëà âçÿò ïåðåõîäíûé d-ìåòàëë, íàáëþ-
äàþò îòðèöàòåëüíîå «ãèãàíòñêîå» (â ñòðóêòóðàõ
Fe/Cr — äî 150%) ìàãíèòîñîïðîòèâëåíèå (ÌÑ)
[4–6], îáúÿñíÿåìîå ïðîÿâëåíèåì îñöèëëèðóþùåé
îáìåííîé ñâÿçè ÷åðåç íåìàãíèòíûå (ÍM) ïðîñëîé-
êè.  òî æå âðåìÿ ÌÑ òîãî æå çíàêà, ïðè÷åì ñðàâ-
íèìîé âåëè÷èíû (� 20%), íàáëþäàëè â íåñëîåâîì
ìàãíèòíî-íåîäíîðîäíîì ìàòåðèàëå [7], à â ìóëüòè-
ñëîÿõ, ãäå â êà÷åñòâå ìàãíèòíûõ ôàç èñïîëüçîâàíû
ðåäêîçåìåëüíûå f-ìåòàëëû, ó êîòîðûõ, â îòëè÷èå îò
d-ìåòàëëîâ, çà ìàãíåòèçì è ïåðåíîñ ðàçóìíî âîçëà-
ãàòü îòâåòñòâåííîñòü íà ðàçíûå ãðóïïû íîñèòåëåé
çàðÿäà, íàáëþäàëè ïîëîæèòåëüíîå ÌÑ � 30% [8].
Ïðè èçó÷åíèè îñîáåííîñòåé òðàíñïîðòíûõ ñâîéñòâ
ìàãíèòíûõ ñèñòåì ïðèíÿòî îïèðàòüñÿ íà õîðîøî
çàðåêîìåíäîâàâøóþ ñåáÿ êîíöåïöèþ ñïèí-çàâèñè-
ìîãî ðàññåÿíèÿ ýëåêòðîíîâ ïðîâîäèìîñòè â òåîðèè
êîñâåííîãî îáìåííîãî âçàèìîäåéñòâèÿ Ðóäåðìà-
íà—Êèòòåëÿ—Êàñóè—Èîøèäû (ÐÊÊÈ) [9–11],
ýêñïåðèìåíòàëüíîå îáîñíîâàíèå êîòîðîé ïðîäîëæà-
åò îñòàâàòüñÿ âåñüìà àêòóàëüíûì, îñîáåííî äëÿ ðåä-
êîçåìåëüíûõ ôåððîìàãíåòèêîâ.
Îòñóòñòâèå îñíîâàíèé äëÿ ïðîÿâëåíèÿ ïðÿìîé
ìàãíèòíîé ñâÿçè ìåæäó àòîìàìè ó ðåäêîçåìåëüíûõ
ìåòàëëîâ äåëàåò ïîñëåäíèå èíòåðåñíûìè äëÿ èçó÷å-
íèÿ ïðèðîäû ìàãíèòíîãî óïîðÿäî÷åíèÿ êàê òàêîâîé
è, â ÷àñòíîñòè, ïðè èõ èñïîëüçîâàíèè â ìóëüòèñëîé-
íûõ ñâåðõðåøåòêàõ. Â òî æå âðåìÿ èññëåäîâàíèÿ
ñâåðõðåøåòîê íà îñíîâå ðåäêèõ çåìåëü âåñüìà íå-
ìíîãî÷èñëåííû è â îñíîâíîì ïîñâÿùåíû èçó÷åíèþ
èõ ìàãíèòíûõ ñâîéñòâ âíå ñâÿçè ñ òðàíñïîðòíûìè
õàðàêòåðèñòèêàìè. (Èñêëþ÷åíèå ñîñòàâëÿþò ðàáî-
òû [8,12] äëÿ ñèñòåì ñ Dy, Gd è Nd.)
 äàííîé ðàáîòå ïðåäñòàâëåíû ðåçóëüòàòû ïåðâî-
ãî èññëåäîâàíèÿ ìàãíèòîòðàíñïîðòíûõ ñâîéñòâ
ìóëüòèñëîéíûõ ñòðóêòóð Er/Sc ñîâìåñòíî ñ ðåçóëü-
òàòàìè äëÿ Er, èçãîòîâëåííîãî ïî åäèíîé ñ ìóëüòè-
ñëîÿìè òåõíîëîãèè îñàæäåíèÿ ìåòîäîì ìàãíåòðîí-
íîãî ðàñïûëåíèÿ â àòìîñôåðå Ar.
Íà ðèñ. 1 ïîêàçàíû ñõåìà ðàçìåùåíèÿ è îðèåíòè-
ðîâî÷íûå òîëùèíû îñàæäåííûõ ñëîåâ â èññëåäîâàí-
íûõ ñòðóêòóðàõ. Òàì æå óêàçàíî êîëè÷åñòâî áèñëî-
åâ Er/Sc â êàæäîé ñòðóêòóðå.  êà÷åñòâå ïîäëîæåê
äëÿ ìóëüòèñòðóêòóð ñëóæèëà ñëþäà, à äëÿ ïîëèêðè-
ñòàëëè÷åñêîãî îáðàçöà Er òîëùèíîé 920 Å — ñè-
òàëë. Ó îáðàçöà ¹ 2 áèñëîè â íàïðàâëåíèè ðîñòà ñ
ñîñòîÿëè èç îäíîãî ìîíîñëîÿ Sc è òðåõ ìîíîñëî-
åâ Er. Îáðàçåö ¹ 3 ñîäåðæàë äâà áëîêà — âåðõíèé
èç 19 áèñëîåâ (äâà ìîíîñëîÿ Sc è ïÿòü ìîíîñëîåâ
Er) è íèæíèé èç 20 áèñëîåâ (äâà ìîíîñëîÿ Sc è òðè
ìîíîñëîÿ Er). Îáùèé îáúåì Er â èçó÷åííûõ ñèñòå-
ìàõ íå ìåíåå ÷åì âäâîå ïðåâûøàë îáùèé îáúåì Sc,
÷òî ïîçâîëÿåò ñðàâíèâàòü òðàíñïîðòíûå ñâîéñòâà
îáúåìíîãî ýðáèÿ (îáðàçåö ¹ 1) è ñèñòåì ñ äèñêðåò-
íûìè ñëîÿìè íåìàãíèòíîãî ñêàíäèÿ, ââåäåííûìè â
ìàòðèöó ìàãíèòíîãî ýðáèÿ (îáðàçöû ¹ 2 è ¹ 3).
Îáðàçöû íàïûëÿëèñü â ðàçâåòâëåííîé êîíôè-
ãóðàöèè, ïîêàçàííîé íà ðèñ. 1, äëÿ èçìåðåíèé
ñîïðîòèâëåíèÿ è ýäñ Õîëëà â îáëàñòè O O� � ïî
ñòàíäàðòíîé 4-çîíäîâîé ìåòîäèêå. Ïîñòîÿííûé èç-
ìåðèòåëüíûé òîê I âåëè÷èíîé îò 10 2� äî 1 ìÀ ïðî-
ïóñêàëñÿ â ïëîñêîñòè ïëåíêè âäîëüO O� �. Ýëåêòðè-
÷åñêîå ñîåäèíåíèå ñ îáðàçöàìè îñóùåñòâëÿëîñü
ïðèæèìàíèåì ïëàñòèí èç îòîææåííîé ïëàòèíîâîé
ôîëüãè ê êîíòàêòíûì ïëîùàäêàì a–d, a�–d�.
Èçâåñòíî, ÷òî ïîñòîÿííûå ðåøåòêè Er è Sc îòëè-
÷àþòñÿ íà 6% âäîëü îñè c è íà 8% âäîëü îñè a, ÷òî,
âèäèìî, ÿâëÿåòñÿ ïðåïÿòñòâèåì äëÿ ïîëó÷åíèÿ
ñâåðõðåøåòîê, ìîíîêðèñòàëëè÷åñêèõ ïî âñåìó îáúå-
ìó, õîòÿ â èññëåäîâàííûõ îáðàçöàõ ñëîè ìàãíèòíîãî
Er è íåìàãíèòíîãî Sc îáðàçóþò êâàçèïåðèîäè÷åñêóþ
ñòðóêòóðó. Îöåíåííûå ïî ñõåìå ïàðàëëåëüíîãî ñî-
åäèíåíèÿ ñëîåâ çíà÷åíèÿ óäåëüíîãî ñîïðîòèâëåíèÿ
�Er è �Sc ïðè êîìíàòíîé òåìïåðàòóðå äëÿ îáðàçöà
¹ 2 îêàçàëèñü ñîïîñòàâèìûìè ñ èçâåñòíûìè çíà÷å-
íèÿìè äëÿ ïîëèêðèñòàëëè÷åñêèõ ìàòåðèàëîâ [13]
( � 100 ìêÎì cì� è � 60 ìêÎì cì� ñîîòâåòñòâåí-
íî), à äëÿ îáðàçöà ¹ 3 — â íåñêîëüêî ðàç ìåíüøèìè
(� �20 ìêÎì cì è � 10 ìêÎì cì� ñîîòâåòñòâåííî),
êàê ó î÷åíü ÷èñòûõ ìàòåðèàëîâ [14]. Óäåëüíîå ñî-
ïðîòèâëåíèå �Er , îöåíåííîå èç èçìåðåíèé äëÿ îá-
1118 Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2005, ò. 31, ¹ 10
Þ.Í. Öçÿí, Î.Ã. Øåâ÷åíêî, Ð.Í. Êîëåíîâ
OO
d
db c
cb
a
a
Er/Sc ¹3
C
20 áèñëîåâ:
19 áè :ñëîåâ
Sc 33.6 Å
Er 27.6 Å
Sc 11.2 Å
Er 27.6 Å
Sc 11.2 Å
Er 18.4 Å
Sc 33.6 Å
ñèòàëë 0.1 ìì
Sc 33 Å
Er 920 Å
Er ¹1
Er/Sc ¹2
c
19 áè :ñëîåâ
ñëþäà 0.1 ìì
Sc 37 Å
Er 18.4 Å
Sc 5.6 Å
Er 18,4 Å
Sc 269 Å ñëþäà 0.1 ìì
Ðèñ. 1. Ðàçìåùåíèå è òîëùèíû ñëîåâ â èññëåäîâàííûõ
ñòðóêòóðàõ.
ðàçöà ¹ 1, áûëî áëèæå ê óêàçàííîìó âûøå çíà÷å-
íèþ äëÿ âûñîêîîìíîãî îáðàçöà ¹ 2. Ïîñêîëüêó
êîíñòðóèðîâàíèå äåôåêòíîé ñòðóêòóðû, êàêîâûì
ïðè ñîçäàíèè èñêóññòâåííûõ ñâåðõðåøåòîê ìîæíî
ñ÷èòàòü ââåäåíèå èíîðîäíîãî ìàòåðèàëà (Sc) â èñ-
õîäíî ãîìîãåííûé (Er), âîîáùå ãîâîðÿ, íå ìîæåò
ñàìî ïî ñåáå óëó÷øàòü ïðîâîäèìîñòü ñèñòåìû, òî
ðàçëè÷èå â ïðîâîäèìîñòè äâóõ îáðàçöîâ, ïîëó÷åí-
íûõ ïî îäíîé è òîé æå òåõíîëîãèè, óæå óêàçûâàåò
íà èíûå, ÷åì ñâÿçàííûå ñ ïðîñòûì ðàññåÿíèåì íà äå-
ôåêòàõ, ïðè÷èíû èçìåíåíèÿ õàðàêòåðà òðàíñïîðòà â
èçó÷åííûõ ñòðóêòóðàõ, äàæå â íóëåâîì ìàãíèòíîì
ïîëå.
Íà ðèñ. 2 ïîêàçàíî òåìïåðàòóðíîå ïîâåäåíèå ñî-
ïðîòèâëåíèÿ, îòíåñåííîãî ê åãî çíà÷åíèþ ïðè êîì-
íàòíîé òåìïåðàòóðå, îáðàçöîâ ¹ 2 è ¹ 3. Õàðàêòåð
àíîìàëèé ýòîãî ïîâåäåíèÿ â èññëåäîâàííûõ ñòðóê-
òóðàõ è òåìïåðàòóðíûå îáëàñòè, ãäå îíè ïðîÿâëÿ-
þòñÿ, êîððåëèðóþò ñ èçâåñòíûìè îñîáåííîñòÿìè
òåìïåðàòóðíîé çàâèñèìîñòè ñîïðîòèâëåíèÿ ýëåìåí-
òàðíîãî ýðáèÿ. Óñòàíîâëåíî, ÷òî ïîäîáíûå îñîáåí-
íîñòè ñâÿçàíû ñ ïåðåñòðîéêîé ìàãíèòíîé ñòðóêòóðû
ýðáèÿ, ò.å. ñ ïåðåõîäàìè èç ïàðàìàãíèòíîãî ñîñòîÿ-
íèÿ â àíòèôåððîìàãíèòíîå (òåìïåðàòóðà �2) è äàëåå
â ôåððîìàãíèòíîå (�1) ïî ìåðå ïîíèæåíèÿ òåìïåðà-
òóðû [14–18]. Òåìïåðàòóðà �3 ñîîòâåòñòâóåò ïåðå-
ñòðîéêå ñòðóêòóðû â àíòèôåððîìàãíèòíîé îáëàñòè
èç ñèíóñîèäàëüíîé â öèêëîèäàëüíóþ ôàçó [16,17].
Íî íàèáîëåå îò÷åòëèâî ñâÿçü èçìåíåíèé â õàðàê-
òåðå òðàíñïîðòà ñ èçìåíåíèÿìè ìàãíèòíîé ñòðóêòó-
ðû äîëæíà ïðîÿâëÿòüñÿ, êàê èçâåñòíî, ïðè ïðèëî-
æåíèè âíåøíåãî ìàãíèòíîãî ïîëÿ, íà÷èíàÿ ñ ñàìîãî
ñëàáîãî, èç-çà íåçíà÷èòåëüíîé ìàãíèòíîé ýíåðãèè,
òðåáóåìîé äëÿ ïîÿâëåíèÿ íåíóëåâîé íàìàãíè÷åííî-
ñòè, à â íåêîòîðûõ ìàòåðèàëàõ — è ÷àñòè÷íîé ñïîí-
òàííîé íàìàãíè÷åííîñòè â îòñóòñòâèå âíåøíåãî
ïîëÿ. Íà ðèñ. 3–8 ïðåäñòàâëåíû ðåçóëüòàòû èçìåðå-
íèé ìàãíèòîñîïðîòèâëåíèÿ è ýôôåêòà Õîëëà íàøèõ
îáðàçöîâ â ïîëÿõ äî 7 êÝ.
Íà ðèñ. 3 ïîêàçàíà òðåõìåðíàÿ ïðîåêöèÿ òåìïåðà-
òóðíîé çàâèñèìîñòè ïîïåðå÷íîãî ÌÑ ýðáèÿ (îáðàçöà
¹ 1) — îòíîñèòåëüíîãî èçìåíåíèÿ ñîïðîòèâëåíèÿ
�R H T /R T R T R T /R TH H( , ) ( ) ( ( ) ( )) ( )0 0 0 � ïðè
èçìåíåíèè âíåøíåãî ìàãíèòíîãî ïîëÿ îò 500 Ý äî
7 êÝ è òåìïåðàòóðû îò 4,6 äî 80 Ê ïî ñðàâíåíèþ ñ
ñîïðîòèâëåíèåì â íóëåâîì ïîëå (â ãåîìåòðèè H c| | ).
Ñðàçó âèäíî, ÷òî èçìåíåíèå MÑ, âî-ïåðâûõ, òåñíî
ñâÿçàíî ñ õàðàêòåðíûìè òåìïåðàòóðàìè ìàãíèòíîãî
óïîðÿäî÷åíèÿ â ýðáèè, óêàçàííûìè íà ðèñ. 2, à
âî-âòîðûõ, â îáëàñòè íèæå �3 ÿâëÿåòñÿ îòðèöàòåëü-
íûì, ÷òî ñîîòâåòñòâóåò óâåëè÷åíèþ ïðîâîäèìîñòè.
 îáëàñòè òåìïåðàòóð 10–50 Ê MC èñïûòûâàåò
ñèëüíîå èçìåíåíèå óæå â ïîëÿõ îêîëî 1 êÝ
( ( , ) %�R/R T � �23 5 1Ê ), ïîñëå ÷åãî ñëàáî çàâè-
ñèò îò ìàãíèòíîãî ïîëÿ. Çàìåòèì, ÷òî ýòî ñîãëàñóåò-
ñÿ ñ ìàëûì çíà÷åíèåì ïîëÿ íàñûùåíèÿ íàìàãíè÷åí-
íîñòè ýðáèÿ, ñîîòâåòñòâóþùèì ôåððîìàãíèòíîìó
óïîðÿäî÷åíèþ, ïðèâåäåííûì â ðàáîòå [19].
Íà ðèñ. 4 çàâèñèìîñòü ÌÑ ýðáèÿ îò òåìïåðàòóðû
äëÿ îäíîãî èç çíà÷åíèé ïîëÿ, 7 êÝ, òèïè÷íàÿ ïî õà-
ðàêòåðó è äëÿ äðóãèõ ïîëåé â èíòåðâàëå 0,4–7 êÝ,
ïîêàçàíà â áîëåå øèðîêîì òåìïåðàòóðíîì èíòåðâà-
ëå — îò ãåëèåâûõ äî êîìíàòíûõ òåìïåðàòóð. Èç
ñðàâíåíèÿ ñ ýòîé çàâèñèìîñòüþ ïðåäñòàâëåííîãî íà
òîì æå ðèñóíêå òåìïåðàòóðíîãî ïîâåäåíèÿ ÌÑ
Ìàãíèòîòðàíñïîðòíûå ñâîéñòâà èñêóññòâåííûõ ìóëüòèñëîéíûõ ñòðóêòóð Er/Sc
Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2005, ò. 31, ¹ 10 1119
0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
0 50 100 150 200 250 300
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Er
�3 �2�1
Er/Sc
¹ 3
¹ 2H = 0
T, K
RR
(( TT
)) //
RR
(( TT
mm
aa
xx ))
[14]
Ðèñ. 2. Òåìïåðàòóðíàÿ çàâèñèìîñòü ñîïðîòèâëåíèÿ îá-
ëàñòè O– �O îáðàçöîâ ¹ 2 è ¹ 3, îòíåñåííîãî ê ee ñî-
ïðîòèâëåíèþ ïðè T = 240 Ê (¹ 2) è 280 Ê (¹ 3).
Ñòðåëêàìè óêàçàíû õàðàêòåðíûå òåìïåðàòóðû ìàãíèò-
íûõ ôàçîâûõ ïåðåõîäîâ â ýëåìåíòàðíîì Er: �1 20� Ê;
�2 84� Ê; �3 54� Ê.
–1 0 1 2 3
4
5
6
7
8
–1,0
–0,8
–0,6
–0,4
–0,2
0
0,2
0
20
40
60
80
�
R
H
(H
,T
)
/
R
0
,%
T, KH,êÝ
Ðèñ. 3. Òåìïåðàòóðíî-ïîëåâûå çàâèñèìîñòè ìàãíèòîñî-
ïðîòèâëåíèÿ ïëåíêè ýðáèÿ.
ìóëüòèñëîéíîãî îáðàçöà ñëåäóåò, ÷òî â ñòðóêòóðàõ
Er/Sc õàðàêòåð ýòîãî ïîâåäåíèÿ ñóùåñòâåííî èíîé:
MÑ, ÿâëÿÿñü ïîëîæèòåëüíûì, óìåíüøàåòñÿ ñ ïîíè-
æåíèåì òåìïåðàòóðû îò çíà÷åíèÿ + 4% ïðè 300 Ê
âïëîòü äî 0 ïðè � 23,5 Ê, ãäå çíàê åãî ðåâåð-
ñèðóåòcÿ. Çíà÷åíèÿ ïàðàìåòðà
�, îïðåäåëÿþùåãî
ýôôåêòèâíîñòü ìàãíèòíîãî ïîëÿ, âî âñåõ èññëåäî-
âàííûõ èíòåðâàëàõ òåìïåðàòóð è ïîëåé êàê äëÿ ýð-
áèÿ, òàê è äëÿ ìóëüòèñëîéíûõ ñòðóêòóð íå ïðåâû-
øàëè 10 4� –10 3� , ÷òî ñîîòâåòñòâóåò ðåæèìó ñëàáîãî
ïîëÿ, â êîòîðîì èçìåíåíèå îáû÷íîãî MÑ (�� �xx/ 0)
íå ìîæåò ïðåâûøàòü äîëåé ïðîöåíòà. Ýòî ïîçâîëÿåò
ñ÷èòàòü âåëè÷èíó ïîëîæèòåëüíîãî MÑ ñòðóêòó-
ðû Er/Sc, íàáëþäàåìóþ â èíòåðâàëå 50–250 Ê,
«ãèãàíòñêîé». Ïîïûòêè îáúÿñíèòü âîçíèêíîâåíèå
ïîëîæèòåëüíîãî MÑ, íàïðèìåð, âîçìîæíîñòüþ
óìåíüøàòü ñòåïåíü çåðêàëüíîñòè îòðàæåíèÿ íà èí-
òåðôåéñàõ ïîïåðå÷íûì ìàãíèòíûì ïîëåì, êàê ïðåä-
ëîæåíî â ðàáîòå [8], íåñîñòîÿòåëüíû, òåì áîëåå â
íàøåì ñëó÷àå, êîãäà MÑ ïðè ïîíèæåíèè òåìïåðàòó-
ðû íå âîçðàñòàåò, êàê â ñâåðõðåøåòêå Dy/Sc [8], à,
íàîáîðîò, óìåíüøàåòñÿ. Ìû ïîëàãàåì, ÷òî íåò èíûõ
ïðè÷èí òàêîãî íåîáû÷íîãî ïîâåäåíèÿ MÑ, êðîìå
ñâÿçàííûõ ñ èçìåíåíèÿìè ìàãíèòíîé ñòðóêòóðû
ìóëüòèñëîéíîé ñèñòåìû Er/Sc ïî ñðàâíåíèþ ñ ìàã-
íèòíîé ñòðóêòóðîé îáúåìíîãî ýðáèÿ.
Íåñìîòðÿ íà òî ÷òî âëèÿíèå ìàãíèòíîãî ïîëÿ íà
ïîâåäåíèå òðàíñïîðòíûõ ñâîéñòâ èññëåäîâàííûõ
ñèñòåì ñóùåñòâåííî ñëàáåå âëèÿíèÿ òåìïåðàòóðû,
îáóñëîâëèâàþùåé ïåðåñòðîéêó ìàãíèòíîé ñòðóêòó-
ðû, òàêàÿ ïåðåñòðîéêà ïîëíåå âñåãî äîëæíà îòðà-
æàòüñÿ íà õàðàêòåðå èìåííî ïîëåâûõ çàâèñèìîñòåé,
÷òî è ïîêàçûâàåò íàø ýêñïåðèìåíò.
Íà ðèñ. 5 ïðèâåäåíû çàâèñèìîñòè MÑ îò ìàãíèò-
íîãî ïîëÿ H äëÿ Er ïðè 41, 20 è 4,6 Ê è äëÿ ñòðóêòó-
ðû Er/Sc ïðè 4,6 Ê, à íà ðèñ. 6 ïðåäñòàâëåíû çàâè-
ñèìîñòè îò H ïîïåðå÷íîãî MÑ ñòðóêòóðû ïðè
òåìïåðàòóðàõ 37 è 4,6 Ê è åå ïðîäîëüíîãî MÑ ïðè
37 Ê. ×óâñòâèòåëüíîñòü MÑ ìóëüòèñëîéíîé ñèñòå-
ìû ê èçìåíåíèþ ìàãíèòíîãî ïîëÿ ïðè T = 37 Ê (êðè-
âûå 1, 2 íà ðèñ. 6) áîëåå ÷åì íà ïîðÿäîê âûøå, ÷åì
ÌÑ ýðáèÿ ïðè ñðàâíèìîé òåìïåðàòóðå 41 Ê (êðè-
âûå 1, 2 íà ðèñ. 5). Êðîìå òîãî, ïðè ãåëèåâûõ òåìïå-
ðàòóðàõ 4,2–4,6 Ê íà çàâèñèìîñòè MÑ ñèñòåìû îò H
1120 Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2005, ò. 31, ¹ 10
Þ.Í. Öçÿí, Î.Ã. Øåâ÷åíêî, Ð.Í. Êîëåíîâ
4 6 8 20 40 60 80 200
–1
0
1
2
3
4
5
Er/Sc
0 100 200 300
160
170
180
190
200
H = 0H = 7
T, K
Er
Er/Sc ¹ 2
T, K
R
,Î
ì
H = 7 êÝ
H||ñ
�
R
/R
,%
H
0
Ðèñ. 4. Òåìïåðàòóðíàÿ çàâèñèìîñòü ìàãíèòîñîïðîòèâëå-
íèÿ ýðáèÿ è ìóëüòèñëîéíîé ñèñòåìû Er/Sc. Íà âñòàâêå
— ñîïðîòèâëåíèå ñèñòåìû â îòñóòñòâèå ìàãíèòíîãî ïîëÿ
è â ïîëå 7 êÝ â çàâèñèìîñòè îò òåìïåðàòóðû.
0 1 2 3 4 5 6 7
– 0,2
– 0,1
0
H||c
4
3
2
1
4,6 K
Er/Sc ¹ 2
Er
Er
41 K
20 K
H, êÝ
�
R
/R
,%
H
0
Ðèñ. 5. Çàâèñèìîñòü ïîïåðå÷íîãî ìàãíèòîñîïðîòèâëåíèÿ
ýðáèÿ è ñèñòåìû Er/Sc îò ìàãíèòíîãî ïîëÿ: 1, 2, 3 —
ÌÑ ýðáèÿ ïðè 20, 41 è 4,6 Ê ñîîòâåòñòâåííî; 4 — ÌÑ
ñèñòåìû Er/Sc ïðè 4,6 Ê. Êðèâûå 1 è 2 ñìåùåíû ïî
âåðòèêàëè íà +1%.
0 1 2 3 4 5 6 7
– 0,3
– 0,2
– 0,1
0
0,1
0,2
3
2
1
37 K
4,6 K
Er/Sc
H
H
H
||
||
c
c
, êÝ
�
R
/R
,%
H
0
H
�c
Ðèñ. 6. Çàâèñèìîñòü ïîïåðå÷íîãî (êðèâûå 1, 3) è ïðî-
äîëüíîãî (êðèâàÿ 2) ìàãíèòîñîïðîòèâëåíèÿ ñèñòåìû
Er/Sc îò ìàãíèòíîãî ïîëÿ ïðè òåìïåðàòóðàõ âûøå è
íèæå �1.
íàáëþäàåòñÿ èçëîì â îáëàñòè 1,5 êÝ (êðèâàÿ 4 íà
ðèñ. 5), îòñóòñòâóþùèé íà êðèâîé äëÿ ýðáèÿ (êðè-
âàÿ 3, òàì æå). Ó ïîñëåäíåé èç óêàçàííûõ çàâèñèìî-
ñòåé íå íàáëþäàåòñÿ è òåíäåíöèè ê íàñûùåíèþ, êàê
è ó çàâèñèìîñòè êîýôôèöèåíòà Õîëëà Er âî âñåì èñ-
ñëåäîâàííîì èíòåðâàëå ïîëåé ïðè òåõ æå òåìïåðàòó-
ðàõ (ðèñ. 7, êðèâàÿ 1). Äðóãèìè ñëîâàìè, èçëîì íà
çàâèñèìîñòè ÌÑ ìóëüòèñëîéíîé ñòðóêòóðû îò H
âîçíèêàåò â ìåíüøåì ïîëå, ÷åì ïîëå ïîëíîãî íàñû-
ùåíèÿ ìàãíèòíîãî ìîìåíòà â ñëîÿõ ýðáèÿ [19]. Ñ ïî-
äîáíîé ñèòóàöèåé, â ÷àñòíîñòè, ñòàëêèâàëèñü ïðè
èçó÷åíèè ñèñòåìû Co/Au, ãäå àíîìàëèè â ïîâåäå-
íèè MÑ òàêæå íàáëþäàëèñü â ïîëÿõ, ìíîãî ìåíü-
øèõ ïîëÿ íàñûùåíèÿ [20].
Åñòåñòâåííî ïðåäïîëîæèòü, ÷òî â îñíîâå ïîäîá-
íîãî íåñîîòâåòñòâèÿ ìîæåò ëåæàòü ñïèí-çàâèñèìàÿ
ïðèðîäà ðàññåÿíèÿ ýëåêòðîíîâ ïðîâîäèìîñòè ìàã-
íèòíî-óïîðÿäî÷åííûìè ñëîÿìè.  ýòîì ñëó÷àå
âêëàä â ñîïðîòèâëåíèå îò ðàññåÿíèÿ ïàðîé ìàãíèò-
íûõ ñëîåâ, ðàçäåëåííûõ íåìàãíèòíîé ïðîñëîéêîé,
ñòàíîâèòñÿ çàâèñÿùèì îò âçàèìíîé îðèåíòàöèè (ïà-
ðàëëåëüíîé èëè àíòèïàðàëëåëüíîé) âåêòîðîâ íà-
ìàãíè÷åííîñòè íà ãðàíèöàõ ïðîñëîéêè [4,21,22]. Â
÷àñòíîñòè, ïðè ïðî÷èõ ðàâíûõ óñëîâèÿõ äëÿ âñåõ
èíòåðôåéñîâ è îáû÷íîì ïðåäïîëîæåíèè, ÷òî àíòè-
ïàðàëëåëüíàÿ ìîìåíòó ìàãíèòíîãî ñëîÿ îðèåíòàöèÿ
ñïèíà ýëåêòðîíà ïðîâîäèìîñòè (òàê íàçûâàåìàÿ
«minority» (
) îðèåíòàöèÿ) îòâå÷àåò áîëåå ýôôåê-
òèâíîìó ðàññåÿíèþ ýëåêòðîíà, ÷åì ïàðàëëåëüíàÿ
îðèåíòàöèÿ («majority» (�)), âåëè÷èíà ïðîâîäèìî-
ñòè è ñîîòâåòñòâóþùèé åé çíàê MÑ â ìóëüòèñëîé-
íîé ñòðóêòóðå áóäóò çàâèñåòü îò ñîîòíîøåíèÿ ÷èñëà
ïàð ãðàíèö (÷èñëà íåìàãíèòíûõ ñëîåâ) ñ îäèíàêî-
âîé ëèáî ðàçëè÷íîé âçàèìíîé îðèåíòàöèåé ìîìåí-
òîâ ïðèëåãàþùèõ ìàãíèòíûõ ñëîåâ.
Âåðîÿòíåå âñåãî, ýòî ñîîòíîøåíèå íå ìîæåò áûòü
ðàâíî åäèíèöå â ïðèíöèïå, ëèáî â ñèëó ìàëîñòè
äëèíû ôàçîâîé êîãåðåíòíîñòè ìîìåíòîâ â ïðåäåëàõ
òîëùèíû ñòðóêòóðû, ÷òî, ïî-âèäèìîìó, èìååò ìåñòî
äëÿ íàøèõ âûñîêîîìíûõ îáðàçöîâ, ëèáî èç-çà íàëè-
÷èÿ áîëåå ÷åì îäíîãî ïåðèîäà îñöèëëèðóþùåé îá-
ìåííîé ñâÿçè [23], åñëè òàêîé ñëó÷àé âîîáùå ðåàëè-
çóåòñÿ â ñèñòåìàõ ñ ðåäêîçåìåëüíûìè ìàãíèòíûìè
ìåòàëëàìè.
Ïîýòîìó ìû ïîëàãàåì, ÷òî îòðèöàòåëüíûé çíàê
ÌÑ ñòðóêòóðû Er/Sc è èçëîì íà åãî çàâèñèìîñòè îò
H â îáëàñòè ãåëèåâûõ òåìïåðàòóð îòðàæàþò èçìåíå-
íèå îðèåíòàöèè ìîìåíòîâ ðÿäà ìàãíèòíûõ ñëîåâ ýð-
áèÿ â äîñòàòî÷íî ìàëîì ïîëå â ñòîðîíó óñòàíîâëå-
íèÿ èõ ôåððîìàãíèòíîé îðèåíòàöèè, ÷òî ïðè
ñïèí-çàâèñèìîì õàðàêòåðå ðàññåÿíèÿ ýëåêòðîíîâ
ïðîâîäèìîñòè ìîæåò ïðèâîäèòü ê óâåëè÷åíèþ ïðî-
âîäèìîñòè ìóëüòèñëîéíîé ñòðóêòóðû â öåëîì. Ïðè
ýòîì ïîâåäåíèå ñîïðîòèâëåíèÿ Õîëëà ñ èçìåíåíèåì
ìàãíèòíîãî ïîëÿ, à èìåííî íàëè÷èå ìèíèìóìà íà
êðèâîé R Hyx( ), ðèñ. 7, ñâèäåòåëüñòâóåò î ñóùåñòâî-
âàíèè îñòàòî÷íîé íàìàãíè÷åííîñòè ñèñòåìû â íóëå-
âîì ïîëå M0 è, ñîîòâåòñòâåííî, êîìïîíåíòû íàìàã-
íè÷åííîñòè M z0 , ïåðïåíäèêóëÿðíîé ïëåíêå (| |ñ),
êîòîðàÿ ìåíÿåòñÿ ñ òåìïåðàòóðîé èç-çà òåìïåðàòóðî-
çàâèñÿùåé ïåðåñòðîéêè ìàãíèòíîé ñòðóêòóðû, â òîì
÷èñëå è â îáëàñòè ãåëèåâûõ òåìïåðàòóð. Äàííûå
ðèñ. 7 ïîçâîëÿþò îöåíèòü îòíîøåíèå îñòàòî÷íûõ íà-
ìàãíè÷åííîñòåé ìóëüòèñëîéíîé ñèñòåìû Er/Sc â
«êâàçèôåððîìàãíèòíîì» è «êâàçèàíòèôåððîìàãíèò-
íîì» òåìïåðàòóðíûõ ðåæèìàõ èç çíà÷åíèé èçìåðåí-
íîãî íàïðÿæåíèÿ Õîëëà ïðè H = 0.
Èçìåðÿåìîå ñîïðîòèâëåíèå Õîëëà äëÿ ìàãíèòíîé
ñèñòåìû ïðèíÿòî çàïèñûâàòü â âèäå
R R
U
I d
R H R MH yx
yx
x
z s z� �
1
40[ ]� , (1)
R
Hz
0
�
�
, R C Cs �1 2
2� � ,
ãäå d — òîëùèíà îáðàçöà; R0 è Rs — íîðìàëüíàÿ
è àíîìàëüíàÿ êîíñòàíòû Õîëëà ñîîòâåòñòâåííî;
Mz — ïîïåðå÷íàÿ êîìïîíåíòà íàìàãíè÷åííîñòè;
� — óäåëüíîå ñîïðîòèâëåíèå; C1 è C2 — êîíñòàí-
òû. Â ìàëûõ ïîëÿõ Mz ëèíåéíî çàâèñèò îò ïîëÿ,
ïîýòîìó ìîæíî çàïèñàòü M H Cz z z z �� �3 0 (�0 —
âîñïðèèì÷èâîñòü â îòñóòñòâèå ìàãíèòíîãî ïîëÿ).
Èç ðèñ. 2 ñëåäóåò, ÷òî èçìåíåíèå � ýðáèÿ â èíòåðâà-
ëå îò 4,2 äî 37 Ê íå ïðåâûøàåò 2%. Â èòîãå, ñîîò-
âåòñòâóþùèå îòíîøåíèÿ ñîïðîòèâëåíèÿ Õîëëà ïðè
Í = 0 èç êðèâûõ 1 (37 Ê) è 2 (4,6 Ê) äëÿ ìóëüòè-
ñëîéíîé ñòðóêòóðû è 3 (4,6 Ê) äëÿ Er (ðèñ. 7), ñî-
ãëàñíî (1), åñòü
Ìàãíèòîòðàíñïîðòíûå ñâîéñòâà èñêóññòâåííûõ ìóëüòèñëîéíûõ ñòðóêòóð Er/Sc
Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2005, ò. 31, ¹ 10 1121
0 1 2 3 4 5 6 7
– 0,5
0
0,5
1,0
1,5
2,0
3
2
1
Er/Sc T= 4,6 K
Er/Sc
T = 37 K
Er T = 4,6 K
, êÝHz
R
(H
)/
R
(7
êÝ
)
yx
yx
Ðèñ. 7. Çàâèñèìîñòü ñîïðîòèâëåíèÿ Õîëëà ýðáèÿ (1) è
ìóëüòèñëîéíîé ñòðóêòóðû Er/Sc (2, 3) îò ìàãíèòíîãî
ïîëÿ â ñðàâíåíèè ñ åãî çíà÷åíèåì ïðè H = 7 êÝ.
R T
R T
T
T
H
H
/
�
�
�
�
�
�
�0 1
0 1
0 1
0 1
( )
( )
( )
( )
�
�
� �
� �
Er Sc
� 2;
R
R
H
H T T
� �
0
0
0
01 1
Er Sc Er Sc
Er Er
/ /
� �
�
�
6 �14.
Òàêèì îáðàçîì, íàøè äàííûå ñâèäåòåëüñòâóþò â
ïîëüçó òîãî, ÷òî ïðîâîäèìîñòü èçó÷åííîé ñèñòåìû
Er/Sc âåñüìà ÷óâñòâèòåëüíà ê ïåðåñòðîéêå ìàãíèò-
íîé ñòðóêòóðû óæå â ñðàâíèòåëüíî ñëàáûõ ìàãíèò-
íûõ ïîëÿõ îêîëî 1 êÝ, ÷òî óêàçûâàåò íà íåïîëíóþ
óïîðÿäî÷åííîñòü ìàãíèòíûõ ìîìåíòîâ ñëîåâ âî âñåõ
õàðàêòåðíûõ äëÿ ìàãíèòíûõ ñòðóêòóð ýëåìåíòàðíî-
ãî Er òåìïåðàòóðíûõ îáëàñòÿõ è íà ìàëûå çíà÷åíèÿ
ìàãíèòíîé ýíåðãèè, òðåáóåìîé äëÿ ïåðåîðèåíòàöèè
ìîìåíòîâ â ñëîÿõ ýðáèÿ â ìóëüòèñëîéíûõ îáðàçöàõ.
Âîçìîæíî, ïîñëåäíèì îáñòîÿòåëüñòâîì îáúÿñíÿåòñÿ
ïîëîæèòåëüíîå ÌÑ ñòðóêòóðû (äî 4% ïðè 300 Ê,
ðèñ. 4): â ïàðàìàãíèòíîé îáëàñòè íåñêîððåëèðî-
âàííûõ ñëîåâ ýðáèÿ â ìóëüòèñëîéíûõ îáðàçöàõ ìàã-
íèòíîå ïîëå, óïîðÿäî÷èâàÿ ìîìåíòû â ñëîÿõ Er è
âêëþ÷àÿ âêëàä ðàññåÿíèÿ íà ïàðå èíòåðôåéñîâ íå-
ìàãíèòíîãî ñëîÿ ñ íåñèììåòðè÷íûìè ïî âåëè÷èíå,
íî àíòèïàðàëëåëüíûìè ìîìåíòàìè ïðèëåæàùèõ ê
ýòèì èíòåðôåéñàì ñëîåâ Er, ïðèâîäèò ê íåêîòîðîìó
âîçðàñòàíèþ ñîïðîòèâëåíèÿ ìóëüòèñëîéíîé ñèñòå-
ìû â öåëîì. Ïî ìåðå óìåíüøåíèÿ òåìïåðàòóðû è
ïåðåõîäå ê áîëåå óïîðÿäî÷åííîìó ðàñïðåäåëåíèþ
ìîìåíòîâ â ñëîÿõ Er è íà èíòåðôåéñàõ ïðîâîäè-
ìîñòü ñòðóêòóðû Er/Sc âîçðàñòàåò (ñì. âñòàâêó íà
ðèñ. 4), ÷òî ïðèâîäèò ê èñ÷åçíîâåíèþ ïîëîæèòåëü-
íîãî ÌÑ. Î òîì, ÷òî íàáëþäàåìàÿ òåìïåðàòóðíàÿ
çàâèñèìîñòü ìàãíèòîñîïðîòèâëåíèÿ íå èìååò îòíî-
øåíèÿ ê çàâèñèìîñòè îò ïàðàìåòðà
�, ñâèäåòåëüñò-
âóåò êàê îöåíêà ýòîãî ïàðàìåòðà, ïðèâåäåííàÿ
âûøå, òàê è èäåíòè÷íîñòü íàêëîíîâ êðèâûõ R T( )
ïðè Í = 0 è H � 0 (âñòàâêà íà ðèñ. 4).
Ïðè÷èíû îòðèöàòåëüíîãî ÌÑ â ïëåíêå Er
( ) %�R/R max � �1 â íåêîòîðîé îáëàñòè íåôåððîìàã-
íèòíîãî ñîñòîÿíèÿ (ðèñ. 4), âèäèìî, ñâÿçàíû ñ íåîä-
íîðîäíîñòüþ ñòðóêòóðû íàøåé ïëåíêè, â ÷àñòíîñòè,
ñî ñïåöèôè÷åñêèì ðàñïðåäåëåíèåì è âçàèìîäåéñò-
âèåì ëîêàëüíûõ ìàãíèòíûõ ìîìåíòîâ â ìàãíèòíîì
ïîëå.
Ïðèâåäåííûå cðàâíèòåëüíûå äàííûå î ïîâåäåíèè
ïðîâîäèìîñòè èññëåäîâàííûõ ñòðóêòóð Er/Sc è
ñïëîøíîé ïëåíêè ýðáèÿ â îòñóòñòâèå è ïðè íàëè÷èè
ìàãíèòíîãî ïîëÿ ïîçâîëÿþò ñóäèòü î ñëåäóþùèõ
îñîáåííîñòÿõ.
Âî-ïåðâûõ, ïîñêîëüêó íàìàãíè÷åííîñòü ìóëüòè-
ñëîéíîé ñèñòåìû, ïî äàííûì èçìåðåíèÿ êîýôôèöè-
åíòà Õîëëà, â îòñóòñòâèå ïîëÿ ñóùåñòâåííî îòëè÷à-
åòñÿ îò íóëÿ è îò íàìàãíè÷åííîñòè ñïëîøíîé ïëåíêè
ýðáèÿ â òåõ æå óñëîâèÿõ, ýòî äîëæíî óêàçûâàòü íà
ðîëü ñàìîãî ôàêòà íàëè÷èÿ èíòåðôåéñîâ â èçìåíå-
íèè òðàíñïîðòíûõ õàðàêòåðèñòèê ñèñòåìû ïî ñðàâ-
íåíèþ ñ òåìè æå õàðàêòåðèñòèêàìè íåñëîåâîãî ðåä-
êîçåìåëüíîãî ìàòåðèàëà. Âî-âòîðûõ, â íåêîòîðûõ
îáëàñòÿõ òåìïåðàòóð ýòè èçìåíåíèÿ ïðîÿâëÿþòñÿ
àíîìàëüíî, ÷òî ñâèäåòåëüñòâóåò îá èõ ñâÿçè êàê ñ
òèïîì ìàãíèòíîé ñòðóêòóðû f-ñëîåâ, çàâèñÿùèì îò
òåìïåðàòóðû, òàê è ñ õàðàêòåðîì ðàñïðåäåëåíèÿ íà-
ïðàâëåíèé ìîìåíòîâ ýòèõ ñëîåâ â ñèñòåìå, îïðåäå-
ëÿþùèì âåëè÷èíó ïîëíîãî ìàãíèòíîãî ìîìåíòà ñèñ-
òåìû â öåëîì. Ýòî îçíà÷àåò, â ÷àñòíîñòè, ÷òî ïðè
îäíîðîäíîì ðàñïðåäåëåíèè ìîìåíòîâ â êàæäîì îò-
äåëüíîì ìàãíèòíîì ñëîå èçìåíåíèå ïîëíîãî ìîìåí-
òà âîçìîæíî ëèøü ïðè óñòàíîâëåíèè íåóñðåäíÿåìî-
ãî ðàñïðåäåëåíèÿ îðèåíòàöèé ìîìåíòîâ ìàãíèòíûõ
f-ñëîåâ íà èíòåðôåéñàõ ñ íåìàãíèòíûìè ñëîÿìè
ìóëüòèñëîéíîé ñèñòåìû.
 ñâîþ î÷åðåäü, èç-çà ñëàáîãî (ëèáî ïîëíîãî îò-
ñóòñòâèÿ) ïðÿìîãî îáìåííîãî âçàèìîäåéñòâèÿ 4f-ñëî-
åâ â ðåäêîçåìåëüíûõ ìåòàëëàõ îðèåíòàöèÿ ìîìåí-
òîâ íà èíòåðôåéñàõ ñïîñîáíà îòðàæàòüñÿ íà õàðàê-
òåðå ïðîâîäèìîñòè ñòðóêòóðû Er/Sc ïîñðåäñòâîì
ñïèí-çàâèñèìîé ñâÿçè ñ ýëåêòðîíàìè ïðîâîäèìîñòè
íåìàãíèòíûõ ïðîñëîåê ñêàíäèÿ, â òî âðåìÿ êàê â
ýëåìåíòàðíîì ýðáèè òàêàÿ ñâÿçü ìîæåò îñóùåñòâ-
ëÿòüñÿ òîëüêî ÷åðåç f—s ñïèí-îðáèòàëüíîå âçàèìî-
äåéñòâèå íà èîíàõ. Ïðåäñòàâëåíèå î ñïèí-çàâèñè-
ìîì ìåõàíèçìå âçàèìîäåéñòâèÿ ìàãíèòíûõ ñëîåâ
ñèñòåìû ñðàçó ïðèâîäèò ê çàâèñèìîñòè ýôôåêòèâíî-
ñòè ðàññåÿíèÿ íà èíòåðôåéñå îò âçàèìíîé îðèåíòà-
öèè ñïèíà ýëåêòðîíà â íåìàãíèòíîì ñëîå è ìîìåíòà
â f-ñëîå. Ïðè ïðî÷èõ ðàâíûõ óñëîâèÿõ áîëüøèé ýô-
ôåêò èçìåíåíèÿ ïðîâîäèìîñòè äàåò àíòèïàðàëëåëü-
íàÿ, à íå ïàðàëëåëüíàÿ îðèåíòàöèÿ ìîìåíòîâ íà
ïðîòèâîïîëîæíûõ èíòåðôåéñàõ íåìàãíèòíîãî ñëîÿ:
âåëè÷èíà MÑ â àíòèôåððîìàãíèòíîé îáëàñòè áîëü-
øå, ÷åì â ôåððîìàãíèòíîé.
Îáùèé õîä cîïðîòèâëåíèÿ Õîëëà Ryx â ìóëüòè-
ñëîéíîé ñèñòåìå ñ èçìåíåíèåì òåìïåðàòóðû â èíòåð-
âàëå 4,2–300 Ê (ðèñ. 8) äåìîíñòðèðóåò àíîìàëüíî
áîëüøèå èçìåíåíèÿ ýòîé õàðàêòåðèñòèêè â îáëàñòè
ïåðåñòðîéêè ìàãíèòíîé ñòðóêòóðû îò àíòèôåððî-
ìàãíèòíîé ê ôåððîìàãíèòíîé. Õàðàêòåð ýòèõ èçìå-
íåíèé ñîîòâåòñòâóåò ôàçîâûì ïåðåõîäàì âòîðîãî
ðîäà.
Òàêèì îáðàçîì, ìû ïðîâåëè ïåðâûå ñðàâíèòåëü-
íûå èññëåäîâàíèÿ òðàíñïîðòíûõ ñâîéñòâ — ñîïðî-
òèâëåíèÿ, ìàãíèòîñîïðîòèâëåíèÿ è ýôôåêòà Õîëëà
— ìóëüòèñëîéíûõ ñòðóêòóð Er/Sc è ýëåìåíòàðíîãî
ýðáèÿ, èçãîòîâëåííûõ ïî åäèíîé òåõíîëîãèè îñàæ-
äåíèÿ. Óêàçàííûå ñâîéñòâà ìóëüòèñëîéíûõ ñèñòåì
ñóùåñòâåííî âèäîèçìåíÿþòñÿ ïî ñðàâíåíèþ ñ òåìè
æå ñâîéñòâàìè ýëåìåíòàðíîãî ýðáèÿ. Ìàãíèòîñîïðî-
1122 Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2005, ò. 31, ¹ 10
Þ.Í. Öçÿí, Î.Ã. Øåâ÷åíêî, Ð.Í. Êîëåíîâ
òèâëåíèå ñòàíîâèòñÿ «ãèãàíòñêèì», õîòÿ ïî àáñî-
ëþòíîé âåëè÷èíå íå ìîæåò êîíêóðèðîâàòü ñî çíà÷å-
íèÿìè, ðåàëèçóåìûìè â ñâåðõðåøåòêàõ íà îñíîâå
d-ôåððîìàãíèòíûõ ìàòåðèàëîâ Fe, Ñî.
 îáëàñòè ãåëèåâûõ òåìïåðàòóð êîýôôèöèåíò
Õîëëà â ñèñòåìå Er/Sc äîñòèãàåò çíà÷åíèÿ, áîëåå
÷åì íà ïîðÿäîê ïðåâûøàþùåãî çíà÷åíèå ïðè êîì-
íàòíîé òåìïåðàòóðå. Íàéäåíî, ÷òî îñîáåííîñòè
òðàíñïîðòà è êîýôôèöèåíòà Õîëëà â èññëåäî-
âàííûõ ìóëüòèñëîéíûõ ñèñòåìàõ êîððåëèðóþò ñ
ïðåäñòàâëåíèÿìè î òåìïåðàòóðíî-çàâèñÿùåé ïåðå-
ñòðîéêå ìàãíèòíîãî óïîðÿäî÷åíèÿ ñëîåâ ýðáèÿ è
ñïèí-çàâèñèìîì ìåõàíèçìå ðàññåÿíèÿ ýëåêòðîíîâ
ïðîâîäèìîñòè.
Áåç ïðèâëå÷åíèÿ ìàãíèòíûõ èçìåðåíèé ïîêàçà-
íî, ÷òî íàìàãíè÷åííîñòü f-ñòðóêòóðû â íóëåâîì
ïîëå âûøå îñòàòî÷íîé íàìàãíè÷åííîñòè f-ìàòåðèàëà
â ôåððîìàãíèòíîì ñîñòîÿíèè, à ïðîâîäèìîñòü
ñòðóêòóðû Er/Sc â ïðåäïîëàãàåìîé îáëàñòè àíòè-
ôåððîìàãíèòíîãî ñîñòîÿíèÿ ñëîåâ ýðáèÿ íèæå åå
ïðîâîäèìîñòè â ôåððîìàãíèòíîì ñîñòîÿíèè òåõ æå
ñëîåâ.
Âûðàæàåì áëàãîäàðíîñòü Prof. S. Oseroff (San
Diego State University) çà ïðåäîñòàâëåíèå ìèøåíåé
ðåäêîçåìåëüíûõ ìåòàëëîâ, à òàêæå À.Í. Ñòåöåíêî è
Â.Â. Çîð÷åíêî (Íàöèîíàëüíûé òåõíè÷åñêèé óíè-
âåðñèòåò ÕÏÈ) çà ïðèãîòîâëåíèå ïëåíêè Er è ìóëü-
òèñëîéíûõ ñèñòåì Er/Sc.
1. J. Êwo, D.B. McWhan, M. Hong, E.M. Gyorgy, L.C.
Feldman, and J.E. Cunningham, in: Layered
Structure, Epytaxy, and Interface, J.H. Gibson and
L.R. Dawson (eds.), MRS, Pittsburg (1985), Mat.
Res. Soc. Symp. Proc., vol. 37, p. 509.
2. P. Grunberg, R. Schreiber, Y. Pang, M.B. Brodsky,
and H. Sowers, Phys. Rev. Lett. 57, 2442 (1986).
3. A. Fert and P. Bruno, in: Ultrathin Magnetic
Structures, B. Heinrich and J.A.C. Bland (eds.),
Springer—Verlag, Berlin (1994), vol. 2, Chap. 2.2,
p. 82.
4. M.N. Baibich, J.M. Broto, A. Fert, F. Nguyen van
Dau, F. Petroff, P. Eitenne, G. Creuzet, A. Friederich,
and J. Chazelas, Phys. Rev. Lett. 61, 2472 (1988).
5. S.S.P. Parkin, R.F. Marks, R.F.C. Farrow, G.R.
Harp, Q.H. Lam, and R.J. Savoy, Phys. Rev. B46,
9262 (1992); E.E. Fullerton, M.J. Conover, J.E.
Mattson, C.H. Sowers, and S.D. Bader, Appl. Phys.
Lett. 63, 1699 (1993).
6. Ë.À. ×åáîòêåâè÷, Þ.Ä. Âîðîáüåâ, À.Ñ. Ñàìàðäàê,
À.Â. Îãíåâ, ÔÒÒ 45, 863 (2003).
7. A.E. Berkowitz, J.R. Mitchell, M.J. Carey, A.P.
Young, S. Zhang, F.E. Spada, F.T. Parker, A. Hutten,
and G. Thomas, Phys. Rev. Lett. 68, 3745 (1992);
J.Q. Xiao, J.S. Jiang, and C.L. Chien, ibid., 3749
(1992).
8. F. Tsui, C. Uher, and C.P. Flynn, Phys. Rev. Lett.
72, 3084 (1994).
9. M.A. Ruderman and C. Êittel, Phys. Rev. 96, 99
(1954).
10. T. Êasuya, Progr. Theor. Phys. 16, 45 (1956).
11. Ê. Yosida, Phys. Rev. 106, 893 (1957).
12. A.T. Hindmarch and B.J. Hickey, Phys. Rev. Lett.
91, 116601 (2003).
13. Ê.À. Ãøíåéäíåð, Ñïëàâû ðåäêîçåìåëüíûõ ìåòàëëîâ,
Ìèð, Ìîñêâà (1965).
14. R.W. Green, S. Legvold, and F.H. Spedding, Phys.
Rev. 122, 827 (1961).
15. R.V. Colvin, S. Legvold, and F.H. Spedding, Phys.
Rev. 120, 741 (1960).
16. M. Habenschuss, C. Stassis, S.Ê. Sinha, H.W. Deck-
man, and F.H. Spedding, Phys. Rev. B10, 1020
(1974).
17. D. Gibbs, J. Bohr, J.D. Axe, D.E. Moncton, and Ê.L.
D’Amico, Phys. Rev. B34, 8182 (1986).
18. J.A. Borchers, M.B. Salamon, R. Du, C.P. Flynn,
J.J. Rhyne, and R.W. Erwin, J. Appl. Phys. 63, 3458
(1988).
19. J.R. Banister, S. Legvold, and F.H. Spedding, Phys.
Rev. 94, 1140 (1954).
20. W. Vavra, C.H. Lee, F.G. Lamelas, Hui He, R. Clark,
and C. Uher, Phys. Rev. B42, 4889 (1990).
21. G. Binasch, P. Grunberg, F. Saurenbach, and
W. Zinn, Phys. Rev. B39, 4828 (1989).
22. R.E. Camley and J. Barnaœ, Phys. Rev. Lett. 63, 664
(1989).
23. P. Bruno and C. Chappert, Phys. Rev. B46, 261
(1992).
Ìàãíèòîòðàíñïîðòíûå ñâîéñòâà èñêóññòâåííûõ ìóëüòèñëîéíûõ ñòðóêòóð Er/Sc
Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2005, ò. 31, ¹ 10 1123
R
(T
)/
R
(3
0
0
K
)
yx
yx
4 6 8 20 40 60 80 200
0
10
20
30
40
Er
Er/Sc
H = 7 êÝ
T , K
H||c
Ðèñ. 8. Òåìïåðàòóðíàÿ çàâèñèìîñòü ñîïðîòèâëåíèÿ Õîë-
ëà ïëåíêè Er è ñòðóêòóðû Er/Sc.
Magnetotransport properties of artificial Er/Sc
multilayer structures
Yu.N. Chiang, O.G. Shevchenko, and R.N. Êolenov
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 ob-
jects in question being prepared by the same de-
position technology. The above properties of the
structures undergo essential modifications com-
pared to those of elementary Er. MR of the sam-
ples studied is «gigantic», though it cannot com-
pete 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-ma-
terial 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 mag-
netic ordering of the Er layers in the Er/Sc
structures.
1124 Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2005, ò. 31, ¹ 10
Þ.Í. Öçÿí, Î.Ã. Øåâ÷åíêî, Ð.Í. Êîëåíîâ
|