Гибкие спиновые клапаны: межслойное взаимодействие, магнитная анизотропия и деформационная чувствительность

Л.И. Наумова, Р.С. Заворницын, М.А. Миляев, И.К. Максимова, А.А. Захаров, Т.А. Чернышова, В.В. Проглядо, В.В. Устинов

Институт физики металлов имени М.Н. Михеева УрО РАН, г. Екатеринбург

 

На гибких полимерных подложках изготовлены обладающие эффектом гигантского магнитосопротивления многослойные наноструктуры типа «спиновый клапан» и объекты микронных размеров на их основе. Найдена композиция многослойного буферного слоя, который позволяет эффективно снизить влияние шероховатости полимерной подложки на магнитосопротивление и характер межслойного взаимодействия в спиновом клапане. Показано, что спиновые клапаны с низкострикционым сплавом в свободном и сплавом с ненулевой магнитострикцией в закрепленном ферромагнитном слое обладают большим магнитосопротивлением, слабым гистерезисом перемагничивания свободного слоя и высокой чувствительностью магнитосопротивления к деформации изгиба (рис. 1). Выявлен характер зависимости деформационной чувствительности характеристик спинового клапана от интенсивности взаимодействия между магнитными слоями и способа расположения осей магнитной анизотропии по отношению к вектору деформации. Полученные зависимости использованы при конструировании сенсора изгиба (рис. 2).

 

Рис. 1. Полевые зависимости магнитосопротивления микрополоски спинового клапана до деформации и в состоянии изгиба. На вставке показана форма держателя с микрополоской наноструктуры толщины tf на подложке толщины 60 мкм. r – радиус кривизны подложки. u – вектор деформации. Рис. 2. Зависимости выходного напряжения сенсора изгиба от относительной деформации, полученные при разных величинах приложенного магнитного поля. На вставках – электрическая схема и фотография сенсора.

 

  1. Гибкие спиновые клапаны: межслойное взаимодействие и деформационная чувствительность / Л.И. Наумова, Т.А. Чернышова, Р.С. Заворницын, М.А. Миляев, И.К. Максимова, В.В. Проглядо, А.А. Захаров, В.В. Устинов // Физика металлов и металловедение. — 2021. — V. 122. — P. 1149 — 1157.

 

1.3.2. Физика конденсированных сред и физическое материаловедение. Работа выполнена в рамках темы государственного задания ИФМ УрО РАН Рег.№АААА-А18-118020290104-2. Шифр «Спин».