Особенности низкотемпературного туннельного магнитосопротивления прессованных нанопорошков диоксида хрома CrO₂

Abstract

Исследованы резистивные и низкотемпературные магниторезистивные свойства прессованных порошков ферромагнитного половинного металла диоксида хрома CrO₂ с анизотропией формы наночастиц. Изучено влияние примеси Fe на величину туннельного сопротивления и магнитосопротивления порошков CrO₂. Установлено, что примесь Fe приводит к уменьшению сопротивления и туннельного магнитосопротивления диоксида хрома. Высказано предположение, что уменьшение магнитосопротивления твердого раствора Cr₁₋xFexO₂ связано с образованием дополнительных локализованных состояний на примесях железа в туннельном барьере. Рассмотрено влияние скорости ввода магнитного поля на вид гистерезиса низкотемпературного туннельного магнитосопротивления порошка Cr₁₋xFexO₂. Показано, что низкотемпературные особенности гистерезиса магнитосопротивления зависят от скорости релаксации магнитных моментов наночастиц к равновесному состоянию. Обсуждаются возможные причины такой зависимости.

Досліджено резистивні та низькотемпературні магніторезистивні властивості пресованих порошків феромагнітного половинного металу діоксиду хрому CrO₂ з анізотропією форми наночастинок. Вивчено вплив домішки Fe на величину тунельного опору і магнітоопору порошків CrO₂. Встановлено, що домішка Fe призводить до зменшення опору і тунельного магнітоопору діоксиду хрому. Висловлено припущення, що зменшення магнітоопору твердого розчину Cr₁₋xFexO₂ пов'язано з утворенням додаткових локалізованих станів на домішках заліза в тунельному бар'єрі. Розглянуто вплив швидкості введення магнітного поля на вигляд гістерезису низькотемпературного тунельного магнітоопору порошку Cr₁₋xFexO₂. Показано, що низькотемпературні особливості гістерезиса магнітоопору залежать від швидкості релаксації магнітних моментів наночастинок до рівноважного стану. Обговорюються можливі причини такої залежності.

A study of the resistive and low-temperature magnetoresistive properties of pressed powders of ferromagnetic half-metal chromium dioxide CrO₂ with nanoparticle shape anisotropy. The effects of Fe impurities on the tunneling resistance and magnetoresistance of CrO₂ powders are investigated. It is found that the Fe impurity leads to a decrease in the resistance and tunneling magnetoresistance of chromium dioxide. It is suggested that the decrease in magnetoresistance of the solid solution Cr₁₋xFexO₂ is associated with the formation of additional localized states at the iron impurities in a tunnel barrier. The influence of the magnetic field input rate on the form of the low-temperature tunneling magnetoresistance hysteresis in Cr₁₋xFexO₂ powder is considered. It is shown that the low-temperature singularities of magnetoresistance hysteresis depend on the relaxation rate of the magnetic moments of the nanoparticles to the equilibrium state. Possible reasons for such a dependence are discussed.