Нестационарная динамика намагниченности микроконтактов с одиночной ферромагнитной пленкой

Abstract

Исследована электропроводность точечных наноконтактов между ферромагнитными (F) пленками кобальта толщиной 5, 10 и 100 нм и иглой из немагнитных (N) металлов (медь или серебро). Впервые обнаружены два принципиально различных механизма формирования сигнала отклика на микроволновое облучение. Один обусловлен эффектом выпрямления переменного ВЧ тока на нелинейности вольт-амперной характеристики, вызванной прецессией намагниченности под действием постоянного транспортного тока через контакт. Второй механизм связан с резонансным возбуждением внешним ВЧ полем прецессии вектора намагниченности на основной частоте и ее гармониках. Результаты экспериментов подтверждают высказанное ранее предположение о том, что в исследованных F-N наноконтактах реализуется "поверхностный спиновый вентиль", который по своим статическим и динамическим свойствам подобен стандартным спиновым вентилям F₁-N-F₂ [Nano Letters 7, 927 (2007)].

Досліджено електропровідність точкових наноконтактів між феромагнітними (F) плівками кобальту товщиною 5, 10 та 100 нм та голкою з немагнітного (N) металу (мідь або срібло). Вперше встановлено два принципово різних механізми формування сигналу відгуку на мікрохвильове опромінення. Один зумовлений ефектом випрямлення змінного ВЧ струму на нелінійності вольт-амперної характеристики, яка спричинена прецесією намагніченя під дією постійного транспортного струму через контакт. Другий механізм пов’язаний із резонансним збудженням зовнішнім ВЧ полем прецесії вектора намагнічення на основній частоті та її гармоніках. Результати експериментів підтверджують висловлене раніше допущення, що в досліджених F–N наноконтактах реалізується «поверхневий спіновий вентиль», що за своїми статичними та динамічними властивостями є подібним до стандартних спінових вентилів F₁-N-F₂ [Nano Letters 7, 927 (2007)].

The electrical conduction of point nanocontacts between ferromagnetic cobalt films 5, 10 and 100 nm thick and a nonmagnetic metal (copper or silver) needle has been investigated. Two fundamentally different mechanisms of response to microwave irradiation have been detected for the first time. One mechanism is the effect of rectification of HF alternating current on the nonlinearity of the I–V characteristic due to the transport direct current through the contact. The other is related to the external HF field-induced excitation of the resonant magnetization precession at the main frequency and its harmonics. The experimental results support our previous conclusion [Nano Letters 7, 927 (2007)] that a «surface spin valve» is realized in the investigated F–N nanocontacts and has statical and dynamical properties similar to those of the standard spin valve F₁-N-F₂.