Anomalous Behavior of the Tunneling Magnetoresistance in (CoFeB)x(LiNbO3)100 − x/Si Nanocomposite Film Structures Below the Percolation Threshold: Manifestations of the Cotunneling and Exchange Effects

Мұқаба

Дәйексөз келтіру

Толық мәтін

Ашық рұқсат Ашық рұқсат
Рұқсат жабық Рұқсат берілді
Рұқсат жабық Тек жазылушылар үшін

Аннотация

A strongly nonmonotonic temperature dependence of the magnetoresistance in (CoFeB)x(LiNbOy)100 – x film nanocomposites (x ≈ 40–48 at %) is observed in the temperature range of 3–250 K at the magnetic field up to 14 T near the percolation threshold on its insulating side. The magnetoresistance has a minimum at 40 K and increases steeply on cooling. Such behavior of the magnetoresistance is attributed to the coexistence of superferromagnetic regions with exchange-coupled granules separated by regions with superparamagnetic granules in the nanocomposite. In this case, an increase in the negative magnetoresistance at T > 40 K is due to the destruction of superferromagnetic ordering, whereas an increase in the magnetoresistance at T < 40 K is related to the processes involving simultaneous elastic tunneling via the chains of granules. At the saturation of the magnetization, an additional negative contribution arises, which is probably due to the quantum interference effects. At T < 4 K, a double-well shape of the field dependence of the magnetoresistance is observed, which could be attributed to the effect of a positive contribution that competes with the negative magnetoresistance.

Авторлар туралы

S. Nikolaev

National Research Centre Kurchatov Institute

Email: drovosekov@kapitza.ras.ru
Ресей, Moscow, 123182

K. Chernoglazov

National Research Center “Kurchatov Institute”

Email: onov@mail.ru
Ресей, Moscow, 123182

A. Emel'yanov

National Research Centre Kurchatov Institute

Email: vvrylkov@mail.ru
Moscow, 123182

A. Sitnikov

National Research Centre Kurchatov Institute;Voronezh State Technical University

Email: vvrylkov@mail.ru
Moscow, 123182;Voronezh, 394026 Russia

A. Taldenkov

Russian Research Centre “Kurchatov Institute,”

Email: box-n3@bk.ru
Ресей, pl. Kurchatova 1, Moscow, 123182

T. Patsaev

National Research Center Kurchatov Institute

Email: a.vasiliev56@gmail.com
Ресей, Moscow, 123182

A. Vasil'ev

National Research Centre Kurchatov Institute

Email: vvrylkov@mail.ru
Moscow, 123182 Russia

E. Gan'shina

Faculty of Physics, Moscow State University

Email: vvrylkov@mail.ru
Moscow, 119991 Russia

V. Demin

National Research Centre Kurchatov Institute

Хат алмасуға жауапты Автор.
Email: vvrylkov@mail.ru
Moscow, 123182 Russia

Әдебиет тізімі

  1. I. S. Beloborodov, A. V. Lopatin, V. M. Vinokur, and K. B. Efetov, Rev. Mod. Phys. 79, 469 (2007).
  2. S. Bedanta, T. Eimuller, W. Kleemann, J. Rhensius, F. Stromberg, E. Amaladass, S. Cardoso, and P. P. Freitas, Phys. Rev. Lett. 98, 176601 (2007).
  3. I. S. Beloborodov, A. Glatz, and V. M. Vinokur, Phys. Rev. Lett. 99, 066602 (2007).
  4. S. Bedanta and W. Kleemann, J. Phys. D 42, 013001 (2009).
  5. A. Milner, A. Gerber, B. Groisman, M. Karpovsky, and A. Gladkikh, Phys. Rev. Lett. 76, 475 (1996).
  6. N. Kobayashi, S. Ohnuma, T. Masumoto, and H. Fujimori, J. Appl. Phys. 90, 4159 (2001).
  7. A. Pakhomov, X. Yan, and B. Zhao, Appl. Phys. Lett. 67, 3497 (1995).
  8. Б. А. Аронзон, Д. Ю. Ковалев, А. Н. Лагарьков, Е. З. Мейлихов, В. В. Рыльков, М. В. Седова, N. Negre, M. Goiran, and J. Leotin, Письма в ЖЭТФ 70, 87 (1999).
  9. Б. А. Аронзон, А. Б. Грановский, Д. Ю. Ковалев, Е. З. Мейлихов, В. В. Рыльков, М. А. Седова, Письма в ЖЭТФ 71, 687 (2000).
  10. А. Б. Грановский, И. В. Быков, Е. А. Ганьшина, В. С. Гущин, М. Инуе, Ю. Е. Калинин, А. А. Козлов, А. Н. Юрасов, ЖЭТФ 123, 1256 (2003).
  11. Е. А. Ганьшина, М. В. Вашук, А. Н. Виноградов, А. Б. Грановский, В. С. Гущин, П. Н. Щербак, Ю. Е. Калинин, А. В. Ситников, Ч. О. Ким, Ч. Г. Ким, ЖЭТФ 125, 1172 (2004).
  12. V. V. Rylkov, S. N. Nikolaev, K. Yu. Chernoglazov, V. A. Demin, A. V. Sitnikov, M. Yu. Presnyakov, A. L. Vasiliev, N. S. Perov, A. S. Vedeneev, Yu. E. Kalinin, V. V. Tugushev, and A. B. Granovsky, Phys. Rev. B 95, 144202 (2017).
  13. V. V. Rylkov, A. V. Sitnikov, S. N. Nikolaev, V. A. Demin, A. N. Taldenkov, M. Yu. Presnyakov, A. V. Emelyanov, A. L. Vasiliev, Yu. E. Kalinin, A. S. Bugaev, V. V. Tugushev, A. B. Granovsky, J. Magn. Magn. Mater. 459, 197 (2018).
  14. В. В. Рыльков, С. Н. Николаев, В. А. Демин и др. (Collaboration), ЖЭТФ 153, 424 (2018).
  15. В. В. Рыльков, А. В. Емельянов, С. Н. Николаев, К. Э. Никируй, А. В. Ситников, Е. А. Фадеев, В. А. Демин, А. Б. Грановский, ЖЭТФ 158, 164 (2020).
  16. M. N. Martyshov, A. V. Emelyanov, V. A. Demin et al. (Collaboration), Phys. Rev. Appl. 14, 034016 (2020).
  17. A. V. Emelyanov, K. E. Nikiruy, A. V. Serenko, A. V. Sitnikov, M. Yu. Presnyakov, R. B. Rybka, A. G. Sboev, V. V. Rylkov, P. K. Kashkarov, M. V. Kovalchuk, and V. A. Demin, Nanotechnology 31, 045201 (2020).
  18. A. N. Matsukatova, A. I. Ilyasov, K. E. Nikiruy, E. V. Kukueva, A. L. Vasiliev, B. V. Goncharov, A. V. Sitnikov, M. L. Zanaveskin, A. S. Bugaev, V. A. Demin, V. V. Rylkov, and A. V. Emelyanov, Nanomaterials 12, 3455 (2022).
  19. W. Huang, X. Xia, C. Zhu, P. Steichen, W. Quan, W. Mao, J. Yang, L. Chu, and X. Li, Nano-Micro Lett. 13, 85 (2021).
  20. M. Lanza, A. Sebastian, W. D. Lu, M. L. Gallo, M.-F. Chang, D. Akinwande, F. M. Puglisi, H. N. Alshareef, M. Liu, and J. B. Roldan, Science 376, 1066 (2022).
  21. А. Б. Дровосеков, Н. М. Крейнес, О. А. Ковалев, А. В. Ситников, С. Н. Николаев, В. В. Рыльков, ЖЭТФ 162, 426 (2022).
  22. O. G. Udalov and I. S. Beloborodov, Phys. Rev. B 95, 045427 (2017).
  23. T. Mitsuyu and K. Wasa, Jpn. J. Appl. Phys. 20, L48 (1981).
  24. S. Mitani, S. Takahashi, K. Takanashi, K. Yakushiji, S. Maekawa, and H. Fujimori, Phys. Rev. Lett. 81, 2799 (1998).
  25. M. V. Feigel'man and A. S. Ioselevich, JETP Lett. 81, 227 (2005).
  26. G. V. Swamy, H. Pandey, A. K. Srivastava, M. K. Dalai, K. K. Maurya, Rashmi, and R. K. Rakshit, AIP Adv. 3, 072129 (2013).
  27. K. B. Еfetov and A. Tschersich, Phys. Rev. B 67, 174205 (2003).
  28. J. Inoue and S. Maekawa, Phys. Rev. B 53, R11929 (1996).
  29. X. Batlle and A. Labarta, J. Phys. D: Appl. Phys. 35, R15 (2002).
  30. Б. А. Аронзон, Н. К. Чумаков, Т. Дитл, И. Врубель, ЖЭТФ 105, 405 (1994).
  31. H. L. Zhao, B. Z. Spivak, M. P. Celfand, and S. Feng, Phys. Rev. B 44, 10760 (1991).
  32. А. Л. Хорошилов, А. В. Богач, С. В. Демишев, К. М. Красиков, С. Е. Половец, Н. Ю. Шицевалова, В. Б. Филипов, Н. Е. Случанко, Письма в ЖЭТФ 115, 150 (2022).
  33. A. Glatz, I. S. Beloborodov, and V. M. Vinokur, EPL 82, 47002 (2008).
  34. A. A. Timopheev, S. M. Ryabchenko, V. M. Kalita, A. F. Lozenko, P. A. Trotsenko, V. A. Stephanovich, A. M. Grishin, and M. Munakata, J. Appl. Phys. 105, 083905 (2009).
  35. A. A. Timopheev, I. Bdikin, A. F. Lozenko, O. V. Stognei, A. V. Sitnikov, A. V. Los, and N. A. Sobolev, J. Appl. Phys. 111, 123915 (2012).
  36. M. I. Blinov, M. A. Shakhov, V. V. Rylkov, E. Lahderanta, V. N. Prudnikov, S. N. Nikolaev, A. V. Sitnikov, and A. B. Granovsky, J. Magn. Magn. Mater. 469, 155 (2019).
  37. Е. А. Фадеев, М. А. Шахов, Е. Лахдеранта, А. Н. Талденков, А. Л. Васильев, А. В. Ситников, В. В. Рыльков, А. Б. Грановский, ЖЭТФ 160(6), 903 (2021).
  38. A. P. Zhernov, Low Temp. Phys. 26, 908 (2000).

Қосымша файлдар

Қосымша файлдар
Әрекет
1. JATS XML
Жүктеу

© Российская академия наук, 2023