Полуметаллический ферромагнетик

Перейти к навигацииПерейти к поиску

Полуметаллический ферромагнетик (англ. half-metal) — в спинтронике материал, который обладает ненулевой электрической проводимостью при нулевой температуре только для электронов с определенным направлением спина в то время как для электронов с противоположной ориентацией спина существует запрещённая зона. Впервые о новом классе ферромагнетиков по результатам численного расчёта зонной структуры Mn-содержащих сплавов Гейслера сообщили в статье[1]. Название соответствует термину предложенному в статье[2], но встречается и название спиновый полуметалл, и, иногда, половинный металл.

Общие сведения

Полуметаллические ферромагнетики характеризуются тем, что на уровне Ферми разрешённые состояния существуют только для электронов с определенным направлением спина. Для противоположного направления спина они являются диэлектриками или полупроводниками. Теоретически, считается возможным получить антиферромагнитные полуметаллы, в которых компенсация магнитных моментов будет происходить в кристаллографически разных узлах кристаллической решётки. Они могут служить спиновыми поляризаторами, однако на практике 100%-ая поляризация не достигается из-за рассеяния носителей тока. Одно из наибольших достигнутых на практике значений было равно 98,4 % в CrO2[3][4].

Примеры

  • NiMnSb[5]
  • Sr0,2FeMoO6
  • CrO2[6]
  • Co2MnSi[7]
  • (La0.7Sr0.3)MnO3, манганиты лантана, так же представляющие интерес, благодаря колоссальному магнетосопротивлению, согласно некоторым статьям являются полуметаллическими ферромагнетиками[8], в то время как другие эксперименты указывают на обычный ферромагнетик с аномально малой проводимостью в одном из спиновых каналов.[9]

Примечания

  1. ↑ R. A. de Groot, F. M. Mueller, P. G. van Engen, and K. H. J. Buschow. New Class of Materials: Half-Metallic Ferromagnets // Phys. Rev. Lett.. — 1983. — Т. 50. — С. 2024. — doi:10.1103/PhysRevLett.50.2024. Архивировано 22 августа 2020 года.
  2. ↑ Ирхин В. Ю., Кацнельсон М. И. Полуметаллические ферромагнетики // УФН. — 1994. — Т. 164. — С. 705–724. — doi:10.3367/UFNr.0164.199407b.0705. Архивировано 24 января 2018 года.
  3. ↑ K. H. J. Buschow. Concise encyclopedia of magnetic and superconducting materials. — 2nd. — Elsevier, 2005. — P. 267—269. — 1339 p. — ISBN 9780080445861.
  4. ↑ Schattke, W., Van Hove, M. A. Solid-state photoemission and related methods: theory and experiment. — Wiley-VCH, 2003. — P. 200—202. — 495 p. — ISBN 9783527403349.
  5. ↑ Hanssen K. E. H. M., Mijnarends P. E., Rabou L. P. L. M., and Buschow K. H. J. Positron-annihilation study of the half-metallic ferromagnet NiMnSb: Experiment // Phys. Rev. B. — 1990. — Т. 42. — С. 1533. — doi:10.1103/PhysRevB.42.1533. Архивировано 19 марта 2022 года.
  6. ↑ Y. Ji, G. J. Strijkers, F. Y. Yang, C. L. Chien, J. M. Byers, A. Anguelouch, G. Xiao, and A. Gupta. Determination of the Spin Polarization of Half-Metallic CrO2 by Point Contact Andreev Reflection // Phys. Rev. Lett.. — 2001. — Т. 86. — С. 5585. — doi:10.1103/PhysRevLett.86.5585. Архивировано 20 января 2022 года.
  7. ↑ Jourdan M., et al.,. Direct observation of half-metallicity in the Heusler compound Co2MnSi // Nat. Commun.. — 2014. — Т. 5. — С. 3974. — doi:10.1038/ncomms4974. Архивировано 7 октября 2016 года.
  8. ↑ Park J.-H., Vescovo E., Kim H.-J., Kwon C., Ramesh R., and Venkatesan T.,. Direct evidence for a half-metallic ferromagnet // Nature. — 1998. — Т. 392. — С. 794. — doi:10.1038/33883. Архивировано 1 декабря 2021 года.
  9. ↑ B. Nadgorny, I. I. Mazin, M. Osofsky, R. J. Soulen, P. Broussard. Origin of high transport spin polarization inLa0.7Sr0.3MnO3:Direct evidence for minority spin states // Physical Review B. — 2001-04-24. — Т. 63, вып. 18. — ISSN 1095-3795 0163-1829, 1095-3795. — doi:10.1103/physrevb.63.184433.

Литература

  • О. В. Третяк, В. А. Львов, О. В. Барабанов. Фізичні основи спінової електроніки. — К.: Київський університет, 2002. — 314 с. — ISBN 966-594-323-5.