Download Nanomagnetismo y electrónica de espín

NANOMAGNETISMO y
ELECTRONICA DE ESPIN
Laura B. Steren
Depto. FISICA de la MATERIA CONDENSADA
Centro Atómico Constituyentes, S.M.
NUEVOS EFECTOS, CONSECUENCIA DEL CONFINAMIENTO
Y FABRICACION DE NANOESTRUCTURAS ARTIFICIALES!!
TEMAS DE INVESTIGACION DEL GRUPO
•
EFECTOS de CONFINAMIENTO sobre las PROPIEDADES
ELECTRONICAS y MAGNETICAS de NANOESTRUCTURAS
MAGNETICAS
•
EFECTO TUNEL POLARIZADO EN ESPIN y FILTROS DE ESPIN
Nuevas estrategias para el diseño y fabricacion de dispositivos
magnetoresistivos.
MnAs: miniaturizacion
a escala micro
NANOESTRUCTURAS
UNICAS
5x5mm2
ARREGLOS EN GRANDES
SUPERFICIES
= Anisotropia en la estructura de
dominios magneticos
= Comportamiento en funcion de T
y campo magnetico
= Dinamica de paredes de dominio
Film de MnAs
Ro
Dependencia en temperatura de sus propiedades magnetoelectricas
4
40K
2
T
1
-5.0x10
-3
-1.0x10
-2
0
-1
65K
-2
0
0
2
H 4(T)
6
50
100
8
150
200
250
T (K )
300
A resolver:
*Mecanismo de transporte
balistico/difusivo
*Polarizado en espin?
*Tipo y cantidad de portadores
*Efectos bordes/interfases?
25
20
MR (%)
-3
0.0
15
I+
10
5
-5
VH
V+
0
0
50
100
150
200
250
300
VH
V-
T (K)
MR%
V H (10 V)
3
I0
2
4
6
H (T)
8
10
JUNTURAS TUNEL
Espaciador aislante entre dos electrodos metalicos
Con electrodos magnéticos, el efecto depende
del arreglo relativo de las magnetizaciones
de la muestra
DESAFIOS EXPERIMENTALES: FABRICACION DE JUNTURAS
1- CRECIMIENTO DE MUESTRAS
2- NANOESTRUCTURACION
0.03
0.02
T = 5K
I = 1A
R/R(0)
0.01
0.00
-0.01
-0.02
-0.03
-0.4
-0.2
0.0
0.2
Campo magnético [Oe]
Preguntas:
*Rol de la barrera e interfaces
*Polarizacion en espin de las interfaces
*Eficiencia juntura
0.4
DESPLAZAMIENTO DE PAREDES DE DOMINIOS
POR INYECCION DE CORRIENTE ELECTRICA
ANILLOS
I+ V +
V-
I-
SEM IMAGE
CMA (UBA)
300 nm
HILOS
62 nm
Preguntas:
*Paredes de dominios: geometria de anclaje
(defecto), efectos de borde y tamaño….
* Dinamica de paredes de dominio, dependencia en
campo magnetico, corriente electrica y anclajes –
tiempos caracteristicos, etc.
METODOLOGIA
2
T = 300 K
(a)
(b)
1
I (nA)
(c)
0
-1
MAGNETISMO
-2
-4
- A nivel local: microscopia de fuerza magnetica. f(T,H)
- A nivel bulk: magnetometria SQUID o VSM
- Simulaciones
TRANSPORTE ELECTRICO
- A nivel local: mapeo de conductancia = CAFM
- En general: medidas de magnetoresistencia y efectoHall en funcion de
temperatura y campo magnetico
DISEÑO Y FABRICACION DE DISPOSITIVOS
- Crecimiento por sputtering
- Litografia electronica y optica
- Grabado por ataque ionico inerte o reactivo
-2
0
V (V)
2
4
GRUPO
CAB- CAC
Gabriela Alejandro (I)
Martin Sirena (I)
Enrique Kaul (I)
Mara Granada (I)
Federico Fernandez Baldis (doc)
Luis Rodriguez (doc)
Colaboraciones:
Ana Maria Llois, CAC
Gabriela Leyva CAC
Victor Etgenes INSP, Francia
Giancarlo Faini LPN, Francia
Javier Briatico Thales-CNRS, Francia
Laura Steren steren@tandar.cnea.gov.ar