автореферат диссертации по электронике, 05.27.01, диссертация на тему:Микромагнетизм и физические свойства ферромагнитных планарных наноструктур и наноконтактов

На правах рукописи

Звездин Алексей Анатольевич

МИКРОМАГНЕТИЗМ И ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ФЕРРОМАГНИТНЫХ ПЛАНАРНЫХ НАНОСТРУКТУР И НАНОКОНТАКТОВ

Специальность 05.27.01 Твердотельная электроника, радиоэлектронные компоненты, микро- и наноэлектроника, приборы на квантовых эффектах

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Москва - 2005

Работа выполнена на кафедре моделирования радиофизических процессов Московского государственного института радиотехники, электроники и автоматики (технического университета).

Научный руководитель: Официальные оппоненты:

д.ф.-м.н., профессор И.А.Лубашевский

д.ф.-м.н., профессор П.Н.Стеценко к.т.н., доцент Д.Е.Балабанов

Ведущая организация:

ГОСНИИ Физических проблем им. Ф.В.Лукина

2005 года в

часов на заседании дис-

Защита состоится « » сертационного совета Д212.131.02 по адресу 119454, г. Москва, проспект Вернадского, дом 78, МИРЭА.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МИРЭА. Автореферат разослан «_»_2005 г.

Ученый секретарь диссертационного совета к.т.н, доцент

Вальднер В.О.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы

Исследование физических свойств ферромагнитных наноструктур и наноконтактов приобрело большое значение в последнее десятилетие. Одним из перспективных объектов являются магнитные наноконтакты, нано-мостики и нанопроволоки. В последние годы в них был обнаружен ряд новых и не-тривиальных эффектов, которые открывают широкие возможности для их использования в радиоэлектронике. Здесь, в первую очередь, следует отметить гигантский эффект изменения магнитосопротивления наноконтактов. В 1999 году группой исследователей во главе с профессором 1*Шагаа (Мадрид) было показано, что изменение значения магнитосопротивления магнитного наноконтакта может достигать нескольких сот процентов при комнатной температуре. Было обнаружено, что поведение и свойства доменных границ, геометрически запертых в ограниченном нано-объеме, оказывает определяющее влияние на резистивные свойства магнитного наноконтакта.

Изучение доменных стенок в нанообъеме является в настоящее время предметом активного исследования. Установлено, что структура и свойства такой доменной границы существенно отличаются от структуры и свойств доменных стенок типа Неелевской или Елоховской. Одним из основных отличительных свойств такой запертой в ограниченном нанообъеме доменной стенки является то, что ее толщина становится чрезвычайно малой в случае, если характерные размеры запирающей области малы (например, в случае точечного наноконтакта).

Очевидными являются трудности экспериментального изучения магнитной структуры таких нанобъектов. Что касается теории, то, несмотря на отдельные успехи в изучении этих вопросов, в целом обсуждаемая область еще далека от полного понимания природы и механизмов рассматриваемых явлений. Это связано, в частности, с тем, что для этого необходим детальный учет магнито-дипольных взаимодействий, которые в силу их не-ттокальности весьма трудоемки как для аналитической теории, так и для численного анализа.

Другими интересными объектами являются так называемые двух-слой-ные обменно-связанные магниты. Они представляют собой композицию об-менно-связанных между собой магнитомягкого и магнитожесткого слоев. Магнитомягкий слой обеспечивает высокий магнитный момент структуры, в то время как магнитожесткий (обычно редкоземельный) обеспечивает высо-кое значение анизотропии и коэрцитивности. Такие композитные магниты характеризуются огромными значениями энергети-

РОС. НАЦИОНАЛЬНАЯ | БИБЛИОТЕКА I С.Петербург П ЧЛ <9Э Ш/ пт] \

ческого произведения ((ВН)гпах), и, таким образом, представляют большой интерес для самых разнообразных приложе-ний.

С уменьшением размера магнитных структур все большее значение приобретает понимание детальной картины распределения намагниченности в изучаемых объектах. Новейшие магнитные микроскопы позволяют исследовать структуры намагниченности с характерной длиной до десятков нанометров и меньше. Другим мощным инструментом исследования магнитной структуры является микромагнитное моделирование, позволяющее получать детальную трехмерную статическую и динамическую информацию о структуре изучаемых объектов. Современные магнитная микроскопия и микромагнитное моделирование хорошо дополняют и усиливают друг друга, помогая, с одной стороны, правильно интерпретировать полученные экспериментальные данные и усиливая вычислительную модель с другой.

Компьютерное моделирование широко используется для разработки новых радиоэлектронных устройств и композитных структур с заданными свойствами. При рассмотрении тонких слоев (менее 5нм) обменно-связанных магнитов, необходимых для создания радиоэлектронных приборов, для пра-вильного предсказания полей перемагничивания необходимо использование полномасштабной трехмерной модели, основанной на численном интегриро-вании уравнений Ландау-Лифшица с учетом магни-тодипольного взаимодей-ствия.

В основе анализа лежат уравнения электродинамики сплошных сред для ферромагнитных наноструктур: уравнения Максвелла, решаемые в магнитостатитеском приближении совместно с уравнениями Ландау-Лифшица, которые, в данном случае играют роль обобщенного уравнения состояния среды, с соответствующими граничными условиями. Получить адекватное аналитическое решение такой системы уравнений для наноструктур со сложной геометрией практически невозможно, поэтому в этой работе используется метод математического моделирования.

Таким образом, исследование свойств ферромагнитных планарных наноструктур и наноконтактов представляется актуальным как с теоретической, так и с практической точек зрения.

Цель работы и задачи исследования

Целью диссертационной работы являлось микромагнитное исследование доменной структуры в различных низкоразмерных магнитных структурах, а также исследование эффектов, связанных с магнитной конфигурацией этих объектов. А именно:

1 исследование магнитной структуры наноконтактов и наномостиков различной конфигурации;

2 исследование магнитной структуры и процесса перемагничивания обменно-связанных магнитов и выяснение роли различных структурных дефектов в процессе перемагничивания;

3. анализ возможностей использования исследуемых структур для создания новых электронных приборов.

Научная новизна

1. Впервые проведен полномасштабный анализ магнитных конфигураций, возникающих в пленочном наноконтакте. Разработан численный метод анализа магнитной структуры симметричных и асимметричных магнитных наноконтактов в зависимости от физических и геометрических параметров.

2. Установлено новое физическое свойство магнитных наноконтактов, заключающееся в том, что доменная граница типа «ЬеасИо-11еа(1», которая согласно требованиям симметрии должна всегда находиться в центре на-номостика, при определенных условиях спонтанно выходит из центра. Другими словами, обнаружен фазовый переход магнитной структуры из симметричного в ассиметричное состояние. Определены пути практического использования обнаруженного физического эффекта, один из которых защищен патентом РФ.

3. Определены фазовые диаграммы тонкопленочных пермалоевых (№8оРе2о) наноконтактов, являющиеся основой для проектирования магнитных наноструктур с заданными техническими характеристиками.

4. Разработан новый численный метод микромагнитного анализа двухслойных обменно-связанных магнитных материалов, учитывающий роль различных структурных дефектов в процессе перемагничивания. Впервые проведено исследование зарождения доменной структуры в гранулированном монослое 8тСо5. Предложен новый метод микромагнитного исследования таких структур, основанный на комбинации микромагнитного и статистического подходов. Метод проиллюстрирован на примере двухслойного элемента ЗтСо^/Ге.

5 Предложены и проанализированы новые конструкции сенсора маг-нит-ного поля, выполненного на основе магнитного наноконтакта (Патент РФ №2210086). Прибор состоит из одного магнитного слоя, что позволит существенно упростить технологию изготовления. В отличие от традиционных многослойных сенсоров, в нем необходимо перемагничивать только область перемычки, объем которой, в зависимости от геометрии прибора, составляет порядка 1-5% от объема магнитной пленки прибора.

6. Предложены новые конструкции магнитного биосенсора, позволяющего получать и перерабатывать экспресс-информацию о биохимическом составе тех или иных объектов. Существенным преимуществом такого прибора, особенно для применения в биосенсорных устройствах, является то, что он состоит из одного магнитного слоя, что определяет простоту и невысокую стоимость его изготовления. Такой прибор компактен, обладает высокой чувствительностью и имеет малое энергопотребление.

Практическая значимость

Результаты работы могут быть использованы для исследования электродинамических свойств ферромагнитных материалов и наноструктур, а также для создания новых спинтронных приборов. Впервые спроектированы и проанализированы новые конструкции датчика магнитного поля, выполненного на основе магнитного наноконтакта (Патент РФ№2210086), а также предложено устройство нового магнитного биосенсора, использующего такие датчики. Разработана новая методика компьютерного проектирования новых композитных обменно-связанных магнитных материалов с заданными свойствами. Результаты исследования внедрены в учебном процессе МИРЭА.

Положения, выносимые на защиту

1. При изменении определенных параметров магнитного наноконтакта (константа анизотропии, длина перешейка и др.) происходит спонтанное изменение симметрии его магнитной структуры, что сопровождается изменением магнитосопротивления.

2. Фазовые диаграммы тонкопленочных пермалоевых (№8оРе2о) нано-контактов, являющиеся основой для проектирования магнитных наноструктур с заданными техническими характеристиками.

3. Существование двух вариантов выхода доменной границы из центра наноконтакта (непрерывного и дискретного). Обнаружена бистабильность магнитной структуры наноконтакта. Показано, что на фазовой диаграмме металлических и полупроводниковых наноконтактов существует трикри-тическая точка. Эта точка разделяет линии, на которых доменная граница выходит из центра структуры непрерывно (фазовый переход 2-ого рода) или дискретно (фазовый переход 1-ого рода).

4. Метод компьютерного моделирования и численного расчета свойств новых магнитных материалов, представляющих собой двухслойные об-менно-связанные пленки из гранулированных магнитотвердых и магнито-мягких материалов, обладающих высокими значениями магнитного произведения (ВН)шах~2-8 МДж/м3, превышающими соответствующие велики-

ны наилучших в настоящее время магнитотвердых материалов SmCo5, NdFei4B, у которых (ВН)шал не превышает 5 МДж/м3. 5. Влияние структурных дефектов гранулированного магнитотвердого слоя обменно-связанных наноструктур (обменных магнитных спиралей) на их процесс перемагничивания и петлю гистерезиса.

Апробация работы

Результаты работы докладывались на Международной конференции по магнетизму в Риме (International Conference on Magnetism - ICM 2003), на международном семинаре по наномагнетизму в Гаване (International Workshop on Nanomagnetism, Havana, November 15-19, 2004), на Московском международном симпозиуме по магнетизму (M1SM 2005, Moscow, June 25-30, 2005), на 5-ом международном симпозиуме «Гистерезис и микромагнитное моделирование» (5th International Symposium on Hysteresis and Micromagnetic Modeling, HMM-2005, Budapest, 30 May - 1 June 2005), на научных семинарах в Московском государственном университете имени М.В. Ломоносова, Институте общей физики Российской академии наук имени А.М.Прохорова.

Публикации

По материалам диссертации опубликовано 8 печатных работ, в том числе 4 статьи и 3 тезиса докладов, получен 1 Патент РФ.

Объем и структура работы

Работа состоит из введения, 5-ти глав, заключения, списка литературы из 144 наименований. Объем диссертации составляет 121 страниц, включая 85 страниц машинописного текста, 12 страниц списка литературы, 24-ти рисунков.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, сформулированы цель работы, научная новизна и практическая значимость результатов исследований; перечислены основные положения, выносимые на защиту.

Первая глава диссертационной работы носит обзорный характер. В первой части главы кратко представлена история, современное состояние и перспективы развития тех направлений радиоэлектроники, которые имеют отношения к теме диссертации. Развитие технологии в последнее время позволило создавать ультратонкие пленки с практически совершенной кристаллической структурой и конструировать на их основе принципиаль-

но новые магнитные материалы: магнитные мультислойные структуры и сверхрешетки. Открытие эффекта гигантского магнитосопротивления в таких системах дало мощный импульс работам по физике магнитных наноструктур. Достигнутый на данный момент прогресс в создании низкоразмерных магнитных структур делает реальным их использование в областях, для которых традиционно применяется полупроводниковая радиоэлектроника. Это связано с тем, что полупроводниковая радиоэлектроника уже вплотную приближается к своим физическим пределам, в частности, по рассеиваемой мощности. Ожидается, что при благоприятных условиях использование магнитных наноструктур позволит продвшгуться по пути дальнейшего повышения плотности записи и быстродействия элементной базы микроэлектроники.

Следующий раздел главы посвящен магнитным наноконтактам и на-нопроволокам, а также физическим вопросам, связанным с баллистическим транспортом электронов через узкие металлические и полупроводниковые каналы; показаны экспериментальные результаты для N1 нанокон-такта, в котором было обнаружено, что магниторезистивность узкого на-ноконтакта обычно ниже, чем широкого.

Далее рассматривается магнитная структура наноконтакта. Несмотря на активное экспериментальное и теоретическое исследование транспортных свойств наноконтакта, его магнитная структура до настоящего времени изучена слабо. При анализе экспериментальных данных обычно предполагалось, что намагниченности в ферромагнитных стержнях однородны и направлены строго антипараллельно друг другу. До настоящего времени не исследованы форма и положение доменной границы в зависимости от магнитных и геометрических параметров системы. Все эти факторы могут оказать большое влияние на магнитосопротивление наноконтакта. Для исследования этих свойств наноконтакта весьма эффективным методом является микромагнитное моделирование.

В заключительной части главы даны основы микромагнетизма - феноменологической теории, предназначенной для расчета структуры намагниченности в малых ферромагнитных структурах при заданных граничных условиях, основы которой были впервые изложены в монографии В.Брауна.

Во второй главе описан оригинальный алгоритм, использованный для компьютерного моделирования, результаты которого представлены в настоящей работе. Проведен краткий обзор численных методов, используемых при решении микромагнитной задачи.

В теории микромагнетизма обычно выделяется два аспекта обсуждаемой проблемы. Первый связан с анализом статических и квазистатических распределений намагниченности в области обратимого их изменения

во внешнем поле. Второй аспект связан с изучением динамики и механизмов переключения и необратимого изменения состояний в области критических значений магнитного поля.

Для моделирования квазистатики и динамики процессов переключения обычно используется численное решение уравнений Ландау-Лифшица. Процесс намагничивания описывается уравнением Ландау-Лифшица:

~ = у [мхНе"]-^[мх[мхН"г]1 (1)

at М

где М = М(х, у) вектор намагниченности; м ,у и а намагниченность насыщения, гиромагнитное отношение и константа диссипации, соответственно; П'п - эффективное поле, представляющее собой сумму полей различных магнитных взаимодействий:

jj.tr = Н"1 4- fjm ф Н""" + ЦеиЬ In-tay«r (2 )

где Н™' внешнее магнитное поле; Н" магнитостатическое поле, определяемое формулой:

H"(r ) = JdivM(r,) Г ~Г' dr„ (3)

|г -г,|

где г, радиус-вектор, С/ рассматриваемая область (поверхностные магнитные заряды также учтены обычным образом); Н™1' поле одноосной анизотропии

н-=Н-0м.пК (4)

где К и п соответственно константа анизотропии и единичный вектор, направленный вдоль легкой оси; не"ь_1'")"г - поле внутрислойного обмена:

7 4

jjiscb-ln-Uyer =^1ДМ (5)

м2 v '

где А - внутрислойная обменная константа, Д - двумерный оператор Лапласа.

Использованы следующие граничные условия

где п - вектор, нормальный к границе 9G области G.

Различают явную и неявную схемы решения уравнений магнитоди-намики. В работе представлено сравнение достоинств и недостатков этих схем при решении различных микромагнитных задач.

В третьей главе описываются результаты исследования перемагни-чивания двухслойных обменно-связанных магнитов и влияние структурных дефектов на процесс перемагничивания. Такие магниты представляют

собой композицию обменно-связанных между собой магнитомягкого и магнитожесткого слоев. Магиитомягкий слой обеспечивает высокий магнитный момент структуры, в то время как магнитожесткий слой обеспечивает высокое значение анизотропии и коэрцитивности. Такие композитные магниты характеризуются огромными значениями энергетического произведения ((ВН)^), и, таким образом, представляют большой интерес для самых разнообразных приложений.

Компьютерное моделирование является мощным методом для изучения свойств таких материалов и разработки новых композитных структур с заданными свойствами. При рассмотрении тонких слоев (менее 5 нм) обменно-связанных магнитов, необходимых для создания спинтронных приборов, правильное предсказание полей перемагничивания возможно только при использовании полномасштабной трехмерной модели, основанной на численном интегрировании уравнений Ландау-Лифшица с полным учетом магнитодипольного взаимодействия. Расчеты таких структур, однако, требуют очень больших ресурсов компьютера и высоко оптимизированного компьютерного кода Была предложена вычислительная методика, которая помогает преодолеть эти трудности. При помощи построенной модели удалось адекватно промоделировать процессы перемагничивания в пленках БтСо$. Исследование проведено для случая ультратонких слоев. Показано, что значение поля перемагничивания субмикронного образца конечных размеров со случайным распределением структурных дефектов сильно зависит от конкретной картины их распределения.

Здесь необходимо отметить, что результаты, полученные с помощью полномасштабного микромагнитного моделирования, не отличаются существенным образом от результатов, полученных из одномерной модели только до тех пор, пока микромагнитная модель не учитывает гранулиро-ванность структуры пленок БтСо5. Для того, чтобы корректно задать структуру дефектов, необходимо рассматривать достаточно большой объем материала. Гигантские значения анизотропии приводят к необходимости использования малого шага интегрирования уравнения Ландау-Лифшица. Вместе с малым размером вычислительной ячейки это приводит к тому, что задача становится чрезвычайно сложной и ресурсоемкой с вычислительной точки зрения.

Для преодоления этих трудностей, использовано следующее приближение. Основная идея заключалась в том, что моделирование проведено на некотором характерном участке композитной пленки. Изначально на пленке выделялась область с таким характерным распределением дефектов, которое приводит к зарождению доменной структуры. После этого определяли критические параметры перемагничивания этой области, которые с хорошей точностью совпадали с характеристиками перемагничива-

и

ния всей структуры. Это утверждение основывается на том факте, что в монослое БтСо5 всегда существует критический зародыш доменной структуры, на котором впоследствии зарождается расширяющийся цилиндрический домен, который и перемагничивает весь объем материала.

Было проведено микромагнитное исследование прямоугольных нанок-ристаллических пленок 5>иСо5. Гранулированная структура в пленках различных форм и размеров (от 50*50 нм2 до 1х 1 мкм^) и распределение размеров гранул (средний размер варьировался от 8 нм до 55 нм) формировались случайным образом. В исследовании варьировался параметр отклонения легкой оси в грануле от среднего направления, остальные параметры были постоянны. Показано, что варьирование константы одноосной анизотропии или намагниченности влияет на процесс перемагничивания аналогично тому, как это делает параметр отклонения легкой оси намагниченности.

При приложении внешнего поля к образцу, изначально намагниченному в направлении, противоположном полю, намагниченности в гранулах начинали вращаться в противоположных направлениях. Гранулы, в которых намагниченность заметно отклонялась от среднего направления по образцу (на угол в несколько десятков градусов), являлись зародышами доменной структуры. Значение внешнего магнитного поля Н„ис/, при котором на зародышах формировались доменные стенки, сильно зависит от особенности структуры гранул При некотором критическом поле начинался процесс перемагничивания путем движения доменных стенок, которые формировали расширяющиеся цилиндрические области перемагничивания.

В четвертой главе представлены результаты исследования магнитной структуры и магнитных превращений пленочного магнитного нано-контакта с различными геометрическими конфигурациями. Магнитный наноконтакт представляет собой однослойную магнитопленочную структуру толщиной а, состоящую из двух широких площадок, соединенных узким каналом размером х Ъ (рис.1). Параметры материала: намагниченность насыщения М=800 Гс и обменная энергия А=10'6 эрг/см. Константа одноосной анизотропии и длина наноконтакта варьировались.

Предполагается, что над ферромагнитными электродами (берегами) расположены токовые шины, по которым подаются встречные импульсы

нитный наномостик с противоположно намагниченными берегами (на рисунке нанесены обозначения, ис-

Рис.1 Плоский маг-

пользуемые в тексте)

тока, индуцирующие магнитные поля, необходимые для намагничивания берегов по типу «голова-к-голове» ("Ьеас1-1о-Ьеа(1").

Используемая наноструктура (рис.1) обладает симметрией относительно центра наноконтакта, поэтому следует ожидать, что граница между встречно-намагниченными берегами локализуется в центре, и это действительно достигается в результате действия начальных импульсов тока. Была исследована стабильность такой магнитной конфигурации после отключения тока. При этом было обнаружено, что доменная граница выходит из центра наноконтакта. Спонтанное нарушение положения доменной границы может быть непрерывным или дискретным в зависимости от параметров наноконтакта, прежде всего, например, от отношения его ширины и длины.

Описанное явление спонтанного нарушения симметрии положения доменной границы внутри шейки канала наноконтакта имеет очевидную аналогию с фазовым переходом. Тип перехода зависит от длины канала, что хорошо видно из графиков отклонения центра локализации границы от середины канала в зависимости от величины энергии анизотропии, показанной на рис.2.

Рис.2 Зависимость величины смещения доменной границы из центра перемычки от константы анизотропии для двух длин перемычки

В случае короткой перемычки смещение непрерывно меняется с понижением константы анизотропии ниже критической величины (пунктирная кривая), а в длинной перемычке возникает гистерезисная зависимость, как при переходе первого рода (сплошные кривые на рис.2).

Рис.3 Фазовая диаграмма магнитного наномостика

А,кг

А 10 , 1618 ; ст3

На рис.3 представлена фазовая диаграмма, определяющая области существования этих типов выхода доменной границы из центра нанокон-такта в зависимости от соотношения величины анизотропии и длины доменной стенки. На фазовой диаграмме показана характерная трикритиче-ская точка А^ , отделяющая область параметров, при которых доменная граница непрерывно выходит из центра наноконтакта, от области с гисте-резисным выходом доменной границы. В теории фазовых переходов ее называют трикритической точкой. Линия А|А,кг соответствует непрерывному переходу, линии А,кГК' и А1кгК" - линии потери устойчивости метастабиль-ных фаз (линии лабильности). Линии перехода 1-го рода проходит между ними и может при необходимости быть определена из гистерезисных кривых по правилу Максвелла. Поскольку константа магнитной анизотропии зависит от температуры, то рассмотренные магнитные превращения в плоскости Ь-К и соответствующая фазовая диаграмма могут быть отображены на плоскость Ь-Т, где Т-температура.

Также как и симметричный наноконтакт, асимметричный нанокон-такт представляет собой однослойный элемент с толщиной пленки 1 - Юнм. Исследование асимметричных наноконтактов представляется важным, поскольку такие наноконтакты обычно реализуются в экспериментальных ситуациях. Рассмотрим характер магнитной структуры в зависимости от геометрии наноконтакта, например, от «берегов наноконтакта», оставляя другие параметры неизменными. В ассимметричных структурах можно видеть следующие магнитные конфигурации (фазы):

• доменная граница находится в центре наноконтакта,

• доменная граница находится в «правом береге»,

• доменная граница находится в «левом береге» наноконтакта.

Хотя существование фазы, когда доменная граница находится строго в центре наноконтакта, не следует из симметрии, в расчетах с достаточно большой точностью было доказано, что такая фаза существует, когда константа одноосной анизотропии К больше критического значения Кс, независимо от размеров берегов. При уменьшении этого значения доменная граница спонтанно выходит из центра влево или вправо в зависимости от размеров берегов.

Интересным свойством асимметричного наноконтакта является обнаруженный в данном исследовании переход доменной границы между «берегами» наноструктуры. Такой переход происходит спонтанно при изменении внешних параметров: константы одноосной анизотропии (или температуры), форм-фактора структуры, намагниченности. Рассматриваемый переход может быть индуцирован внешним магнитным полем и, следовательно, представляет интерес также и с практической точки зрения.

В пятой главе предложены и проанализированы новые спинтронные

приборы, выполненные на основе магнитного наноконтакта.

В течение последних 10 лет увеличение плотности информации на магнитных носителях составляло 60% в год.

Для считывания информации высокой плотности необходимо использовать считывающие элементы высокой чувствительности. Современные миниатюрные магниторезистивные считывающие сенсоры как правило изготавливаются на основе трехслойных пленочных элементов. Принцип считывания основан на эффекте гигантского магнитосопротивления.

Компьютерное моделирование позволило провести анализ работы магниторезистивных сенсоров в большой области магнитных и геометрических параметров.

Было предложено использовать наноконтакт, изображенный на рис.1, в качестве сенсора магнитного поля. В качестве ферромагнитного материала могут использоваться магнитные материалы Ре, Со, сплавы на их основе, редкие земли и сплавы на их основе, а также сплавы редкоземельных металлов и металлов группы Ре (Ре, Со, Мп и другие). Также могут быть использованы магнитные полупроводники, например Оа(Мп)Ая. Область контакта может быть прямоугольной формы (как показано на рис.1), а также может быть переменной ширины и/или толщины. Магниточувствительный элемент работает следующим образом. Внешнее магнитное поле, приложенное к наноконтакту, выводит доменную границу из центра контакта (рис.2), что ведет к уменьшению магнитосопротивления.

Во второй части главы предложены новые конструкции магнитного биосенсора, выполненного на основе магнитного наноконтакта. Биосенсоры представляют собой биомолекулярные приборы, служащие для определения наличия или концентрации биологических или химических молекул, биологических структур, микроорганизмов и т.п. Это аналитические устройства, использующие биологические молекулы для узнавания (рецепции) разнообразных веществ (аналитов) биологического или небиологического происхождения. Распознающий элемент биосенсора - рецептор, им-мобилизированный на подходящем твердом носителе, находится в прямом пространственном контакте с системой преобразования сигнала, возникающего в рецепторе при его биохимическом взаимодействии с аналитом. Возникший при этом сигнал преобразуется трансдьюсером в регистрируемый ответ - оптический, электрохимический, магнитный и другие. Биосенсоры объединяют селективные возможности биологии с технологическим аппаратом современной микроэлектроники, оптоэлектроники и нано-технологии, создавая, таким образом, мощные и весьма компактные аналитические устройства для медицины и биологии, для анализа лекарственных препаратов, качества окружающей среды и продуктов питания, для сель-

ского хозяйства и ветеринарии, для борьбы с биотерроризмом и многого другого.

Любой биосенсор состоит из двух принципиальных функциональных подсистем. Первая - биорецепторная, т.е. селектирующая подсистема, использующая различные биологические структуры, обладающие высоким сродством и избирательностью к соответствующим биологическим молекулам (лигандам). Вторая - трансдьюсерная подсистема, которая преобразует биологический сигнал в физический (электрический оптический, магнитный и т.д.). Для обработки информации применяют разнообразные микроэлектронные системы, интегрированные с сенсорными на одном и том же чипе. Биосенсоры подразделяются по типу биоселектирующих подсистем и типу трансдьюсеров. Их комбинирование между собой создает большое разнообразие различных типов биосенсоров. В работе описываются магнитные биосенсоры, в которых в качестве трансдьюсера используются датчики магнитного поля, а биоселектирующая подсистема использует в качестве маркеров магнитные нано- или микрочастицы. Принцип действия магнитного биосенсора основан на детектировании и подсчете микроскопических парамагнитных частиц, химически связанных с антителом к антигену (аналиту), содержание которого требуется определить (рис.4)

АНТИТЕЛА 1

ф 4 ^лмжэи ^

сдегестирршфм АШУП01АЫИ2

Рис.4. Принцип действия магнитного биосенсора

Система в целом состоит из находящегося в растворе определяемого антигена (так называемого аналита), и двух специфических антител, независимо друг от друга взаимодействующих с двумя активными центрами аналита. Первые антитела, так называемые "захватывающие" или рецепти-рующие антитела, иммобилизированы на поверхности магнитного сенсора. Вторые антитела, так называемые детектирующие антитела, конъюгирова-ны с поверхностью магнитных наночастиц. Когда исследуемая жидкость, в которой предположительно находится аналит, контактирует с первыми -«захватывающими» антителами, антиген оказывается иммобилизирован-ным на поверхности магнитного детектора. При добавлении в систему рас-

твора, содержащего магнитные наночастицы со вторыми - детектирующими антителами, они в свою очередь связываются с антигеном. Это приводит к осаждению магнитных частиц на поверхности магнитного датчика, что им и регистрируется. Широкое применение магнитных биосенсоров для биологической и медицинской диагностики сдерживалось тем, что до недавнего времени не было магнитных датчиков, которые бы обладали высокой чувствительностью при малом геометрическом размере, малой потребляемой мощностью и невысокой стоимости.

Важным достоинством датчиков магнитного поля, разработанных на основе эффекта гигантского магнитного сопротивлении и обладающих высокой чувствительностью к магнитному полю, является то, что они могут производиться методами интегральной микроэлектронной техники и совместимы со стандартной кремниевой технологией. Это значит, что становится возможным на одном чипе интегрировать и систему магнитных сенсоров, и электронику, необходимую для обработки считываемых сигналов. При этом предполагается, что на одном чипе смонтированы разнообразные рецептирующие биосенсоры к различным аналитам.

В качестве датчика магнитного поля предлагается использовать пленочные наномостики. Физические параметры материала: намагниченность насыщения (М5), константа анизотропии (К), обменная жесткость (А) и геометрия выбираются так, чтобы, с одной стороны, реализовать состояние прибора с одним положением равновесия доменной границы (в данном случае в центре контакта), а с другой - обеспечить его максимальную восприимчивость.

Основные результаты и выводы

1. Разработан численный метод анализа магнитной структуры симметричных и асимметричных магнитных наноконтактов, наномостиков и об-менно-связанных наноструктур (обменные магнитные спирали), в котором для решения ресурсоемких уравнений Ландау-Лифшица с полномасштабным учетом магнитодипольных взаимодействий достигнуто значительное ускорение длительности расчета за счет использования операции быстрого преобразования Фурье.

2. Проведен микромагнитный анализ магнитной структуры и магнитных превращений симметричного наноконтакта. Обнаружен и детально исследован новый физический эффект. Суть этого эффекта заключается в том, что в симметричном магнитном наноконтакте доменная граница типа «Ьеас1-1о-Ьеа<1» находящаяся согласно требованию симметрии в центре структуры спонтанно выходит из центра наноконтакта, когда константа одноосной магнитной анизотропии или длина перемычки достигает некоторого критического значения. Переход из симметричного состояния (до-

менная граница в центре) в асимметричное может быть непрерывным (фазовый переход 2 рода) или дискретным (фазовый переход 1 рода) в зависимости от геометрических и физических параметров наноконтакта (форм-фактор, константа анизотропии, намагниченность насыщения).

3. Впервые построена фазовая диаграмма наноконтакта в переменных координатах: длина наноконтакта - константа анизотропии, разделяющая симметричную и асимметричную магнитные конфигурации системы. Характерной чертой фазовой диаграммы является наличие на ней трикрити-ческой точки, разделяющей на линии фазового перехода области непрерывного и дискретного перехода. В пермаллое (NisoFe2o) при Ms=800 Гс, А=1.25-10"6 Эрг/см обнаружено, что L=100hm и К=58 1 03 Эрг/см3.

4. Впервые исследован асимметричный наноконтакт. Важной характеристикой асимметричного наноконтакта является наличие в нем спонтанного перехода доменной границы между «берегами» наноструктуры. Такой переход происходит при изменении внешних параметров: константы одноосной анизотропии (или температуры), форм-фактора структуры, намагниченности. Рассматриваемый переход может быть индуцирован внешним магнитным полем и поэтому может быть использован для создания высочувствительных спинтронных сенсорных элементов.

5 Предложены и проанализированы новые конструкции сенсора магнитного поля, выполненного на основе магнитного наноконтакта (Патент РФ №2210086). Прибор состоит из одного магнитного слоя, что позволит существенно упростить технологию изготовления. В отличие от традиционных многослойных сенсоров в нем необходимо перемагничивать только область перемычки, объем которой, в зависимости от геометрии прибора, составляет порядка 1-5% от объема магнитной пленки прибора, б. Предложены новые конструкции магнитного биосенсора, позволяющего получать и перерабатывать экспресс-информацию о биохимическом составе тех или иных объектов. Существенным преимуществом такого прибора, особенно для применения в биосенсорных устройствах, является то, что он состоит из одного магнитного слоя, что определяет простоту и невысокую стоимость его изготовления. Такой прибор компактен, обладает высокой чувствительностью и имеет малое энергопотребление.

Публикации

По материалам диссертации опубликовано 8 работ:

1. А.А.Звездин, К.А. Звездин. Спонтанные превращения магнитной структуры пленочного наноконтакта // Письма в ЖЭТФ. т.75. №10, 2002.-C.613-616.

2. А.К. Звездин, К.А. Звездин, А.А. Звездин, С.А. Звездин, П. Д. Перло. Магниторезистивный элемент, Патент РФ № №2210086 от 10.08.2003 г.

3. А.А. Звездин, К.А. Звездин. Наномагнитные биосенсоры, основанные на эффекте гигантского магнитосопротивления // Нанотехника. №.2. 2005.-е. 69-71.

4. A.V. Khvalkovskii, А.А. Zvezdin, К.А. Zvezdin. Frequency response of magnetic planar nanobridges // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. v. 294. Issue 2. 2005.-p. 13-15.

5. V. Khvalkovskii, A. A. Zvezdin, K. A. Zvezdin, D. Pullini and P. Perlo. Spin-accumulation effect in magnetic nano-bridge // Journal of Magnetism and Magnetic Materials, v. 272-276. Supplement 1. 2004.-p. 15171518.

6. A.V. Khvalkovskii, A.A. Zvezdin, K.A. Zvezdin, D.G. Skachkov, V.S. Gornakov, P. Perlo. Micromagnetic investigation of domain wall nuclea-tion in SmCos films as a technique of simulation of SmCo5/Fe exchangecoupled magnets // Books of Abstracts of Moscow international symposium on Magnetism, June 25-30, 2005.-p. 435-435.

7. A.V. Khvalkovskii, A.A. Zvezdin, K.A. Zvezdin, V.S. Gornakov, V.I. Nikitenko, B. Martorana, P. Perlo, D. Pullini, Micromagnetic Simulation of the Reversal Process in Exchange-Coupled Supermagnets // Proceedings of the 18th International Workshop on High-Performance Magnets and Their Applications, France. 2004.-p.493-498.

8. A V.Khvalkovskii, A.A. Zvezdin, K.A. Zvezdin, P. Perlo, D. Pullini Magnetic nanobridges based on magnetic semiconductors // Books of Abstracts of Moscow international symposium on Magnetism, June 25-30, 2005.-p. 226-226.

Подписано в печать 08.11.2005. Формат 60x84 1/16.

Бумага офсетная. Печать офсетная. Усл. печ. л.0,93. Усл. кр.-отт. 3,72. Уч.-изд. л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ 820

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный институт радиотехники, электроники и автоматики (технический университет)" 119454, Москва, пр. Вернадского, 78

11 243 9 3

РНБ 1 :с.<ий фонд

2006-4

:у>616

i i

\

V

1.1. Вводные замечания и характеристика объектов исследования.

1.2. Эффект баллистического магнетосопротивления.

1.3. Баллистический электронный транспорт. Квантование проводимости.

1.4. Гигантское магнетосопротивление в ферромагнитных наноконтактах (эксперимент).

1.5. Магнитная структура наноконтакта.

1.6. Обменно-связанные структуры.

1.7. Основные уравнения микромагнетизма.

1.7.1. Обменная энергия.

1.7.2. Осциллирующий межслойный обмен.

1.7.3. Энергия анизотропии.

1.7.4. Магнитостатическая энергия.

1.7.5. Эффективное поле и уравнение Ландау-Лифшица.

ГЛАВА 2. АЛГОРИТМ И ОПИСАНИЕ ПРОГРАММЫ.

2.1. Численные методы микромагнетизма.

2.2. Разностная сетка.

2.3. Расчет эффективного поля НеГГ.

2.3.1 Магнитостатическое поле.

2.3.2. Поле анизотропии.

2.3.3. Поле внутрислойного обмена.

2.3.4. Поле межслойного обмена.

2.4. Решение уравнения Ландау-Лифшица для однослойной магнитной точки при заданном внешнем поле (стандартная задача микромагнетизма).

ГЛАВА 3. ОБМЕННО-СВЯЗАННЫЕ МНОГОСЛОЙНЫЕ СТРУКТУРЫ - СУПЕРМАГНИТЫ.

3.1. Вводные замечания.

3.2. Исследование однослойной пленки SmCo5.

3.3. Моделирование обменно-связанных двухслойных магнитов SmCog/Fe.

ГЛАВА 4. МИКРОМАГНИТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ В НАНОКОНТАКТАХ.

4.1. Спонтанные магнитные переходы в симметричном ферромагнитном наноконтакте.

4.2. Магнитная структура и фазовая диаграмма наноконтакта на основе ферромагнитных полупроводников.

4.3. Магнитные конфигурации и переходы в асимметричном наноконтакте.

ГЛАВА 5. ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ

МАГНИТНЫХ НАНОКОНТАКТОВ.

5.1. Однослойный спиновый переключатель.

5.2. Наноконтактный считывающий элемент и сенсор магнитного поля.

5.2. Биосенсор на базе магнитного наноконтакта.

Актуальность темы

Исследование физических свойств ферромагнитных наноструктур и наноконтактов приобрело большое значение в последнее десятилетие. Одним из перспективных объектов являются магнитные наноконтакты, наномостики и нанопроволоки. В последние годы в них был обнаружен ряд новых и нетривиальных эффектов, которые открывают широкие возможности для их использования в радиоэлектронике. Здесь [1-11] в первую очередь следует отметить гигантский эффект изменения магнетосопротивления наноконтактов. В 1999 году группой исследователей во главе с профессором М.вагаа (Мадрид) [7] было показано, что изменение значения магнетосопротивления может достигать нескольких сот процентов при комнатной температуре. Обнаружено, что поведение и свойства доменных границ, геометрически запертых в ограниченном нанообъеме, оказывает определяющее влияние на резистивные свойства магнитного наноконтакта.

Поведение доменных стенок в нанообъеме является в настоящее время предметом активного изучения [12-15]. Показано, что структура и свойства такой доменной границы существенно отличаются от структуры и свойств доменных стенок типа Неелевской или Елоховской. Одним из основных отличительных свойств такой запертой в ограниченном нанообъеме доменной стенки является то, что ее толщина становится чрезвычайно малой в случае, когда характерные размеры запирающей области малы (например, в случае точечного наноконтакта).

Очевидными являются трудности экспериментального изучения магнитной структуры таких нанобъектов. Что касается теории, то, несмотря на отдельные успехи в изучении этих вопросов, в целом обсуждаемая область еще далека от полного понимания природы и механизмов рассматриваемых явлений. Это связано в частности с тем, что для этого необходим детальный учет магнито-дипольных взаимодействий [16-17], которые в силу их нелокальности весьма трудоемки как для аналитической теории, так и для численного анализа.

Другими интересными объектами являются так называемые двухслойные обменно-связанные магниты [18]. Они представляют собой композицию обменно-связанных между собой магнитомягкого и магнитожесткого слоев. Магнитомягкий слой обеспечивает большие значения магнитного момента структуры, в то время как магнитожесткий (обычно редкоземельный) обеспечивает высокое значение анизотропии и коэрцитивности. Такие композитные магниты характеризуются огромными значениями энергетического продукта, и, таким образом, представляют большой интерес для самых разнообразных приложений.

С уменьшением размера магнитных структур все большее значение приобретает понимание детальной картины распределения намагниченности в изучаемых объектах. Новейшие магнитные микроскопы позволяют исследовать структуры намагниченности с характерной длиной до десятков нанометров и меньше [19]. Другим мощным инструментом исследования магнитной структуры является микромагнитное моделирование [19-20], позволяющее получать детальную трехмерную статическую и динамическую информацию о магнитной структуре изучаемых объектов. Современные магнитная микроскопия и микромагнитное моделирование хорошо дополняют и усиливают друг друга, помогая, с одной стороны, правильно интерпретировать полученные экспериментальные данные и усиливая вычислительную модель с другой.

Компьютерное моделирование широко используется для разработки новых радиоэлектронных устройств и композитных структур с заданными свойствами. При рассмотрении тонких слоев (менее 5нм) обменно-связанных магнитов, необходимых для создания радиоэлектронных приборов, для правильного предсказания полей перемагничивания необходимо использование полномасштабной трехмерной модели, основанной на численном интегрировании уравнений Ландау-Лифшица с учетом магнито-дипольного взаимодействия.

В основе анализа лежат уравнения электродинамики сплошных сред для ферромагнитных наноструктур: уравнения Максвелла, решаемые в магнитостатическом приближении совместно с уравнениями Ландау-Лифшица с соответствующими граничными условиями. Конечно, получить адекватное аналитическое решение такой системы уравнений для наноструктур со сложной геометрией практически невозможно, поэтому в данной работе используется метод математического моделирования.

Таким образом, исследование свойств ферромагнитных планарных наноструктур и наноконтактов представляется актуальным как с теоретической, так и с практической точек зрения.

Цель работы и задачи исследования

Целью диссертационной работы являлось микромагнитное исследование доменной структуры в различных низкоразмерных магнитных структурах, а также исследование эффектов, связанных с магнитной конфигурацией этих объектов. А именно:

1) исследование магнитной структуры наноконтактов и наномостиков различной конфигурации;

2) исследование магнитной структуры и процесса перемагничивания обменно-связанных магнитов и выяснение роли различных структурных дефектов в процессе перемагничивания;

3) анализ возможностей использования исследуемых структур для создания новых электронных приборов.

Научная новизна

1. Впервые проведен полномасштабный анализ магнитных конфигураций, возникающих в пленочном наноконтакте. Разработан численный метод анализа магнитной структуры симметричных и асимметричных магнитных наноконтактов в зависимости от физических и геометрических параметров.

2. Установлено новое физическое свойство магнитных наноконтактов, заключающееся в том, что доменная граница типа «Ьеас1-1;о-Ьеас1», которая согласно требованиям симметрии должна всегда находиться в центре наномостика, при определенных условиях спонтанно выходит из центра. Другими словами, обнаружен фазовый переход магнитной структуры из симметричного в ассиметричное состояние. Определены пути практического использования обнаруженного физического эффекта, один из которых защищен патентом РФ.

3. Определены фазовые диаграммы тонкопленочных пермалоевых (N¡8(^20) наноконтактов, являющиеся основой для проектирования магнитных наноструктур с заданными техническими характеристиками.

4. Разработан новый численный метод микромагнитного анализа двухслойных обменно-связанных магнитных материалов, учитывающий роль различных структурных дефектов в процессе перемагничивания. Впервые проведено исследование зарождения доменной структуры в гранулированном монослое ЗтСо5. Предложен новый метод микромагнитного исследования таких структур, основанный на комбинации микромагнитного и статистического подходов. Метод проиллюстрирован на примере двухслойного элемента БтСо^/Ре.

5. Предложены и проанализированы новые конструкции сенсора магнитного поля, выполненного на основе магнитного наноконтакта (Патент РФ №2210086). Прибор состоит из одного магнитного слоя, что позволит существенно упростить технологию изготовления. В отличие от традиционных многослойных сенсоров, в нем необходимо перемагничивать только область перемычки, объем которой, в зависимости от геометрии прибора, составляет порядка 1-5% от объема магнитной пленки прибора.

6. Предложены новые конструкции магнитного биосенсора, позволяющего получать и перерабатывать экспресс-информацию о биохимическом составе тех или иных объектов. Существенным преимуществом такого прибора, особенно для применения в биосенсорных устройствах, является то, что он состоит из одного магнитного слоя, что определяет простоту и невысокую стоимость его изготовления. Такой прибор компактен, обладает высокой чувствительностью и имеет малое энергопотребление.

Практическая значимость

Результаты работы могут быть использованы для исследования электродинамических свойств ферромагнитных материалов и наноструктур, а также для создания новых радиоэлектронных приборов. Впервые предложены и проанализированы новые конструкции датчика магнитного поля, выполненного на основе магнитного наноконтакта (Патент РФ№2210086), а также конструкции магнитного биосенсора, выполненные на основе таких датчиков. Предложена новая методика компьютерного проектирования новых композитных обменно-связанных магнитных материалов с заданными свойствами. Результаты исследования внедрены в учебном процессе МИРЭА.

Положения, выносимые на защиту

1. При изменении определенных параметров магнитного наноконтакта (константа анизотропии, длина перешейка и др.) происходит спонтанное изменение симметрии его магнитной структуры, что сопровождается изменением магнетосопротивления.

2. Фазовые диаграммы тонкопленочных пермалоевых (№8оРе2о) наноконтактов, являющиеся основой для проектирования магнитных наноструктур с заданными техническими характеристиками.

3. Существование двух вариантов выхода доменной границы из центра наноконтакта (непрерывного и дискретного). Обнаружена бистабильность магнитной структуры наноконтакта. Показано, что на фазовой диаграмме металлических и полупроводниковых наноконтактов существует трикритическая точка. Эта точка разделяет линии, на которых доменная граница выходит из центра структуры непрерывно (фазовый переход 2-ого

4 рода) или дискретно (фазовый переход 1-ого рода).

4. Метод компьютерного моделирования и численного расчета свойств новых магнитных материалов, представляющих собой двухслойные обменно-связанные пленки из гранулированных магнитотвердых и магнитомягких материалов, обладающих высокими значениями магнитного произведения (ВН)тах~2-8 МДж/м3, превышающими соответствующие величины наилучших в настоящее время магнитотвердых материалов 8тСо5, ИсШе^В, у которых (ВН)тах не превышает 5 МДж/м3.

5. Влияние структурных дефектов гранулированного магнитотвердого слоя обменно-связанных наноструктур (обменных магнитных спиралей) на их процесс перемагничивания и петлю гистерезиса.

Апробация работы

Результаты работы докладывались на Международной конференции по магнетизму в Риме (International Conference on Magnetism - ICM 2003), на международном семинаре по наномагнетизму в Гаване (International Workshop on Nanomagnetism, Havana, November 15-19, 2004), на Московском международном симпозиуме по магнетизму (MISM 2005, Moscow, June 25-30, 2005), на 5-ом международном симпозиуме «Гистерезис и микромагнитное моделирование» (5 th International Symposium on Hysteresis and Micromagnetic Modeling, HMM-2005, Budapest, 30 May - 1 June 2005), на научных семинарах в Московском государственном университете имени М.В. Ломоносова, Институте общей физики Российской академии наук имени А.М.Прохорова.

Публикации

По материалам диссертации опубликовано 8 печатных работ, в том числе 4 статьи и 3 тезиса докладов, получен 1 Патент РФ.

Объем и структура работы

Работа состоит из введения, 5-ти глав, заключения, списка литературы из 144 наименований. Объем диссертации составляет 121 страница, включая 85 страниц машинописного текста, 12 страниц списка литературы, 24 рисунка.

В заключение, сформулируем основные результаты и выводы диссертации.

1. Разработан численный метод анализа магнитной структуры симметричных и асимметричных магнитных наноконтактов, наномостиков и магнитных переключателей, основанных на новых материалах с гигантским магнетосопротивлением, в котором для решения ресурсоемких уравнений Ландау-Лифшица с полномасштабным учетом магнито-дипольных взаимодействий достигнуто значительное ускорение длительности расчета за счет использования операции быстрого преобразования Фурье.

2. Проведен микромагнитный анализ магнитной структуры и магнитных превращений симметричного наноконтакта. Обнаружен и детально исследован новый физический эффект. Суть этого эффекта заключается в том, что в симметричном магнитном наноконтакте доменная граница типа «Ьеаё-Ю-Ьеас!» или «1аП-и)-1аП», находящаяся согласно требованию симметрии в центре структуры спонтанно выходит из центра наноконтакта, когда константа одноосной магнитной анизотропии или длина перемычки достигает некоторого критического значения. Переход из симметричного состояния (доменная граница в центре) в асимметричное может быть непрерывным (переход 2 рода) или дискретным (переход 1 рода) в зависимости от геометрических и физических параметров наноконтакта (форм-фактор, константа анизотропии, намагниченность насыщения).

3. Впервые построена фазовая диаграмма наноконтакта в переменных координатах: длина наноконтакта - константа анизотропии, разделяющая симметричную и асимметричную магнитные конфигурации системы. Характерной чертой фазовой диаграммы является наличие на ней трикритической точки, разделяющей на линии фазового перехода области непрерывного и дискретного перехода. В пермаллое (М8оРе2о) при М3=800Гс, А=1.25-10"6 эрг/см обнаружены следующие координаты трикритической точки: Ь=100нм и К=58 103 эрг/см3.

4. Впервые исследован асимметричный наноконтакт. Важной характеристикой асимметричного наноконтакта является наличие в нем спонтанного перехода доменной границы между «берегами» наноструктуры. Такой переход происходит при изменении внешних параметров: константы одноосной анизотропии (или температуры), форм-фактора структуры, намагниченности. Рассматриваемый переход может быть индуцирован внешним магнитным полем и может быть использован для создания высокочувствительных радиоэлектронных сенсорных элементов.

5. Предложены и проанализированы новые конструкции сенсора магнитного поля, выполненного на основе магнитного наноконтакта (Патент РФ №2210086). Прибор состоит из одного магнитного слоя, что позволит существенно упростить технологию изготовления. В отличие от традиционных многослойных сенсоров в нем необходимо перемагничивать только область перемычки, объем которой, в зависимости от геометрии прибора, составляет порядка 1-5% от объема магнитной пленки прибора.

6. Предложены новые конструкции магнитного биосенсора, позволяющего получать и перерабатывать экспресс-информацию о биохимическом составе тех или иных объектов характеризующегося своей компактностью, высокой чувствительности и малому энергопотреблению. Существенным преимуществом такого прибора, особенно для применения в биосенсорных устройствах, является то, что он состоит из одного магнитного слоя, что определяет простоту и невысокую стоимость его изготовления.

1. M.N. Baibich, J.M. Broto, A. Fert, Nguen van Dau, F. Petroff, P. Etienne, G. Creuzet, A. Friederich, J. Chazelas. Giant Magnetoresistance of (001 )Fe/(001)Cr Magnetic Superlattices. // Phys. Rev. Lett.-1988 .Vol. 61. -1. 21. -P. 2472-2475.

2. P. Griinberg, R. Schreiber, Y. Pang, M. B. Brodsky and H. Sowers. Layered Magnetic Structures: Evidence for Antiferromagnetic Coupling of Fe Layers across Cr Interlayers. // Phys. Rev. Lett. 1986. Vol.57. -P. 2442-2445.

3. S. S. P. Parkin, N. More, K. P. Roche. Oscillations in exchange coupling and magnetoresistance in metallic superlattice structures: Co/Ru, Co/Cr, and Fe/Cr. // Phys. Rev. Lett. 1990. - Vol.64. - P. 2304-2307.

4. M.D. Stiles. Exchange coupling in magnetic heterostructures // Phys. Rev.B .- 1993.-Vol.48.-I. 10.-P. 7238-7258.

5. J.C. Slonczewski. Fluctuation mechanism for biquadratic exchange coupling in magnetic multilayers. // Phys. Rev. Lett. 1991. - Vol. 67. -1.22.-P. 3172-3175.

6. J.C. Slonczewski. Overview of interlayer exchange theory // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 1995 . - Vol. 150. - I. 1. - P. 1324.

7. N. Garcia, M. Munoz, Y.-W. Zhao. Magnetoresistance in excess of 200% in Ballistic Ni Nanocontacts at Room Temperature and 100 Oe. // Phys. Rev. Lett. 1999. - Vol. 82. - 2923-2926.

8. Prinz G. Spin-polarized transport. // Phys. Today. 1995. - Vol. 48. - P. 58.

9. J.L. Simonds. Magnetoelectronics today and tomorrow. // Physics Today. 1995. - V.4. - P. 26-32.

10. S.D. Antipov, G.E. Goryunov, А.Р. Krashennikov, O.V. Skabitskaya, G.V. Smirnitskaya, P.N. Stetsenko. Giant magnetic moments of Fe ions in Fe/Be magnetic superlattices. // Books of abstracts MISM 2005. P. 481-482.

11. P. Bruno. Geometrically Constrained Magnetic Wall. // Phys. Rev. Lett.- 1999. Vol.83. - P. 2425-2428.

12. K. Miyake, K. Shigeto, K. Mibu, and T. Shinjo T. Ono. Geometrical confinement of a domain wall in a nanocontact between two NiFe wires. // J. Appl. Phys. 2002. - Vol. 91. - No. 5. - P.3468-3470.

13. А.И. Морозов. Вклад необычных доменных стенок в магнетосопротивление многослойных магнитных структур. // Физика твердого тела. 2003. - т. 45. - вып. 8. - С.500-504.

14. А.И. Морозов, А.С. Сигов. Новый тип доменных стенок; доменные стенки, порождаемые фрустрациями в многослойных магнитных наноструктурах. // Физика твердого тела. 2004. - том. 46. - вып. 3.- С.1417-1422.

15. С.В. Вонсовский. Магнетизм. // Наука. 1971. - С. 1032.

16. А.Р. Malozemoff. Random-field model of exchange anisotropy at rough ferromagnetic-antiferromagnetic interfaces. // Phys. Rev. B. 1987. -Vol. 35.-I. 7.-P. 3679-3682.

17. E. Kneller, R. Hawig. The Exchange-Spring Magnet: A New Material Principle for Permanent Magnets. // IEEE Trans. Magn. 1991. - Vol. 27. - P. 3588-3600.

18. E.Dan Dahlberg, J.-G. Zhu. Micromagnetic microscopy and modeling. // Physics Today. 1995. - V.4. - P. 34-40.

19. Josef Fidler, Thomas Schrefl. Topical Review: Micromagnetic modelling the current state of the art. //Journal of Physics D: Applied Physics. -2000. - Vol. 33. - R. 135-156.

20. С.Г.Осипов, М.М.Хапаев. Моделирование микромагнитных структур. // Математическое моделирование. 1991. - том. 3. - вып. 11. -С. 12-38.

21. Я.И.Френкель, Я.Г.Дорфман, Nature, v. 126,274(1930).

22. Wohlfarth E.P.,Stoner E.C. A mechanism of magnetic hysteresis in heterongeneous alloys. // Phil.Trans.Roy.Soc.(London). 1948. - Ser.A.- Vol. 240. P. 599-642.

23. L.Neel. Influence of thermal fluctuations on magnetization of ferromagnetic small particles. // Сотр. Rend. 1949. - Vol. 228. - N. 8.- P.664-666.

24. Кондорский Е.И. К вопросу о теории коэрцитивной силы сталей. // ДАН СССР. 1948. - Том. 63. -N. 5. - С. 507-510.

25. S. Gurumurthi, A. Sivasubramaniam, V.Natarajan. Disk Driver Roadmap from Thermal Respective: A Case for Dynamic Thermal Management. // ACM SIGARCH Computer Architecture news. 2005. -Vol. 33.-I. 2.-P.38-49

26. A. Fert, J-M. George, H. Jaffres, R. Mattana, P. Seneor. The new era of spintronics // Europhys News. 2003. - Vol. 34. - N.6. - P.8.

27. Evgeny Y. Tsymbal, Oleg N. Mryasov, Patrick R. LeClair. Spin-dependent tunnelling in magnetic tunnel junctions. // J. Phys.: Condens. Matter. 2003. - Vol.15. - R109-R142.

28. M.Johnson, H.Silsbee. Thermodynamic Analysis of Interfacial Transport and of the Thermo-Magneto-Electric System. // Phys. Rev. B. 1987. — Vol. 35.-P. 4959.

29. Р. С. van Son, H. van Kempen, P. Wyder. Boundary Resistance of the Ferromagnetic-Nonferromagnetic Metal Interface. //Phys. Rev. Lett. -1987.-Vol. 58.-P. 2271.

30. А.Аронов. // Письма в ЖЭТФ. 1976. - т. 24. - С.32.

31. E.I. Rashba. Theory of electron spin injection: Tunnel contacts as a solution of the conductivity mismatch problem. // Phys. Rev. B. 2000. - Vol. 62. -1.24. - R16267-16270

32. Ю. В. Гуляев, П. E. Зильберман, Э. M. Эпштейн, Р. Дж. Эллиотт. Формирование доменов током в магнитных переходах. // Письма в ЖЭТФ. 2004. - т.79. - С.507-511.

33. A.M. Haghiri-Gosnet, J.P. Renard. CMR manganites: physics, thin films and devices. // J. Phys. D: Appl. Phys. 2003. - N. 8. - R127-R150.

34. J.S.Moodera, L.R.Kinder, T.M.Wong, R.Meservey. Large Magnetoresistance at Room Temperature in Ferromagnetic Thin Film Tunnel Junctions. // Phys. Rev. Lett. 1995. - Vol. 74. - P. 3273- 3276.

35. T.Miyazaki, N.Tezuka. Giant magnetic tunneling effect in Fe/A1203/Fe junction. // JMMM. 1995. - Vol. 139. -1. 1. - P. L231-L234.

36. W.J.Gallaghet, S. S. P. Parkin, Yu Lu, X. P. Bian, A. Marley, K. P. Roche, R. A. Altman, S. A. Rishton, C. Jahnes, Т. M. Shaw, Gang Xiao. Microstructured magnetic tunnel junctions. // J.Appl.Phys. 1997. -Vol. 81.-P. 3741-3746.

37. Garcia N., Saveliev I.G., Zhao Y., Zlatkine A. Effects of Injection Current Pulses on Magnetic Domain Switching in Ni Nanometric Contacts. // J. Magn. Magn. Mater. 2000. - Vol. 214. - P. 7.

38. N. García, M. Muñoz, G.G. Qian, H. Rohrer, I.G. Saveliev, Y.-W. Zhao. Ballistic magnetoresistance in a magnetic nanometer sized contact: An effective gate for spintronics. // App.Phys.Lett. 2001. - Vol. 79. - I. 27.-P. 4550-4552.

39. S.H. Chung, M. Munoz, N. Garcia,W.F. Egelhoff, R.D. Gomez. Universal Scaling of Ballistic Magnetoresistance in Magnetic Nanocontacts. // Phys.Rev.Lett. 2002. - Vol. 89. - 287203.

40. G. Tatara, Y.W. Zhao, M. Munoz, N. Garcia. Domain wall scattering explains 300% ballstic magnetoconductance of nanocontacts. // Phys. Rev. Lett. 1999. - Vol. 83. - P. 2030.

41. N. D. Nikolic, Hai Wang, Hao Cheng, C. A. Guerrero, N. Garcia. Influence of the magnetic field and magnetoresistance on the electrodeposition of Ni nanocontacts in thin films and microwires. // JMMM. 2004. - Vol.272-276. - P.2436-2438.

42. N. Garcia, Hao Cheng, Hai Wang, N. D. Nikolic, C. A. Guerrero, A. C. Papageorgopoulos. Ballistic magnetoresistance of electrodeposited nanocontacts in thin film and micrometer wire gaps. // JMMM. 2004. -Vol. 272-276. - P. 1722-1729.

43. N. Garcia, H. Wang, H. Cheng, N.D Nikolic. Ballistic Magnetoresitance versus magnetostriction effects in Electrodeposited Nanocontacts at Room Temperature. // IEEE Trans. Mag. 2003. - Vol. 39. - P. 2776.

44. H.D.Chopra, S.Z.Hua. Ballistic magnetoresistance over 3000% in Ni nanocontacts at room temperature. // Phys. Rev. B. 2002. - Vol. 66. -020403.

45. H.D. Chopra, S.Z. Hua, 100,000 % ballistic magnetoresistance in stable Ni nanocontacts at room temperature. // Phys. Rev. B. 2003. - Vol. 67. -060401.

46. J. J. Versluijs, M. A. Bari, and J. M. D. Coey. Magnetoresistance of Half-Metallic Oxide Nanocontacts. // Phys. Rev. Lett. 2001. - Vol. 87. -026601.

47. B.J. van Wees, H. Van Houten, C.WJ. Beenakker, J.G. Williamson, L.P. Kouwenhoven, D. Van der Marel, C.T. Foxon. Quantized conductance of point contacts in a two-dimensional electron gas. // Phys. Rev. Lett. -1988.-Vol. 60.-P. 848-850.

48. M. Buttiker, Y. Imry, R. Landauer, S. Pinhas. Generalized many-channel conductance formula with application to small rings. // Phys. Rev. B. — 1985. Vol. 31. - P.6207-6215.

49. Imamura, N. Kobayashi, S. Takahashi, S. Maekawa. Conductance Quantization and Magnetoresistance in Magnetic Point Contacts. // Phys. Rev. Lett. 2000. - Vol. 84. -1.5. - P. 1003-1006.

50. A.K. Звездин, А.Ф. Попков. Влияние доменной границы на электропроводность магнитного наноконтакта // Письма в ЖЭТФ. — 2000. т. 71. - в. 5. - С. 304-308.

51. М. Е. Zhuravlev, E.Y. Tsymbal, А. V. Vedyaev, S.S.Jaswal, B.Dieny. Spin blockade in ferromagnetic nanocontacts. // Appl. Phys. Lett.2003. Vol. 83. - P. 3534-3536.• 2 2

52. T.Ono, Y.Ooka, H. Miyajima, Y. Otani. 2e /h to e/h switching ofquantum conductance associated with a change in nanoscale ferromagnetic domain structure. // Appl.Phys.Letters. 1999. - Vol. 75. -P. 1622-1624.

53. L.R. Tagirov,B. P. Vodopyanov, and К. B. Efetov. Ballistic versus diffusive magnetoresistance of a magnetic point contact. // Phys Rev B. -2001.-Vol. 63.-104428.

54. L.R. Tagirov, K.B. Efetov. Huge magnetoresistance in quantum magnetic nanocontacts. // Nanostructured magnetic materials and their applications. PROCEEDINGS OF THE NATO ADVANCED RESEARCH WORKSHOP, ISTANBUL, TURKEY 1-4 JULY 2003. -P. 393-417.

55. H. Wang, A. C. Papageorgopoulos, Hao Cheng, N. D. Nikolic, C. A. Guerrero, N. Garcia. The relationship between ballistic magnetoresistance and magnetostriction of macro electrodes. JMMM. -2004. Vol.272-276. - P. 1900-1902.

56. J. L. Costa-Kramer, N. Garcia, P. Garcia-Mochales, P. A. Serena, M. I. Marques, A. Correia. Conductance quantization in nanowires formed between micro and macroscopic metallic electrodes. // Phys Rev. B. — 1997. Vol. 55. -1. 8. - P. 5416-5424.

57. JI.JI. Савченко, A.K. Звездин, А.Ф. Попков, К.А. Звездин. Магнитные конфигурации в области наноконтакта между ферромагнитными "берегами". // ФТТ. 2000. - т. 43. - в. 8. - С. 1449-1454.

58. А.К. Звездин, А.Ф. Попков, К.А. Звездин, JI.JL Савченко. Магнитные наноконтакты. Микромагнитные и спинтранспортные свойства. // ФММ. 2001. - т. 9. С. 165-168.

59. К.А. Звездин, Д. Барберо, А.К. Звездин. Спонтанное нарушение магнитной симметрии в ферромагнитном наноконтакте. // Краткие сообщения по физике ФИАН. 2000. - н.4. - С.13-17.

60. V. A. Molyneux, V.V. Ospipov, E.V. Ponizovskaya. Stable two- and three-dimensional geometrically constrained magnetic structures: The action of magnetic fields. // Phys. Rev. B. 2002. - Vol.65. - P.184425-184431.

61. T. Arnal, A. Aasime, M. Bibes, Ph. Lecoeur, A.M. Haghiri-Gosnet, B. Mercey, A.V. Khvalkovskii, A.K. Zvezdin, K.A. Zvezdin. // Microel. Eng.-2005.

62. Livingston, D. James. Driving Force: The Natural Magic of Magnets. // Harvard University Press. 1997. - P.334.

63. С. Тикадзуми. Физика ферромагнетизма. Магнитные характеристики и практические применения. // пер. с яп., Мир. -1987.

64. Д.Д. Мишин Магнитные материалы. // Москва. 1981.

65. А. Малоземов, Дж. Слонзуски. Доменные стенки в материалах с цилиндрическими магнитными доменами. // М: Мир. 1982

66. Физические величины. Справочник. Под ред. И.С. Григорьева, Е.З. Мейлихова. // М: Энергоатомиздат. 1991.

67. Г.С. Кринчик. Физика магнитных явлений. // Издательство Московского Университета. 1985.

68. Р. Суху. Магнитные тонкие пленки. // М: Мир. 1976.

69. J. S. Jiang, Е. Е. Fullerton, С. Н. Sowers, A. Inomata, and S. D. Bader, A.J. Shapiro, R.D. Shull, V.S. Gornakov and V.I. Nikitenko. Spring Magnet Films. // IEEE Trans. Magn. 1999. - Vol. 35. - P. 3229.

70. J. S. Jiang, J. E. Pearson, Z. Y. Liu, B. Kabius, S. Trasobares, D. J. Miller, S. D. Bader, D. R. Lee, D. Haskel, G. Srajer, J. P. Liu. A newapproach for improving exchange-spring magnets. // J. Appl. Phys. -^ 2005. Vol.97. - 10K311.

71. J. S. Jiang, J. E. Pearson, Z. Y. Liu, B. Kabius, S. Trasobares, D. J. Miller, S. D. Bader, D. R. Lee, D. Haskel, G. Srajer, J. P. Liu. Improving exchange-spring nanocomposite permanent magnets. // Appl. Phys. Lett. 2004. - Vol. 85. - P. 5293-5295.

72. Hao Zeng, Jing Li, J. P. Liu, Zhong L. Wang, Shouheng Sun. Exchangecoupled nanocomposite magnets via nanoparticle self-assembly. // Nature. 2002. - Vol. 402. - P.395-398.

73. Hao Zeng, Shouheng Sun, J. Li, Z. L. Wang, J. P. Liu. Tailoring Magnetic Properties of Core/Shell Nanoparticles. // Appl. Phys. Lett. -2004. Vol. 85. - P. 792-794.

74. V. S. Gornakov, V. I. Nikitenko, A. J. Shapiro, R. D. Shull, J. Samuel Jiang, S. D. Bader. Direct experimental study of the exchange spring formation process. // JMMM. 2002. - Vol. 246. - P. 80.

75. V. S. Gornakov, Yu. P. Kabanov, V. I. Nikitenko, O. A. Tikhomirov, A. J. Shapiro, R. D. Shull. Chirality of a Forming Spin Spring and Remagnetization Features of a Bilayer Ferromagnetic System. // JETP. -2004. Vol. 99. - No. 3. - P. 602-612.

76. C.L. Chien, V.S. Gornakov, V.I. Nikitenko, A.J. Shapiro, R.D. Shull, Dynamic Antiferromagnetic Spin Structure and Domains in ExchangeCoupled Multilayers. // IEEE Transactions on Magnetics. 2002. - Vol. 38.-I. 5.-P. 2736-2740.

77. Y. Yafet. Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida range function of a one-dimensional free electron gas. // Phys.Rev.B. - 1987. - Vol. 36. - 1.7. -P.3948-3949.

78. D. Spisak, J.Hafiier. Theory of bilinear and quadratic exchangeinteractions in iron: bulk and surface. // JMMM. 1997. - Vol. 168. -1.3.-P. 257-268.

79. W.F. Brown Jr., Micromagnetics. // NY, Wiley-Interscience. 1963. k^ 84. S. Strikman, D.Treves. Micromagnetics, Magnetism III (ed. G.T.Rado, H. Suhl). // N.Y. Academic Press. - 1963.

80. M.E. Schabes. Micromagnetic theory of non-uniform magnetization processes in magnetic recording particles. // JMMM. 1991. - Vol. 95. -P. 249-288.

81. J. Gadbois, J.-G. Zhu, W. Varra, A. Hurst. Effect of crystalline anisotropy in AMRAM cells. // IEEE Trans.Magn. 1997. - Vol. 33. -P. 3301-3303.

82. А. Хуберт. Теория доменных границ в упорядоченных средах. // Мир. 1977

83. А.Е. LaBonte. Two dimensional Bloch type domain walls in ferromagnetic films. // J.Appl.Phys. 1969. - Vol. 40. - P. 2450-2458.

84. Y.D. Yan, E. DellaTorre. Modeling of elongated fine ferromagnetic & particles. // J.Appl.Phys. 1989. - Vol. 66. -1. 1. - P. 320-327.

85. M.E. Shabes, H.N. Bertram. Magnetization processes in ferromagnetic cubes. // J. Appl. Phys. 1988. - Vol. 64. - P. 1347-1357.

86. M.R. Sheinfein, J.L. Blue. Micromagnetic calculations of 180° surface domain walls. //J. Appl. Phys. 1991.- Vol. 69. - P.7740-7751.

87. K. Kosavisutte, N. Hayashi. Acceleration of micromagnetic calculation based on LaBonte's iteration. //Jpn. J. Appl. Phys. 1995. - Vol. 34. -P. 5599-5605.

88. N. Hayashi, K. Kosavisutte, Y. Nakatani. Micromagnetic calculation of domain structure in thin magnetic film based on improved LaBonte method. // IEEE Trans. On Magn. 1997. Vol. 33. - P. 4164-4166.

89. Y. Nakatani, Y. Uesaka, N. Haiashi. Direct solution of Landau-Lifshitz-Gilbert equation for micromagnetics. // Jpn. J. Appl. Phys. 1989. -Vol. 28. -P.2485-2507.

90. R. Giles, P. Kotiuga, F. Humphrey. Three-dimensional micromagnetic simulation on the connection machine. // J.Appl.Phys. 1990. - Vol. 67. -P. 5821-5829.

91. C.C. Shir. Computation of the micromagnetic dinamics in domain wall. // J. Appl. Phys. 1978. - Vol. 49. - P. 3413-3421.

92. N.L. Schrayer, L.R. Walker. The motion of 180 domain walls. // J. Appl. Phys. 1974. - Vol. 45. - P. 5406-5421.

93. S.W. Yuan, H.N. Bertram. Domain wall dynamic instability. // J. Appl. Phys. 1991. - Vol. 69. - P. 5974-5876.

94. Б.Н.Филиппов, Л.Г. Корзуиин. Нелинейная динамика вихревой доменной границы в магнитных пленках с плоскостной анизотропией. // ФТТ. 1996. - т. 38. - С. 2442-2450.

95. Л.И.Антонов, С.Г.Осипов, В.В.Терновский, М.М.Хапаев. О сингулярных решениях задачи микромагнетизма. // ФММ. 1987. -т. 64. - вып. 2. - С. 254-259.

96. С.Г. Осипов, М.М. Хапаев. Динамика двумерной доменной границы в ферромагнитной пленке с одноосной анизотропией. // ЖЭТФ. -1990. т. 90. - вып. 4(10). - С. 1354-1363.

97. N.A. Usov, S.E. Peschany. Flower state micromagnetic structure in fine cylindrical particles. // JMMM. 1994. - Vol. 130. - P. 275-287.

98. L.L. Savchenko, M.V. Chetkin, V.B. Bondarenko. Three-dimentional dynamics of solitary vertical Bloch lines in domain walls on garnets. // JMMM.-1998.-Vol. 183.-P. 313.

99. А.Ф. Попков, Л.Л. Савченко, Н.В. Воротникова. Термоактивационная трансформационная мод перемагничивания сверхтонких наночастиц. // Письма в ЖЭТФ. 1999. - т. 69. - вып. 8.-С. 596.

100. Е.Д.Волков. Численные методы. // Наука. 1982.

101. Д.В. Берков. Квазистатические и динамические процессы перемегничивания в системах малых магнитных частиц. Докторская диссертация, МГУ. 1994.

102. С.Г. Осипов. Моделирование микромагнитных структур. Докторская диссертация, МГУ. 1993.

103. A.F. Popkov, L.L. Savchenko, N.V. Vorotnikova, S. Tehrani, J. Shi. Edge pinning in single- and three-layer paterns. // Appl. Phys. Lett. -2000. Vol. 77. -1. 2. - P.277-279

104. Y. Guo, J.-G. Zhu. Micromagnetic study of narrow track orthogonal giant magnetoresistive heads. // J. Appl. Phys. 1994. - Vol. 75. -1. 10. -P.6388-6390.

105. D.R. Fredkin, T.R. Koehler. Numerical micromagnetics of small particles. // IEEE Trans, on Magn. 1988. - Vol. 6. - P. 2362 - 2367.

106. R.P. van Gorkom, S.J.C.H. Theeuwen, K. P. Wellock, N.N. Gribov, J. ^ Caro, S. Radelaar. Role of boundary conditions and dimensions on themicromagnetics of a cobalt point contact. // J. Appl. Phys. 1999. - Vol. 85.-I. 8.-P. 6196-6198.

107. E.E. Fullerton, J.S. Jiang, C. Rehm, C.H. Sowers, S.D. Bader. Exchangespring behavior in epitaxial hard/soft magnetic bilayers. // Phys. Rev. B. 1998. - Vol. 58. - P. 12193-12200.

108. T. Schrefl, H. Forster, R. Dittrich, D. Suess, W. Scholz, J. Fidler. Reversible magnetization processes and energy density product in Sm-CoFe and Sm-Co/Co bilayers. // J. Appl. Phys. 2003. - Vol. 93. - P. 6489-6491.

109. M. Benaissa, K.M. Krishnan, E.E. Fullerton, J.S. Jiang. Magnetic anisotropy and its microstructural origin in epitaxially grown biciystal Sm-Co thin films. // IEEE Trans. Magn. 1998. - Vol. 34. - P. 1204.

110. W. Scholz, T. Schrefl, J. Fidler, T. Matthias, D. Suess, V. Tsiantos. Micromagnetic simulation of the pinning and depinning process in permanent magnets. // IEEE Trans. Magn. 2003. - Vol. 39. - P. 29202922.

111. А.А. Звездин, К.А. Звездин. Спонтанные превращения магнитной структуры пленочного наноконтакта // Письма в ЖЭТФ. 2002. -т.75. - н.Ю. - С.613-616.

112. Н. Ohno, A. Shen, F. Matsukura, A. Oiwa, A. Endo, S. Kutsumoto, Y.Iyl. (Ga,Mn)As: A new diluted magnetic semiconductor based on GaAs. // Appl. Phys. Lett. 1996. - Vol. 69. - P. 363-365.

113. K.C. Ku, S.J. Potashnik, R.F. Wang, S.H. Chun, P. Schiffer, N. Samarth, M.J. Seong, A. Mascarenhas, E. Johnston-Halperin, R.C. Myers, A.C. Gossard, N.D. Awshalom. // Appl. Phys. Lett. 2003.- Vol. 82.- P. 2302.

114. T. Dietl. Ferromagnetic semiconductors. Semicond. // Sci. Technol. -2002. Vol. 17. - P. 377-392.

115. В.А. Иванов, Т.Г. Аминов, B.M. Новоторцев, В.Т. Калинников. Спинтроника и спинтронные материалы. // Известия академии наук. Серия химическая. 2004. - н.11. - С. 2255-2303.

116. JI. В. Луцев, А. И. Стогний, H. H. Новицкий. Гигантское инжекционное магнитосопротивление в гетероструктурах арсенидгаллия / гранулированная пленка с наноразмерными включениями > кобальта. // Письма в ЖЭТФ. 2005. - т. 81. - вып. 10. - С. 636-641

117. U. Ebels, A.Radulescu, Y.Henry, L.Piraux, K.Ounadjela. Spin Accumulation and Domain Wall Magnetoresistance in 35 nm Co Wires. // Phys.Rev.Lett. 2000. - Vol. 84. -1. 5. - P. 983-986.

118. S.S.P. Parkin. Dramatic enhancement of interlayer exchange coupling and giant magnetoresistance in Fe8iFei9/Cu multilayers by addition of thin Co interface layer. // Appl.Phys.Lett. 1992. - Vol. 61. - P. 13581360.

119. P. Блайк. Наноэлектромеханический одноэлектронный транзистор с «механической рукой» // Нанотехника. 2004. - н.1. - С. 95-96.

120. А.А. Звездин, К.А. Звездин. Спонтанные превращения магнитной структуры пленочного наноконтакта // Письма в ЖЭТФ. 2002. - т. 75.-н.Ю.-С. 613-616.

121. К.А. Звездин, А.В. Хвальковский. Магнитосопротивление плоского наномостика. // ЖТФ. 2004. - т. 74. - вып. 3. - С.37-43.

122. К. Takanashi, Н. Kurokawa, Н. Fujimori. A novel hysteresis loop and indirect exchange coupling in Co/Pt/Gd/Pt multilayer films // Appl.Phys.Lett. 1993.-Vol. 63.-I. 11.-P.1585-1587.

123. B.L. Coren. Shape demagnetizing effects in permalloy films. // JAP. -1965. -Vol. 37. -P. 230.

124. W. Press, W. Vatterling, S. Taukolsky, B. Flannery. Numerical Recipes in C. Second Edition. // Cambridge: University Press. 1992.134. http://www.ctcms.nist.gov/~rdm/stdprobl.html

125. А.К. Звездин, К.А. Звездин, А.А. Звездин, С.А. Звездин, П. Д. > Перло. Магниторезистивный элемент, Патент РФ № №2210086 от1008.2003 г.

126. L. Neel. Loi d' approache a la saturation dun ferromagnetique a aimation spontane irregulaire. // Сотр. Rend. 1945. - Vol. 220. - n. 21. - P. 738-740.137. http://www.nve.com

127. А.А. Звездин, К.А. Звездин. Наномагнитные биосенсоры, основанные на эффекте гигантского магнитосопротивления // Нанотехника. -2005. н.2. 2005.- С. 69-71.

128. L.V.Golubev, D.V.Kirin, A.Yu.Polozov, A.F.Popkov, V.G.Red'ko, N.V.Vorotnikova, K.A.Zvezdin. Modelling of submicron magnetic element switching. // Proceeding of the Institute of Physics and Technology RAS. 1997. - Vol. 13. - P. 1-7.

129. K.A. Звездин, A.B. Хвальковский. Фазовые превращения магнитной структуры в пленочных наномостиках. // ФТТ. 2005. - т.47. вып. 6. -С. 1137-1146.

130. A.V. Khvalkovskii, K.A. Zvezdin, А.К. Zvezdin. Transport and magnetic properties of magnetic planar nanobridge. // JMMM. 2005.

131. C.H. Smith, R.W. Shnider. Low-field magnetic sensing with GMR sensors. // Sensors. 1999. Vol.16. - n.9. - 76-83.

132. К. M. Krishan, M. Gonzales, Y. Bao. Magnetic nanoparticles in biomedicine. // Books of abstracts. MISM 2005. - P. 176

133. D.R. Bazelt. Biosensor based on magnetoresistance technology. // Biosensors and bioelectronics. 1998. - Vol. 13. P. 731-739.ki