Журналы →  Материалы электронной техники →  2013 →  №4 →  Назад

МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ И ТЕХНОЛОГИЯ. МАГНИТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Название Усиленный магниторезистивный эффект в массивах наностолбиков никеля на кремниевых подложках
Автор Ю. А. Федотова, Д. К. Иванов, Ю. А. Иванова, А. Саад, А. В. Мазаник, И. А. Свито, Е. А. Стрельцов, А. К. Федотов, С. И. Тютюнников, П. Ю. Апель
Информация об авторе

Национальный центр физики частиц и высоких энергий БГУ, Республика Беларусь:

Ю. А. Федотова

 

Белорусский государственный университет, Республика Беларусь:

Д. К. Иванов

Ю. А. Иванова

А. В. Мазаник

И. А. Свито

Е. А. Стрельцов

А. К. Федотов

 

Al−Balqa Applied University, Jordan:
А. Саад


Объединенный институт ядерных исследований:
С. И. Тютюнников

П. Ю. Апель

Реферат

Показано, что магниторезистивные свойства наноструктур n−Si/SiO2/Ni, содержащих наногранулированные никелевые стержни в вертикальных порах в слое SiO2, существенно отличаются от аналогичных свойств в ранее исследованных наногранулированных пленках Ni, электроосажденных на пластины n−Si. С точки зрения электрофизических свойств изученные наноструктуры аналогичны системе двух диодов Шотки Si/Ni, включенных навстречу друг другу. В интервале температур 2—300 К и магнитных полей до 8 Тл исследовано магнитосопротивление таких структур. Установлено, что при температурах 17—27 K структуры обладают положительным магниторезистивным эффектом, величина которого зависит от приложенного к структуре поперечного напряжения и возрастает по мере уменьшения силы продольного (вдоль столбиков) тока. При токе 100 нА относительное магнитосопротивление в поле 8 Tл возрастает от 500 до 35000 % при изменении поперечного напряжения от 0 до −2 В. Наблюдаемый магниторезистивный эффект, по−видимому, связан с влиянием магнитного поля на процессы ударной ионизации примесей, приводящие к лавинному пробою барьера Шотки Ni/Si. Доказана возможность управления магниторезистивным эффектом в темплатных структурах n−Si/SiO2/Ni, прикладывая к наноструктуре дополнительное (поперечное) электрическое поле между кремниевой подложкой (как третьим электродом) и никелевыми столбиками.

Работа выполнена при поддержке ГПНИ «Функциональные и машиностроительные материалы, наноматериалы» Республики Беларусь (задание 2.4.08).

Ключевые слова Барьеры Шотки, кремний, магнитосопротивление, магниторезистивный эффект, наноструктуры, никель
Библиографический список

1. Imry, Y. Nanostructures and mesoscopic systems / Y. Imry. − New York Academic : 1992. − P. 11.
2. Baibich, M. N. Giant Magnetoresistance of (001)Fe/(001)Cr magnetic superlattices / M. N. Baibich, J. M. Broto, A. Fert, F. Nguyen Van Dau, F. Petroff, P. Etienne, G. Creuzet, A. Friederich, J. Chazelas // Phys. Rev. Lett. − 1988. − V. 61. − P. 2472—2475.
3. Garcia, N. Magnetoresistance in excess of 200% in ballistic Ni nanocontacts at room temperature and 100 Oe / N. Garcia, M. Munoz, Y.−W. Zhao // Ibid. − 1999. − V. 82. − P. 2923—2926.
4. Schmidt, G. Spintronics in semiconductor nanostructures / G. Schmidt, C. Gould, L. W. Molenkamp // Physica E. − 2004. − V. 25. − P. 150—159.
5. Template−based synthesis of nanorod or nanowire arrays // Springer Handbook of nanotechnology / Ed. by Bharat Brushan − Heidelberg; Dordrecht; London; New York : Springer, 2007. − P. 161—178.
6. Nanofunctional materials, nanostructures and novel devices for biological and chemical detection / Ed. by C. Li, A. Zribi, L. Nagahara, M. Willander. − Warrendale (PA), 2007.
7. Magnetic ultrathin films: multilayers and surfaces/interfaces and characterization / Ed. by B. T. Jonker et al. − Warrendale (PA), 1990.
8. Fink, D. Etched ion tracks in silicon oxide and silicon oxynitride as charge injection or extraction channels for novel electronic structures / D. Fink, A. V. Petrov, K. Hoppe, W. R. Fahrner, R. M. Papaleo, A. S. Berdinsky, A. Chandra, A. Chemseddine, A. Zrineh, A. Biswas, F. Faupel, L. T. Chadderton // Nuclear Instrum. and Meth. in Phys. Res. B. − 2004. − V. 218. − P. 355—361.
9. Streltsov, E. A. Effect of Cd(II) on electrodeposition of textured PbSe / E. A. Streltsov, N. P. Osipovich, L. S. Ivashkevich, A. S. Lyakhov // Electrochim. Acta. − 1999. − V. 44. − P. 2645—2652.
10. Fink, D. Nanotechnology with ion track — tailored media / D. Fink, D. Sinha, J. Opitz−Coutureau, A. V. Petrov, S. E. Demyanov, W. R. Fahrner, K. Hoppe, A. K. Fedotov, L. T. Chadderton, A. S. Berdinsky // Physics, Chemistry and Application of Nanostructures. Mater. of the «Nanomeeting−2005». − Minsk (Belarus), 2005. − P. 474.
11. Ivanova, Yu. A. Electrochemical deposition of Ni and Cu onto monocrystalline n−Si(100) wafers and into nanopores in Si/SiO2 template / Yu. A. Ivanova, D. K. Ivanou, A. K. Fedotov, E. A. Streltsov, S. E. Demyanov, A. V. Petrov, E. Yu. Kaniukov, D. Fink // J. Mater. Sci. − 2007. − V. 42. − P. 9163—9165.
12. Fedotova, J. Magnetoresistance in n−Si/SiO2/Ni nanostructures manufactured by swift heavy ion−induced modification technology / J. Fedotova, D. Ivanou, Yu. Ivanova, A. Fedotov, A. Mazanik, I. Svito, E. Streltsov, A. Saad, S. Tyutyunnikov, T. N. Koltunowicz, S. Demyanov, V. Fedotova // Acta Physica Polonica A. − 2011. − V. 120. − P. 133—135.
13. Fedotova, J. Gigantic magnetoresistive effect in n−Si/SiO2/Ni nanostructures fabricated by the template−assisted electrochemical deposition / J. Fedotova, A. Saad, D. Ivanou, Yu. Ivanova, A. Fedotov, A. Mazanik, I. Svito, E. Streltsov, S. Tyutyunnikov, T. N. Koltunowicz // Electrical Rev. − 2012. − V. 88. − P. 305—308.
14. Delmo, M. P. Large positive magnetoresistive effect in silicon induced by the space−charge effect / M. P. Delmo, Sh. Yamamoto, Sh. Kasai, T. Ono, K. Kobayashi // Nature. − 2009. − V. 457. − P. 1112—1115.
15. Lanyon, H. P. D. Magnetoresistance of silicon diodes reverse biased into breakdown / H. P. D. Lanyon, W. S. Neal // Phys. status solidi (a). − 1974. − V. 21. − P. 605—616.
16. Lanyon, H. P. D. Magnetoresistance of avalanching semiconductor diodes / H. P. D. Lanyon // Ibid. − 1974. − V. 21. − P. 197—207.
17. Lutsev, L. V. Giant magnetoresistance in semiconductor / granular film heterostructures with cobalt nanoparticles / L. V. Lutsev, A. I. Stognij, N. N. Novitskii // Phys. Rev. B. − 2009. − V. 80. − P. 184423.
18. Fedotova, J. Magnetotransport in nanostructured Ni films electrodeposited on Si substrate / J. Fedotova, A. Saad, D. Ivanou, Yu. Ivanova, A. Fedotov, A. Mazanik, I. Svito, E. Streltsov, S. Tyutyunnikov, T. N. Koltunowicz // Electrical Rev. − 2012. − V. 88. − P. 90—92.

Language of full-text русский
Полный текст статьи Получить
Назад