Alagutazó mágneses ellenállás (TMR) ferromágneses/szigetelő nanoszerkezetekben
Title in English
Tunnelling magnetoresistance (TMR) in ferromagnetic/insulator nanostructures
Panel
Physics 1
Department or equivalent
Metals Research Dept. (Research Institute for Solid State Physics and Optics Hung. Acad. Sci.)
Participants
Cziráki, Ágnes Péter, László Tóth, József
Starting date
2002-01-01
Closing date
2006-12-31
Funding (in million HUF)
10.953
FTE (full time equivalent)
0.00
state
closed project
Final report
Results in Hungarian
Az OTKA pályázat során folytatott kutatások közül az elektrolitikusan előálított mágneses/nem-mágneses (főleg Co-Cu/Cu) multirétegek óriás mágneses ellenállásának (GMR) megértésével kapcsolatos tevékenységünk igen eredményes volt (10 nemzetközi folyóiratpublikáció, 2 konferenciaközlemény, felkérés 1 könyvrészlet megírására és 13 meghívott előadás tartására).
Kutatásaink során tisztáztuk a szakirodalomban sokat vizsgált, de korábban nem teljesen megértett elektrokémiai folyamatok (az ún. Co ↔ Cu cserereakció és a Co-visszaoldódás) és a leválasztási módok szerepét a multirétegek képződésében és hatásukat a GMR-ra. A kétimpulzusos multiréteg előállításnál eddig kizárólagosan használt áram/áram vagy potenciál/potenciál kombinációk mellett bevezettük az optimálisabb áram/potenciál impulzuskombinációt. Egy másik OTKA pályázatunk eredményeit felhasználva optimalizáltuk a kulcsfontosságú Cu-leválasztási potenciál értékét, így első ízben lehetett tanulmányozni a GMR függését a valódi rétegvastagságoktól elektrolitikus multirétegekben. Ezen eredmények alapján arra következtettünk, hogy a Cu nukleációja Co felületen más jellegű, mint a Co nukleációja Cu felületen. A mágneses ellenállás térfüggését analizálva megállapítottuk, hogy az elektrolitikus multirétegekben megfigyelt nagy telítési teret a mágneses rétegek egyes tartományainak szuperparamágneses viselkedése okozza, amelyek GMR járulékának kvantitatív meghatározására módszert dolgoztunk ki.
Results in English
Our OTKA project activity was very successful in the field of electrodeposited (ED) magnetic/non-magnetic Co-Cu/Cu multilayers, especially concerning the study of their giant magnetoresistance (GMR) behaviour, as indicated by 10 papers in international journals and 2 in conference proceedings, and by the invitation to write a book chapter as well as to give 13 invited talks at international conferences.
We have clarified the role of the previously intensively studied but not completely understood electrochemical processes (Co <---> Cu exchange reaction and Co-dissolution) and of the deposition modes in multilayer formation and their influence on GMR. In addition to the current/current or potential/potential deposition modes formerly exclusively applied, the more advantageous current/potential pulse combination was introduced. Relying on our reuslts from another OTKA grant, we have optimized the Cu deposition potential, enabling for the first time a study of the dependence of GMR on true layer thicknesses in ED multilayers. It could be concluded from this study that there is an asymmetry in the nucleation behaviour of Co and Cu on top of each other. Analyzing the field dependence of the GMR, we have established that the large GMR saturation field usually observed in ED multilayers arises from some regions of the magnetic layers which exhibit superparamagnetic behaviour and we have elaborated a method to extract the latter contribution from the measured data.
Cziráki Á; Köteles M; Péter L; Kupay Z; Pádár J; Pogány L; Bakonyi I; Uhlemann M; Herrich M; Arnold B; Thomas J; Bauer HD; Wetzig K: Correlation between interface structure and giant magnetoresistance in electrodeposited Co-Cu/Cu multilayers, Thin Solid Films 433: 237-242, 2003
Weihnacht V; Péter L; Tóth J; Pádár J; Kerner Zs; Schneider CM; Bakonyi I: Giant magnetoresistance in Co-Cu/Cu multilayers prepared by various electrodeposition control modes, J Electrochem Soc 150: C507-C515, 2003
Alper M; Baykul MC; Péter L; Tóth J; Bakonyi I: Preparation and characterisation of electrodeposited Ni-Cu/Cu multilayers, J Appl Electrochem 34: 841-848, 2004
Bakonyi I; Péter L; Rolik Z; Kiss-Szabó K; Kupay Z; Tóth J; Kiss LF; Pádár J: Decomposition of the magnetoresistance of multilayers into ferromagnetic and superparamagnetic contributions, Phys Rev B 70: 054427/1-10, 2004
Liu QX; Péter L; Tóth J; Kiss LF; Cziráki Á; Bakonyi I: The role of nucleation in the evolution of giant magnetoresistance with layer thicknesses in electrodeposited Co-Cu/Cu multilayers, J Magn Magn Mater 280: 60-74, 2004
Bakonyi I; Péter L; Weihnacht V; Tóth J; Kiss LF; Schneider CM: Giant magnetoresistance in electrodeposited multilayer films. The influence of superparamagnetic regions, J Optoel Adv Mater 7: 589-598, 2005
Liu QX; Péter L; Pádár J; Bakonyi I: Ferromagnetic and superparamagnetic contributions in the magnetoresistance of electrodeposited Co-Cu/Cu multilayers, J Electrochem Soc 152: C316-C323, 2005
Bakonyi I; Péter L: Progress on electrodeposited multilayer films with giant magnetoresistance (GMR) behaviour: 1993-2004, In: Krongelb S et al (ed.) Magnetic Materials, Processes and Devices VIII, The Electrochemical Society (Pennington, NJ, U.S.A.), ECS PV 2004-23, pp. 227-244, 2006
Cziráki Á; Gemming T; Weihnacht V; Wetzig K; Péter L; Pádár J; Bakonyi I; Tichy G: Co-deposition, dissolution and replacement process during electrochemical deposition of Co/Cu multilayers, Microsc Microanal 9 (Suppl. 3): 244-245, 2003
Péter L; Rolik Z; Kiss LF; Tóth J; Weihnacht V; Schneider CM; Bakonyi I: Temperature dependence of giant magnetoresistance and magnetic properties in electrodeposited Co-Cu/Cu multilayers: the role of superparamagnetic regions, Phys Rev B 73: 174410/1-10, 2006
Cziráki Á; Péter L; Weihnacht V; Tóth J; E. Simon; Pádár J; Pogány L; Schneider CM; Gemming T; Wetzig K; Tichy G; Bakonyi I: Structure and giant magnetoresistance behaviour of Co-Cu/Cu multilayers electrodeposited under various deposition conditions, J Nanosci Nanotechnol 6: 2000-2012, 2006
Bakonyi I; Péter L: Electrodeposited multilayer films with giant magnetoresistance (GMR) behaviour, In: Proc. Int. Workshop on Nanostructured Materials by Electroplating (Sandanski, Bulgaria, 2006). Eds. D. Stoychev et al., (St. K. Ohridski Univ Press, Sofia), pp. 75-80, 2006
Péter L; Bakonyi I: Electrodeposition and properties of nanoscale magnetic/non-magnetic metallic multilayer films, In: Electrocrystallization in Nanotechnology; Ed. G. Staikov (Wiley-VCH, Weinheim, Germany), Chapter 12 , in press, 2006
