УСИЛЕННЫЙ МАГНИТОРЕЗИСТИВНЫЙ ЭФФЕКТ В МАССИВАХ НАНОСТОЛБИКОВ НИКЕЛЯ НА КРЕМНИЕВЫХ ПОДЛОЖКАХ


https://doi.org/10.17073/1609-3577-2013-4-29-33

Полный текст:


Аннотация

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, повидимому, 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.

Об авторах

Ю. А. Федотова
Национальный центр физики частиц и высоких энергий БГУ
Беларусь

доктор физ.−мат.наук, зав. лабораторией, Национальный центр физики частиц и высоких энергий БГУ, Республика Беларусь, 220040, г. Минск, ул. М. Богдановича, д. 153



Д. К. Иванов
Белорусский государственный университет
Беларусь


кандидат хим. наук, доцент, Белорусский государственный университет, Республика Беларусь, 220030, г. Минск, просп. Независимости, д. 4



Ю. А. Иванова
Белорусский государственный университет
Беларусь

канд. хим. наук, доцент, Белорусский государственный университет, Республика Беларусь, 220030, г. Минск, просп. Независимости, д. 4



А. Саад
Al−Balqa Applied University
Иордания

профессор, Al−Balqa Applied University, P.O. Box 4545, Amman 11953, Jordan



А. В. Мазаник
Белорусский государственный университет
Беларусь

канд. физ.−мат. наук, доцент, Белорусский государственный университет, Республика Беларусь, 220030, г. Минск, просп. Независимости, д. 4



И. А. Свито
Белорусский государственный университет
Беларусь

младший научный сотрудник, Белорусский государственный университет, Республика Беларусь, 220030, г. Минск, просп. Независимости, д. 4



Е. А. Стрельцов
Белорусский государственный университет
Беларусь

доктор хим. наук, зав. кафедрой, Белорусский государственный университет, Республика Беларусь, 220030, г. Минск, просп. Независимости, д. 4



А. К. Федотов
Белорусский государственный университет
Беларусь

доктор физ.−мат. наук, зав. кафедрой, Белорусский государственный университет, Республика Беларусь, 220030, г. Минск, просп. Независимости, д. 4



С. И. Тютюнников
Объединенный институт ядерных исследований
Россия

доктор физ.−мат. наук, нач. отделения научно−методических исследований и инноваций ЛФВЭ им. В. И. Векслера и А. М. Балдина, Объединенный институт ядерных исследований, 141980, г. Дубна, ул. Ж. Кюри, д. 6



П. Ю. Апель
Объединенный институт ядерных исследований
Россия

доктор физ.−мат. наук, заместитель по научной работе начальника Центра прикладной физики ЛЯР им. Г. Н. Флерова, Объединенный инсти- тут ядерных исследований, 141980, г. Дубна, ул. Ж. Кюри, д. 6

 



Список литературы

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 Brush- an − 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 oxyni- tride as charge injection or extraction channels for novel electronic structures / D. Fink, A. V. Petrov, K. Hoppe, W. R. Fahrner, R. M. Pa- paleo, 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 nanos-tructures 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 semiconduc- tor / 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.


Дополнительные файлы

Для цитирования: Федотова Ю.А., Иванов Д.К., Иванова Ю.А., Саад А., Мазаник А.В., Свито И.А., Стрельцов Е.А., Федотов А.К., Тютюнников С.И., Апель П.Ю. УСИЛЕННЫЙ МАГНИТОРЕЗИСТИВНЫЙ ЭФФЕКТ В МАССИВАХ НАНОСТОЛБИКОВ НИКЕЛЯ НА КРЕМНИЕВЫХ ПОДЛОЖКАХ. Известия высших учебных заведений. Материалы электронной техники. 2013;(4):29-33. https://doi.org/10.17073/1609-3577-2013-4-29-33

For citation: Fedotova Y.A., Ivanov D.K., Ivanova Y.A., Saad A., Mazanik A.V., Svito I.A., Streltsov E.A., Fedotov A.K., Tyutyunnikov S.I., Apel P.Y. ENHANCED MAGNETORESISTIVE EFFECT IN NICKEL NANOPILLAR ARRAYS ON SILICON SUBSTRATES. Izvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedenii. Materialy Elektronnoi Tekhniki = Materials of Electronics Engineering. 2013;(4):29-33. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/1609-3577-2013-4-29-33

Просмотров: 243

Обратные ссылки

  • Обратные ссылки не определены.


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1609-3577 (Print)
ISSN 2413-6387 (Online)