Диссертация (Физические принципы магниторезистивной памяти с записью электрическим полем на основе нанослоя феррита висмута), страница 14

Взаимодействие с ферромагнитнымслоем возникает, в основном, не за счет существования в мультиферроикеслабогоферромагнитногомомента,обусловленноговзаимодействиемДзялошинского-Мориа, как ошибочно полагают в большинстве современных115работ по данной тематике (смотри, например [10, 56]), а за счет межслойногогейзенберговского обмена в условиях спин-флоп ориентации магнитныхпараметровпорядкавблизиграницыразделаферромагнетик–компенсированная поверхность антиферромагнетика [57].Предложена феноменологическая модель для энергии магнитнойанизотропии слоя BiFeO3 на сжимающей и растягивающей подложках.Исследованаэволюциявекторовантиферромагнетизмаислабогоферромагнетизма в процессе переключения вектора поляризации BFOвнешним электрическим полем.Результаты, полученные в данной работе, составляют физическиеосновы магниторезистивной памяти с записью электрическим полем(MERAM) и могут быть использованы как теоретические рекомендации длясозданияпрототиповпостроеннойтеории,устройствможнопамятиповыситьновогопоколения.воспроизводимостьСледуятекущихэкспериментов по переключению намагниченности электрическим полем,оптимизировать параметры прототипов устройств и добиться скорейшейкоммерциализации передовых технологий MERAM.В заключение автор выражает признательность своему научномуруководителю А.И.

Морозову за постоянное внимание и помощь в работе.116СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ1. Tompson S.M. The discovery, development and future of GMR: The NobelPrize 2007 // J. Phys D: Appl.Phys. – 2008. – V. 41. – 093001 (20 pp).2. Baibich M.N., Broto J.M., Fert A., Nguyen Van Dau F., Petroff F., Etienne P.,Creuzet G., Friederich A., Chazelas J. Giant magnetoresistance of (001)Fe/(001)Crmagnetic superlattices // Phys.

Rev. Lett. – 1988. – V. 61, № 21. – P. 2472–2475.3. Binasch G., Grunberg P., Saurenbach F., Zinn W. Enhanced magnetoresistancein layered magnetic structures with antiferromagnetic interlayer exchange // Phys.Rev. B. – 1989. – V. 39, № 7. – P. 4828–4830.4. Hiroaki Y. Handbook of spintronics: MRAM fundametals and devices. –Netherlands: Springer, 2015. – 27 p.5. Parkin S.S.P., Kaiser C., Panchula A., Rice P.M., Hughes B., Samant M., YangS.-H.

Giant tunnelling magnetoresistance at room temperature with MgO (100)tunnel barriers // Nat. Mat. – 2004. – V. 3, № 12. – P. 862–867.6. Kvalkovskiy A.V., Apalkov D., Watts S., Chepulskii R., Beach R.S., Ong A.,Tang X., Driskill-Smith A., Butler W.H., Visscher P.B., Lottis D., Chen E.,Krounbi M. Basic principles of STT-MRAM cell operation in memory arrays // J.Phys. D: Appl.Phys. – 2013.

– V. 46. – 074001 (20 pp).7. Aeroflex chips – Mram-info, 2016. – [Электронный ресурс]. URL:http://www.mram-info.com (дата обращения: 16.04.2016).8.Khalili P., Wang K. Voltage-controlled MRAM: Status, challenges andprospects–EETimes,2013.–[Электронныйhttp://www.eetimes.com/document.asp?doc_id=1280508ресурс].(датаURL:обращения:16.04.2016).9. Henderson С. Comparison of memory technologies – Future memorytechnologies. – Part 4, 2011. – [Электронный ресурс].

URL:http://www.semitracks.com/index.php/blog/archive-blog-posts (дата обращения:16.04.2016).11710. Thomas R., Scott J.S., Bose D.N., Katiyar R.S. Multiferroic thin-filmintegration onto semiconductor devices // J. Phys.: Cond. Matt. – 2010. – V. 22. –423201 (17 pp).11.МорозовА.И.Переключениенамагниченностиферромагнетикаэлектрическим полем (Обзор) // ФТТ. – 2014. – Т.56, № 5.

– С. 833–840.12. Hu J.-M., Chen L.-Q., Nan C.-W. Multiferroic heterostructures integratingferroelectric and magnetic materials // Advanced Materials. – 2016. – V. 28, № 1.– P. 15–39.13. Ma J., Hu J., Li Z., Nan C.-W. Recent Progress in Multiferroic MagnetoelectricComposites: from Bulk to Thin Films // Adv. Matter. – 2011.

– V. 23, № 9. – P.1062–1087.14. Qiu X., Narayanapillai K., Wu Y., Deorani P., Yang D.-H., Noh W.-S., Park J.H., Lee K.-J., Lee H.-W., Yang H. Spin–orbit–torque engineering via oxygenmanipulation // Nature Nanotech. – 2015. – V. 10, № 1. – P. 333–338.15. Fukami S, Anekawa T, Zhang C, Ohno H. A spin-orbit torque switchingscheme with collinear magnetic easy axis and current configuration // NatureNanotech.

– 2016. – V. 29, № 1. – P. 1–6.16. Eerenstein W., Mathur N.D., Scott J.F. Multiferroic and magnetoelectricmaterials // Nature. – 2006. – V. 442, № 17. – P. 759–765.17. Cheong S.-W., Mostovoy M. Multiferroics: a magnetic twist for ferroelectricity// Nature Mater. – 2007.

– V. 6, № 1. – P. 13–20.18. Huang W., Yang S., Li X. Multiferroic heterostructure and tunneling junctions// Journal of Materiomics. – 2015. – V. 1, № 4. – P. 263–284.19. Vopson M. Fundamentals of multiferroic materials and their possibleapplications // Solid State and Material Sciences. – 2015. – V. 40, № 4. – P.

223–250.20. Trassin M. Low energy consumption spintronics using multiferroicheterostructures // J. Phys.: Cond. Matt. – 2016. – V. 28. – 033001 (16 pp).11821. Matsukura F, Tokura Y, Ohno H. Control of magnetism by electric fields //Nature Nanotech. – 2015. – V.

10, № 1. – P. 209–220.22. Chen L.-Q., Nan C.-W., Hu J.-M. Multiferroic heterostuctures integratingferroelectic and magnetic materials // Adv. Mater. – 2016. – V. 28, № 1. – P. 15–39.23. Смоленский Г.А., Чупис И. Е. Сегнетомагнетики // УФН. – 1982. – Т.137,№ 3. – С. 415–448.24. Sergienko I.A., Dagotto E. Role of the Dzyaloshinskii-Moriya interaction inmultiferroic perovskites // Phys.

Rev. B. – 2006. – V. 73. – 094434 (5 pp).25. Moskvin A.S., Drechsler S.-L. Microscopic mechanisms of spin-dependentelectric polarization in 3d oxides // Eur. Phys. J. – 2009. – V. 71, № 3. – P. 331–338.26. Wu T., Bur A., Wong K., Zhao P., Lynch C.S., Aminri P.K., Wang K.L.,Carman G.P. Electrical control of reversible and permanent magnetizationreorientation for magnetoelectric memory devices // Appl.

Phys. Lett. – 2011. – V.98. – 262504 (3 pp).27. Miclea C., Tanasoiu C., Amarande L., Miclea C. F., Plavitu C., Cioangher M.,Trupina L., Miclea C. T., Tanasoiu T., Susu M., Voicu I., Malczanek V., IvanovA., David C. Magnetoelectric properties of multiferroic cobalt ferrite and softpiezoelectric PZT particulate composites // J.

Optoelectron Adv. M. – 2010. – V.12, № 2. – P. 272–276.28. Ryu J., Baek C.-W., Oh N.-K., Han G., Kim J.-W., Hahn B.-D., Yoon W.-H.,Park D.-S., Kim J.-J., Jeong D.-Y. Effect of Microstructure on MagnetoelectricPropertiesof0.9Pb(Zr0.52Ti0.48)O3-0.1Pb(Zn1/3Nb2/3)O3andNi0.8Zn0.2Fe2O4Particulate Composites // Jap. J. App. Phys. – 2011. – V. 50, № 11. – 111501 (5pp).29. Lu S.G., Jin J.Z., Zhou X., Fang Z., Wang Q., Zhang Q.M. Largemagnetoelectriccouplingcoefficientinpoly(vinylidenefluoride119hexafluoropropylene)/Metglas laminates // J. App. Phys – 2011. – V. 110, № 10.

–104103 (5 pp).30. Zhang C.L., Chen W.Q. Magnetoelectric coupling in multiferroic laminatedplates with giant magnetostrictive material layers // J. Appl. Phys. – 2011. – V.110, № 12. – 124514 (6 pp).31. Chung T.-K., Carman G.P., Mohanchandra K.P. Reversible magnetic domainwall motion under an electric field in a magnetoelectric thin film // AppliedPhysics Letters. – 2008. – V. 92. – 112509 (3 pp).32. Chu Y-H, Martin L.W., Holcomb M.B., Gajek M., Han S.J., He Q., Balke N.,Yang C.H., Lee D., Hu W., Zhan Q., Yang P.L., Fraile-Rodríguez A., Scholl A.,Wang S.X., Ramesh R.

Electric-field control of local ferromagnetism using amagnetoelectric multiferroic // Nature Materials. – 2008. – V. 7, № 6. – P. 478–482.33. Kadomtseva А.M., Popov Yu.F., Pyatakov A.P., Vorob'ev G.P., Zvezdin А.К.,Viehland D. Phase transitions in multiferroic BiFeO3 crystals, thin-layers, andceramics: Enduring potential for a single phase, room-temperature magnetoelectric'holy grail' // Phase Transitions. – 2006. – V.

79, № 12. – P. 1019–1042.34. Logginov A.S., Meshkov G.A., Nikolaev A.V., Nikolaeva E.P., Pyatakov A.P.,Zvezdin A.K. Room temperature magnetoelectric control of micromagneticstructure in iron garnet films //Applied Physics Letters. – 2008. – V. 93. – 182510(3 pp).35. Catalan G., Scott J.F. Physics and Applications of Bismuth Ferrite // Adv.Matter. – 2009. – V. 21, № 24. – P. 2463–2485.36. Lawes G. and Srinivasan G. Introduction to magnetoelectric coupling andmultiferroic films // J.

Phys. D: Appl. Phys. – 2011. – V. 44. – P. 243001 (22 pp).37. Schiemer J., Carpenter M.A., Evans D.M., Gregg J.M., Schilling A.,Arredondo M., Alexe M., Sanchez D., Ortega N., Katiyar R.S., Echizen M.,Colliver E., Dutton S., Scott J. F. Studies of the room-temperature multiferroic120Pb(Fe0.5Ta0.5)0.4(Zr0.53Ti0.47)0.6O3: resonant ultrasound spectroscopy, dielectric, andmagnetic phenomena // Adv. Funct. Mater.

– 2014. – V. 24, № 1. – P. 2993–3002.38. Zhao T., Scholl A., Zavaliche F., Lee K., Barry M., Doran A., Cruz M.P., ChuY.H., Ederer C., Spaldin N.A., Das R.R., Kim D.M., Baek S.H., Eom C.B. andRamesh R. Electrical control of antiferromagnetic domains in multiferroicBiFeO3 films at room temperature // Nature Materials. – 2006. – V. 5, № 10. – P.823–829.39.ПятаковА.П.,ЗвездинА.К.Магнитоэлектрическиематериалыи мультиферроики // УФН.

– 2012. –V. 182, № 6. – P. 593–620.40. Sosnowska I., Neumaier T.P., Steichele E. Spiral magnetic ordering in bismuthferrite // J. Phys. C: Solid State Phys. – 1982. – V. 15, № 23. – P. 4835– 4846.41. Bai F., Wang J., Wuttig M., Li J.F., Wang N., Pyatakov A.P., Zvezdin A.K.,Cross L.E., Viehland D. Destruction of spin cycloid in (111) – oriented BiFeO3thin films by epitaxial constraint: Enhanced polarization and release of latentmagnetization // Appl. Phys. Lett. – 2005. – V. 86. – 032511 (3 pp).42.ДзялошинскийИ.Е.Термодинамическаятеория«слабого»ферромагнетизма антиферромагнетиков // ЖЭТФ.