Conductance quantization in ferromagnetic Co nanowires

• Autorzy: Susła B. , Wawrzyniak M. , Barnaś J. , Nawrocki W.

Warianty tytułu

PL

Kwantowanie przewodności w nanodrutach z kobaltu

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Room temperature electronic transport properties of ferromagnetic quantum wires have not been yet fully understood, and the role of electronic structure of magnetic atoms in the conductance quantization is still under discussion. We present experimental results on conductance quantization in point contacts between ferromagnetic (Co) or nonmagnetic (Au) wires and semiconductor (Ge) samples. The main features of the conductance histograms are consistent with the conductance quantization in the units of quantum conductance G0 for the nonmagnetic wires and nG0 for the ferromagnetic Co nanowires. Such behavior of the conductance of ferromagnetic wires is a consequence of the complex electronic structure of magnetic 3d transition-metal atoms. A description of the quantization phenomena is presented in terms of the Landauer formalism.

PL

W pracy opisano kwantowanie przewodności elektrycznej w nanostrukturach typu magnetyczny kobalt (Co) lub niemagnetyczne ostrze Au oraz półprzewodnikowa (Ge) próbka. Balistyczny transport elektronów występujący w kwantowych magnetycznych drutach nie jest w pełni wyjaśniony a rola struktury elektronowej ferromagnetycznych metali 3d&supn; w kwantowaniu przewodności elektrycznej jest aktualnie przedmiotem dyskusji. Właściwości badanego przewodnictwa w nanozłączach z elektrodą magnetyczną są konsekwencją złożonej struktury pasmowej i gęstości stanów elektronowych metali przejściowych, a tym samym właściwości funkcji falowych elektronów przewodnictwa oraz ich właściwości spinowych. Dlatego dla nanodrutów magnetycznych przewodność przybiera wartości mniejsze od pojedynczego kwantu G0 jak również zarejestrowano wartości nG0 znajdujące się pomiędzy kolejnymi schodkami. Analizę przewodności jednowymiarowych drutów połączonych dwoma elektrodami przeprowadzono stosując teorię Landauera z uwzględnieniem jednoelektronowego tunelowania elektronów o zmiennym współczynniku transmisji.

Słowa kluczowe

EN

quantized conductance; magnetic nanowires; ballistic electron transport; quantum point contacts

PL

kwantowanie przewodności; nanozłącza kwantowe; balistyczny transport elektronów

• Wydawca: Komitet Metrologii i Aparatury Naukowej PAN
• Czasopismo: Metrology and Measurement Systems
• Rocznik: 2006
• Tom: Vol. 13, nr 2
• Strony: 183--194
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Susła B.

autor

Wawrzyniak M.

autor

Barnaś J.

autor

Nawrocki W.

• Poznan University of Technology, Institute of Physics, Poland,

Bibliografia

• 1. Brandbyge M., Schiotz J., Sorensen M. R., Stoltze P., Jacobsen K. W., Norskov K., Olesen L., Laegsgaard E., Stensgaard I., Besenbacher F.: Quantized conductance in atom-sized wires between two metals, Phys. Rev. B, 1995, vol. 52, pp. 8499-8514.
• 2. Oshoma H., Miyano K.: Spin-dependent conductance quantization in nickel point contacts, Appl. Phys. Lett., 1998, vol. 73, pp. 2203-2205.
• 3. Ono T., Ooka Yu., Miyajima H.: 2e2/h to e2/h switching of quantum conductance associated with a change in nanoscale ferromagnetic domain structure, Appl. Phys. Lett., 1999, vol. 75, pp. 1622-1624.
• 4. Rodrigues V., Bettini J., Silva P. C., Ugrate D.: Evidence for Spontaneous Spin-Polarized Transport in Magnetic Nanowires, Phys. Rev. Lett., 2003, vol. 91, pp. 96801-96801.
• 5. Untiedt C., Dekker D. M. T., Djukic D., van Ruitenbeek J. M.: Absence of magnetically induced fractional quantization in atomic contacts, Phys. Rev. B, 2004, vol. 69, pp. 81401-81404.
• 6. Landauer R.: Spatial variation of currents and fields due to localized scatterers in metallic conduction, IBM J. Rev. Dev., 1957, vol. 1, pp. 223-232 and vol. 44, 2000, pp. 251-259.
• 7. Costa - Cramer J. L.: Conductance quantization at room temperature in magnetic and nonmagnetic metallic nanowires, Phys. Rev. B, 1997, vol. 55, pp. R4875 – R4878.
• 8. Dugaev V. K., Berakdar J., Barnas J.: Tunable conductance of magnetic nanowires with structured domain walls, Phys. Rev. Lett. 94, 47208 (2006); Araujo M.A.N., Dugaev V.K, Vieira V.R., Berakdar J., Barnas J., The role of electron correlations in transport through domain walls in magnetic nanowires, cond-mat/0602399.