Pseudozawory spinowe

Pseudozawór spinowy (PSV – pseudo spin valve) to układ warstwowy typu F₁/NF/F₂, gdzie F₁ i F₂ są warstwami ferromagnetycznymi, mającymi różne pola koercji a NF jest przekładką nieferromagnetyczną. Ferromagnetyk F₁ jest materiałem twardym magnetycznie charakteryzującym się szeroką pętlą histerezy magnetycznej, natomiast ferromagnetyk F₂ jest materiałem miękkim magnetycznie z wąską pętlą histerezy. Na rys. 1. przedstawiono pętle histerezy warstw F₁ i F₂, o polach koercji H_C(1) > H_C(2), oraz pętle histerezy całego układu, czyli pseudozaworu spinowego. Na rysunku tym widać, że wysoka wartość oporu odpowiadająca antyrównoległej konfiguracji namagnesowania warstw F₁ i F₂, występuje dla -H_C(1)≤H≤-H_C(2), dla wartości pola magnetycznego zmieniających się od wartości dodatnich do ujemnych oraz dla H_C(2)≤H≤H_C(1), dla H zmieniających się od ujemnych do dodatnich wartości.

Rysunek 1: a) Pętla histerezy warstwy F₁, b) Pętla histerezy warstwy F₂, c) efektywna pętla histerezy układu F₁/N/F₂, strzałki czerwone oznaczają kierunki namagnesowań warstwy F₁, strzałki niebieskie kierunki namagnesowań warstwy F₂ d) magnetoopór pseudo-zaworu spinowego

W pseudozaworach spinowych, podobnie jak w zaworach spinowych grubość subwarstw przekładki nieferromagnetycznej NF musi być tak dobrana, by z jednej strony zagwarantować niezależne przemagnesowanie (powinno występować możliwie małe sprzężenie międzywarstwowe) warstw ferromagnetycznych F₁ i F₂ oraz możliwie dużą wartość GMR. Pseudozawory spinowe znajdują zastosowanie w magnetycznych pamięciach MRAM.

Oznaczenia:

• F₁ - ferromagnetyk twardy magnetycznie
• F₂ - ferromagnetyk miękki magnetycznie
• NF - przekładka nieferromagnetyczna
• H_C(1) - pole koercji ferromagnetyka "twardego"
• H_C(2) - pole koercji ferromagnetyka "miękkiego"
• H - natężenie pola magnetycznego
• M - moment magnetyczny
• R - rezystancja