Впервые наблюдён фазовый переход из ферромагнитного в парамагнитное состояние в баллистических наноконтактах Ni при протекании через них тока высокой плотности. Предложена теоретическая модель, основанная на зависимости времени энергетической релаксации от приложенной разности потенциалов. Из сравнения расчётных и экспериментальных данных найдено значение транспортной длины свободного пробега электронов для Ni и определены диаметры полученных наноконтактов.

Лаборатория физики и химии поверхности и лаборатория нелинейной оптики КФТИ КазНЦ РАН.
Руководитель: Бухараев А.А.
Отв. исполнители: Лисин В.Н., Гатиятов Р.Г.

В работе исследовался электронный транспорт в наноконтактах (НК) Ni, полученных электрохимическим методом при комнатной температуре. Для сформированных НК зарегистрирован сильный рост сопротивления с увеличением приложенного напряжения. На экспериментальных спектрах первой производной сопротивления НК по напряжению от приложенной разности потенциалов имеется максимум. С уменьшением диаметра НК максимум смещается в сторону больших напряжений. Обнаруженный максимум связывается с локальным фазовым переходом области контакта из ферромагнитного в парамагнитное состояние. После перехода области НК Ni в парамагнитное состояние с увеличением температуры продолжает увеличиваться только вклад рассеяния электронов на фононах, а рассеяние электронов на магнонах перестаёт зависеть от дальнейшего нагрева, поэтому изменяется скорость роста сопротивления при достижении определённого значения напряжения. Предложенная теоретическая модель, основанная на явной зависимости размера области, где электроны теряют избыточную энергию от приложенного напряжения, подтвердила, что обнаруженный максимум связан с локальным фазовым переходом в области контакта. Из сравнения расчётных и экспериментальных данных найдено значение транспортной длины свободного пробега электронов для Ni и определены диаметры полученных НК. Исследована зависимость температуры НК от приложенного напряжения.
Публикации:
1. Гатиятов Р.Г., Лисин В.Н., Бухараев А.А.: Нелинейный транспорт электронов в наноконтактах металлов при комнатной температуре. Сб. тез. Второго междунар. конкурса науч. работ молодых учёных в области нанотехнологий, 6-8 октября 2009, с. 30-32. Москва 2009.
2. Gatiyatov R.G., Bukharaev A.A.: Volt-ampere characteristics of magnetic nickel nanocontacts under high-density currents. Abstr. Int. symposium “Spin waves 2009”, June 7-12, 2009, p. 19. St. Petesburg 2009.