Магнитные металлические наноструктуры - новый класс искусственных магнитных материалов, которые чрезвычайно активно исследуются в последние 20-25 лет. Эти объекты представляют собой тонкие плёнки либо многослойные структуры, образованные чередующимися слоями различных металлов, выращенные на монокристаллической подложке, которая задаёт кристаллографическую ориентацию системы. Хотя бы один из слоев, образующих магнитную наноструктуру, содержит магнитоупорядоченный металл - ферромагнетик либо антиферромагнетик. Типичные толщины отдельных слоёв обычно составляют от единиц до сотен нанометров и прецизионно контролируются на атомном уровне. Одним из важных примеров магнитных металлических наноструктур являются магнитные сверхрешетки, в которых несколько раз повторяются блоки из чередующихся слоев различных металлов, образуя таким образом искусственную магнитную решетку в направлении роста слоев.
Сегодня эта область исследований представляет собой чрезвычайно перспективную часть физики конденсированного состояния, быстрое развитие которой диктуется как актуальностью возникающих фундаментальных физических проблем, так и потребностями современной микроэлектроники и наноэлектроники. Присуждение А. Ферту и П. Грюнбергу Нобелевской премии по физике 2007 года за их пионерские работы в данной области подчёркивает актуальность и фундаментальную значимость исследований многослойных металлических наноструктур. В настоящее время за рубежом исследования и поиски новых перспективных материалов спинтроники приняли массовый характер, по результатам исследований опубликовано множество научных статей и ряд монографий, регулярно появляются сообщения о предложениях по коммерческому использованию полученных материалов.
наноструктурам обусловлен прежде всего тем, что эти объекты обладают новыми уникальными свойствами и открывают новые возможности по сравнению с традиционными объёмными материалами. Во-первых, использование сверхчистых материалов, высокосовершенных монокристаллических подложек и современных методик послойного роста (молекулярно-лучевой эпитаксии, высоковакуумного магнетронного распыления, лазерной абляции и др.) позволяет контролируемым образом варьировать неравновесные условия роста наноструктур (задаваемая подложкой кристаллографическая ориентация системы, скорости напыления материалов, температуры подложки и источников) и, таким образом, контролируемым образом влиять на формирование внутрислойной атомной структуры образцов. Во-вторых, возможность выращивать сверхтонкие слои металлов и прецизионно контролировать их толщину позволяет управлять размерными эффектами, связанными с малой толщиной слоёв. Одним из наиболее существенных проявлений размерных эффектов является осциллирующее межслойное обменное взаимодействие между ферромагнитными слоями в металлических наноструктурах через парамагнитную или антиферромагнитную прослойку. В-третьих, послойный рост различных ферромагнитных, антиферромагнитных и парамагнитных материалов позволяет выращивать многослойные магнитные структуры, обладающие новой искусственной периодичностью магнитных моментов отдельных слоёв - ферромагнитного, антиферромагнитного и неколлинеарного типа.
