Актуальность темы. Антиферромагнетики являются наиболее многочисленным классом магнетиков. Исследование антиферромагнитных кристаллов и искусственных антиферромагнитных наноструктур, включая изучение кинетических эффектов, связанных с особенностями магнитного состояния таких материалов, представляет интерес как для фундаментальной науки, так и с точки зрения возможных практических приложений.
Для массивных антиферромагнетиков теоретически предсказано значительное количество магнитных, оптических и кинетических эффектов [1]. Однако, в целом, экспериментально антиферромагнетики остаются менее исследованными в сравнении с ферромагнетиками (ФМ). Это касается, например, вопросов управления доменной структурой в антиферромагнетиках различной симметрии и влияния процессов смещения доменных границ на магнитные и гальваномагнитные свойства. В настоящее время такие вопросы приобретают актуальность в связи с перспективой создания магнитной памяти на основе антиферромагнитных доменов, устойчивой к внешним воздействиям. Обсуждаемыми для данного направления работ вопросами являются: возможность изменения антиферромагнитной доменной структуры с помощью относительно слабых магнитных полей и возможность создания однодоменного состояния. Изучение данных вопросов удобно проводить на примере коллинеарных антиферромагнетиков тетрагональной симметрии с двумя взаимно перпендикулярными осями антиферромагнетизма. В них будут существовать только две магнитные фазы, управляемые магнитным полем.
Одним из активно исследуемых типов магниточувствительных наноматериалов являются спиновые клапаны с резким изменением сопротивления в слабых магнитных полях. Их важной особенностью является возможность формирования произвольного направления оси однонаправленной анизотропии с помощью специальной термомагнитной обработки. Это позволяет создавать наноструктуры с различным неколлинеарным расположением осей анизотропии в отдельных ФМ слоях, влиять на характер их перемагничивания и гистерезис. В зависимости от формы полевой зависимости магнитосопротивления и величины гистерезиса в поле переключения спиновые клапаны могут быть использованы либо в цифровых устройствах с двумя логическими состояниями, либо в аналоговых устройствах, в которых реализуется однозначная (безгистерезисная) зависимость сопротивления от магнитного поля. Формирование неколлинеарной конфигурации магнитной анизотропии является одним из способов создания безгистерезисных спиновых клапанов. Несмотря на то, что ранее уже были разработаны общие подходы для получения спиновых клапанов с малым гистерезисом, результат использования этих подходов во многом зависит от композиции спинового клапана, межслойного взаимодействия, наличия кристаллической текстуры, от направления магнитного поля относительно осей анизотропии и других факторов.
Практическим вопросам создания безгистерезисных спиновых клапанов ранее уделялось незначительное внимание. Это связано, главным образом, с часто используемым на практике способом уменьшения гистерезиса путем создания микрообъектов вытянутой формы, в которых важную роль играет анизотропия формы. Однако при данном подходе значительно, в десятки раз, уменьшается такая важная характеристика, как магниторезистивная чувствительность. В связи с этим, исследование влияния различных факторов на магнитные и магнитотранспортные свойства спиновых клапанов и разработка способов получения безгистерезисного изменения магнитосопротивления при отсутствии влияния анизотропии формы является актуальной научной и технологической задачей. На основе развитых подходов могут быть созданы спиновые клапаны с большим магнитосопротивлением в сочетании с малым гистерезисом и высокой чувствительностью, что представляет интерес для практических приложений.
