Полуметаллический ферромагнетик

У этого термина существуют и другие значения, см. Полуметалл (значения).

Полуметаллический ферромагнетик (англ. half-metal) — в спинтронике материал, который обладает ненулевой электрической проводимостью при нулевой температуре только для электронов с определенным направлением спина в то время как для электронов с противоположной ориентацией спина существует запрещённая зона. Впервые о новом классе ферромагнетиков по результатам численного расчёта зонной структуры Mn-содержащих сплавов Гейслера сообщили в статье^[1]. Название соответствует термину предложенному в статье^[2], но встречается и название спиновый полуметалл, и, иногда, половинный металл.

Общие сведения

Полуметаллические ферромагнетики характеризуются тем, что на уровне Ферми разрешённые состояния существуют только для электронов с определенным направлением спина. Для противоположного направления спина они являются диэлектриками или полупроводниками. Теоретически, считается возможным получить антиферромагнитные полуметаллы, в которых компенсация магнитных моментов будет происходить в кристаллографически разных узлах кристаллической решётки. Они могут служить спиновыми поляризаторами, однако на практике 100%-ая поляризация не достигается из-за рассеяния носителей тока. Одно из наибольших достигнутых на практике значений было равно 98,4 % в CrO₂^[3][4].

Примеры

• NiMnSb^[5]
• Sr_0,2FeMoO₆
• CrO₂^[6]
• Co₂MnSi^[7]
• (La_0.7Sr_0.3)MnO₃, манганиты лантана, так же представляющие интерес, благодаря колоссальному магнетосопротивлению, согласно некоторым статьям являются полуметаллическими ферромагнетиками^[8], в то время как другие эксперименты указывают на обычный ферромагнетик с аномально малой проводимостью в одном из спиновых каналов.^[9]