Perpendicular transport and magnetization processes in magnetic multilayers with strongly and weakly coupled magnetic layers
在两带紧束缚模型的框架下，我们计算了由三个磁性层组成的系统的巨磁电阻、交换耦合和热电势（TEP），其中前两个磁性层是强反铁磁交换耦合的。我们还讨论了巨磁电阻与磁结构相图中相应区域的关系，并计算了相应的磁滞回线。对于特定的层厚度，GMR可以取负值，并且TEP揭示了围绕负偏置的相当明显的振荡。
1999-04-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Giant Magnetoresistance in Multilayers with Noncollinear Magnetizations
我们研究了磁性多层膜中电流磁电阻与层间磁化方向夹角的关系。这种依赖性随其中一层的厚度而变化，并且对于具有两个和三个磁性层的多层膜是不同的。我们推导出一个系统的方程表示的两个电流串联电阻模型的扩展，并表明，磁阻的角度依赖性的非共线自旋输运在铁磁体的信息。
2004-03-17 cond-mat.mtrl-sci
Control of stripe domain wall magnetization in perpendicular anisotropy multilayers
本文报道了在具有垂直磁各向异性的[Co（0.44 nm）/Pt（0.7 nm）] $_X$（$X = 48$，100，150）多层膜中，稳定的取向条畴结构中畴壁磁化强度的受控切换。开关过程中，由外部磁场引起的，通过测量的面内磁化的演变监测。%我们证明了面内磁化强度的恢复来源于布洛赫型DW的极化。与微磁学模拟，我们揭示了DW极化的逆转是在特定强度的外部磁场，施加相反的DW极化的DW内的水平布洛赫线的出现和崩溃的结果。我们的研究结果是相关的DW为基础的磁振子和磁多层膜中的气泡skyrmion应用。
2021-04-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Impact of magnetization and hyperfine field distribution on high magnetoelectric coupling strength in BaTiO$_3$-BiFeO$_3$ multilayers
了解多铁性结构中的磁电（ME）耦合机制，无论从基础还是应用的角度来看都是至关重要的。我们在这里报告的磁电性能，以及磁化强度，BaTiO $_3$ -BiFeO $_3$超晶格可以通过改变BiFeO $_3$层的厚度进行调谐。磁电电压系数（$α_{ME}$）在300 K下达到其最大值60.2 Vcm $^{-1}$ Oe $^{-1}$，这是迄今为止报道的最高值之一，对于具有5 nm的BiFeO $_3$厚度和10 nm的BaTiO $_3$厚度的样品。为了更深入地了解增加的磁电耦合，以及局部和宏观的磁性，样品与不同的BiFeO $_3$厚度进行了研究。超精细场（HFF），磁电电压系数和磁化强度之间建立了相关性。讨论了强磁电耦合的可能机制。
2023-03-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetization in quasiperiodic magnetic multilayers with biquadratic exchange and uniaxial anisotropy
从理论上研究了按Fibonacci准周期序列构造的铁磁/铁氧体多层膜的磁化强度随外加磁场的变化曲线。铁磁薄膜被假定为具有单轴各向异性，并通过双线性和双二次有效交换耦合。Fe/Cr系统的磁相的准周期性的影响进行了数值说明。
2001-07-05 cond-mat.mtrl-sci
Double-pulse control of all optical magnetization reversal in Tb/Co multilayers
Wuhan University of Technology（武汉理工大学）；Radboud University（拉德堡德大学）；Université Grenoble Alpes, CEA, CNRS, Grenoble INP, SPINTEC（格勒诺布尔阿尔卑斯大学、法国原子能和替代能源委员会、法国国家科学研究中心、格勒诺布尔理工学院、自旋电子学中心）
通过双脉冲激光激发研究Tb/Co多层膜中环状磁化反转的动力学，实验和数值模拟表明调节脉冲延迟可控制最终磁畴图案。
2026-07-02 cond-mat.mtrl-sci
Magnetization Reversal Signatures of Hybrid and Pure Néel Skyrmions in Thin Film Multilayers
我们报告了两个系统中的磁化反转和skyrmion配置的研究- Pt/Co/MgO和Ir/Fe/Co/Pt多层膜，其中磁skyrmion通过偶极和Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用的组合来稳定（图1）。一阶反射曲线（FORC）图的低介电常数的Pt/Co/MgO和高介电常数的Ir/Fe/Co/Pt表现出明显的差异，这是由微磁模拟确定为指示混合和纯Néel skyrmions，分别。跟踪的演变与偶极相互作用和多层膜中的FORC功能，我们发现，负FORC谷，通常伴随着正FORC峰接近饱和，消失在两个减少偶极相互作用和增强双极性。由于这些条件有利于纯Neel skyrmions的形成，我们提出，由此产生的FORC功能-一个单一的正FORC峰接近饱和-可以作为一个指纹的纯Neel skyrmions在多层膜。因此，我们的研究扩大了效用的FORC分析作为一种工具，用于表征自旋拓扑结构的多层薄膜。
2021-03-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Relaxation of thermo-remanent magnetization in Fe-Cr GMR multilayers
研究了Fe-Cr巨磁阻（GMR）多层膜的热回复磁化强度（TRM）随时间的衰减。在100 Oe的小磁场中冷却到低温，然后关闭磁场，这些多层膜中的磁化作为时间的函数弛豫。这些样品的低场（$<$ 500 Oe）磁化研究显示出磁滞现象。这种类似自旋玻璃的行为可能源于界面处和本体中的结构缺陷。我们发现，磁化弛豫是对数。磁粘滞系数随温度的升高先增大，然后在T $_g$附近达到最大值，然后随温度的升高而减小。这种行为是不同于传统的自旋玻璃，其中观察到的对数蠕变速率随温度的增加。幂律也给出了良好的拟合，并且在较高温度下优于对数拟合。这些多层膜的动力学效应与膜层中的热阻挡超顺磁性颗粒和磁畴的弛豫有关。
2005-05-06 cond-mat.mtrl-sci
Magnetization reversal in amorphous Fe/Dy multilayers: a Monte Carlo study
采用正则系综下的蒙特卡罗方法研究了非晶态过渡金属-稀土多层膜的磁化反转。我们的研究是基于一个模型，其中包含稀释集群表现出有效的单轴各向异性的竞争与随机磁各向异性的矩阵。我们模拟了一个突然的配置文件和原子探针层析成像分析获得的扩散的磁滞回线。我们的研究结果表明，原子探针断层扫描的配置文件有利于垂直磁各向异性与磁性测量。此外，在几个温度下计算的磁滞回线定性地与实验一致。
2009-11-30 cond-mat.mtrl-sci
Current-Driven Magnetization Dynamics in Magnetic Multilayers
我们开发了一个量子模拟的经典自旋力矩模型的电流驱动的磁动力学。在有限场中，电流驱动的磁激励变得显著非相干。这种激发是由一个有效的磁温度，而不是在自旋扭矩模型的相干进动。然而，无论是自旋扭矩和有效温度近似给出定性相似的开关图在电流场坐标，显示需要详细的实验，以建立适当的物理模型电流驱动的动力学。
2003-11-30 cond-mat.mtrl-sci
Controlled nucleation of topological defects in the stripe domain patterns of Lateral multilayers with Perpendicular Magnetic Anisotropy: competition between magnetostatic, exchange and misfit interactions
在弱垂直磁各向异性非晶Nd-Co薄膜上制备了磁性横向多层膜，系统地研究了条形磁畴中拓扑缺陷可控成核的条件。周期$w$的横向厚度调制被限定在纳米结构化样品上，这又引起磁条畴周期$λ$和平均面内磁化分量$M_{inplane}$两者的横向调制。取决于横向多层周期和面内施加的场，薄区域和厚区域在面内磁化反转期间独立地切换，并且畴壁在耦合到磁条畴图案内的可变角度晶界和向错的面内磁化配置内创建。该过程主要由可旋转各向异性（其将磁条图案耦合到面内磁化）与由周期性厚度调制引起的面内形状各向异性之间的竞争驱动。然而，随着结构周期$w$变得与磁条周期$λ$相当，薄区域与厚区域之间的界面处的拓扑缺陷的成核受到尺寸效应的阻碍，并且不同厚度区域中的条带畴变得强耦合。
2013-10-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetostrictive hysteresis of TbCo/CoFe multilayers and magnetic domains
利用矢量磁化测量、光学偏转仪和磁光克尔显微镜研究了TbCo/CoFe多层膜在沿硬磁化轴方向外加磁场下的磁回线和磁致伸缩回线。即使是一个非常小的角度之间的难磁化轴和磁场方向的错位示出急剧改变的磁化和磁致伸缩扭转磁滞回线的形状。在磁化过程中发现两种类型的磁畴：自发磁化矢量反向旋转的大区域和出现在窄场间隔中的自发磁畴，并提供这种旋转的反转。我们表明，我们的交换耦合膜的磁滞回线的细节，可以使用单轴膜的均匀磁化旋转的经典模型和所观察到的域的配置来描述。这些功能的理解是至关重要的应用程序（MEMS或微致动器），受益于大大增强的灵敏度附近的横向施加磁场的磁饱和点。
2005-10-21 cond-mat.mtrl-sci
Field induced spin reorientation in [Fe/Cr]n multilayers studied by nuclear resonance reflectivity
采用深度分辨核共振反射率（NRR）方法研究了[57 Fe（3 nm）/Cr（1.2nm）] × 10多层膜在外场作用下的磁化强度演化.在SPring-8的BL 09 XU站，在不同的外场值（从0到1500 Oe）下进行了测量。为了提高深度分辨率和结果的可靠性，我们将不同掠射角下的延迟反射率曲线与核共振反射率时间谱进行了联合拟合。我们第一次表明，方位角，这是在所有的文件中使用专门的磁化剖面测定，具有更复杂的物理意义，由于部分相干平均的散射振幅从磁性横向域。我们描述了如何从确定的“有效方位角”中选择真实方位角的方法。最后，我们得到了非共线的扭曲磁化深度分布，自旋翻转状态出现在不同的57 Fe层中，随着外加磁场的增加。
2015-07-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin Dynamics in Patterned Magnetic Multilayers with Perpendicular Magnetic Anisotropy
在过去的几十年里，纳米结构中的磁化动力学已经被广泛研究，纳米磁学在这段时间里发生了显着的变化，发现了新的效应，开发了许多应用，并确定了有前途的新方向。这包括磁振子学，一个新兴的研究领域，面向自旋波动力学及其应用的研究。在这种情况下，薄铁磁薄膜与垂直磁各向异性（PMA）提供了有趣的机会，研究自旋波，特别是由于面外磁化剩磁或在相对较弱的外部磁场。这是唯一的磁化配置提供各向同性的平面内自旋波传播的样品平面内，前体积静磁自旋波几何形状。各向同性色散关系在设计信号处理设备中非常重要，为直接复制从光子学到磁振子学的各种概念提供了优越的前景。类似于光子或声子晶体，它们是光电子学和声子学的构建块，磁振子晶体被认为是磁振子应用中的关键部件。最近研究了纳米点阵列和具有周期性孔阵列的结构化铁磁薄膜，通常称为基于PMA多层膜的反点晶格。新的磁振子传播的自旋波模式，开发的带隙，和限制模式，有关的性质进行了论证。此外，非平凡的磁振子带拓扑的存在已被证明。此外，PMA和Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用的组合导致形成手性磁化状态，包括Néel畴壁，skyrmions和skyrmionium状态。
2022-09-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Current-Driven Switching in Magnetic Multilayer Nanopillars
我们总结了我们最近的研究结果，在纳米磁性多层膜中的电流驱动的磁化翻转是如何受到施加的磁场，温度的变化，铁磁层之间的磁耦合，多层结构的变化，以及层的磁化的相对旋转。我们展示了如何解释这些结果可以与一个模型描述电流驱动的激发作为一个有效的电流依赖的磁温度。
2003-12-11 cond-mat.mtrl-sci
Twisted magnetization states and inhomogeneous resonance modes in a Fe/Gd ferrimagnetic multilayer
利用磁光克尔效应（MOKE）和铁磁共振（FMR）技术研究了4-300 K温度范围内亚铁磁[Fe（35 A）/Gd（50 A）]x12超晶格的静态和动态磁性.将多层结构溅射在透明玻璃衬底上，这使得可以在超晶格的Fe和Gd终止侧上进行MOKE测量。这些实验使我们能够检测到场对齐和倾斜的磁状态之间的过渡的两侧的膜和区分体和表面扭曲相的超晶格。得到了该体系的实验H-T磁相图。在7-36 GHz频率下的FMR研究表明，随着温度从室温降低到4 K，吸收光谱的复杂演变。在样品中检测到两个光谱分支。理论模拟表明，所观察到的光谱分支对应于不同类型的非均匀共振模式的多层膜与非均匀磁化旋进内Gd层。
2018-08-25 cond-mat.mtrl-sci
Effective anisotropy gradient in pressure graded [Co/Pd] multilayers
垂直梯度各向异性轮廓已被提出作为用于磁性介质的多层膜的低矫顽力和热稳定性的优化平衡。沉积压力是已知的Co/Pd多层膜的磁反转性能有深远的影响，使其成为一个有吸引力的控制参数，实现各向异性梯度。我们已经使用极化中子反射仪研究的深度依赖的反转行为的“压力分级”的Co/Pd，并观察到明显的梯度的饱和磁化强度和磁化强度随磁场（有效各向异性）的变化率。虽然各向异性梯度可能是由沉积压力固有的因素的组合引起的，但微磁模拟表明，所观察到的饱和磁化强度梯度单独对所得到的磁化率具有主要影响。
2014-03-20 cond-mat.mtrl-sci
Structural and Magnetic Properties of Pt/Co/Mn-Based Multilayers
磁性多层膜是一类丰富的材料系统，具有许多高度可调的物理参数，这些参数决定了它们的磁性和电子特性。在这里，我们提出了一个全面的实验研究的一种新的系统，Pt/Co/Mn，它扩展了组的Pt/Co/X（$\mathrm{X}=$金属）的多层膜，迄今已被调查。我们表明，增加Co层厚度改变的磁各向异性从面外到面内，而较厚的Mn层的沉积导致饱和磁化强度的降低。温度依赖性的磁力测量加强反铁磁耦合的Co/Mn界面负责所观察到的Mn厚度依赖性的磁化反转的假设。此外，磁光成像实验表明系统的变化，在磁畴图案作为一个功能的Co和Mn层的厚度，这表明存在的气泡状域-潜在的甚至磁skyrmions -在足够厚的Mn层的情况下，预计将有助于一个相当大的Dzyaloshinskiiii-Moriya相互作用的多层堆栈。我们确定Pt/Co/Mn作为一个高度复杂的多层系统，具有很强的潜力，进一步的基础研究和可能的应用。
2022-03-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin-orbit torques and magnetization switching in Gd/Fe multilayers generated by current injection in NiCu alloys
研究Ni$_{1-x}$Cu$_{x}$合金在Gd/Fe多层膜中产生的电流诱导自旋轨道力矩，发现其效率随Ni浓度增加而提升，实现了低阈值电流的磁化翻转，证明该合金是高效控制磁化的可持续材料。
2023-12-29 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Ferromagnet/Insulator/Ferroelectric nanometer multilayer for multiferroictronics
采用Stoner-Wohlfarth（SW）模型和Landau理论研究了铁磁/绝缘体/铁电（FM/I/FE）多层膜的场致磁化强度和极化强度的变化。已经发现，随着由场在FM/I/FE结构中引入的应力，磁化和极化状态都可以被显著地修改，并且它们的状态的组合可以是多种状态。这些结果证明了将自旋电子学和铁电学结合到多铁电子学中的可行性。
2012-01-12 cond-mat.mtrl-sci
Determination of the magnetization profile of Co/Mg periodic multilayers by magneto-optic Kerr effect and X-ray magnetic resonant reflectivity
模拟了Co/Mg多层膜在Co L2，3吸收边附近的共振磁反射率，并在一个专门设计的样品上进行了测量。当在平行于样品表面的两个相反方向上施加磁场测量两个反射率之间的差时，获得二向色信号。模拟结果表明，在Co和Mg层之间的界面处的磁死层的存在导致在第三布拉格峰附近测量的二向色性信号的重要增加，否则应该可以忽略不计。测量结果与引入0.25 nm厚死层的模型一致。这归因于Co原子与Mg层接触，因此我们得出结论，从磁性的角度来看，Co-Mg界面是突变的。
2013-03-18 cond-mat.mtrl-sci
Study of Asymmetric Magnetization Reversal and Exchange Bias in FePt(L10)/FeCo/CoO/FeCo Magnetic Multilayer
研究了饱和场对FePt（L10）/FeCo/CoO/FeCo多层膜（ML）磁化反转的影响，以了解非对称磁化反转的起源及其与交换偏置（EB）的关系.在ML结构中，底部的FeCo层耦合到硬FePt（L10）层，和顶部的FeCo层是相对自由的，由于相对更多的距离。ML已被沉积在超高真空条件下，并在每个生长阶段使用磁光克尔效应和X射线反射率技术的特征。磁化反转进一步研究通过使用克尔显微镜技术的域成像。实验结果表明，在1.5kOe和50 kOe的饱和磁场下，磁层在一定的方位角范围内表现出非对称磁化反转，但这种非对称的角度范围随着饱和磁场的增大而减小。此外，EB是不存在的低饱和场，而EB，除了不对称性，在大饱和场观察。不对称的起源是由于两个FeCo层的磁各向异性轴之间的非共线。这是由于邻近效应通过短程海森堡交换相互作用通过CoO势垒层。另一方面，由于高饱和场在FePt层中诱导的单向各向异性而产生EB。进一步提出，当单向各向异性足够强以使两个FeCo层在饱和方向上对齐时，不对称性将消失，从而导致它们之间的非共线性损失。
2022-08-08 cond-mat.mtrl-sci
Unexpected resonant response in [Fe(001)/Cr(001)]_(10) /MgO(001) multilayers in magnetic field
我们在MgO（100）衬底上外延生长的[Fe/Cr]_（10）多层膜中观察到了非预期的共振响应，这种共振响应仅在交流电流和直流磁场同时作用时才存在。共振的幅度由多层磁化确定，证明了它们的内在特性。界面外延的减少导致谐振的幅度对交流电流密度的非线性依赖。我们推测，界面过渡区的存在可以促进生长在大块绝缘衬底上的金属薄膜和多层膜中的亚原子振动。
2012-04-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Self-current induced spin-orbit torque in FeMn/Pt multilayers
铁磁金属/重金属双层膜的自旋-轨道矩的研究以及利用面内电流实现磁化翻转的研究已经得到了广泛的关注。由于自旋-轨道矩与铁磁层的厚度成反比，因此只有在具有双磁性层的双层膜中才能实现相当大的效应。在这里，我们证明，通过交替堆叠超薄Pt和FeMn，FeMn/Pt多层膜可以同时实现铁磁性能和电流诱导的自旋轨道扭矩，而对其总厚度没有任何限制。这些多层膜的临界行为严格遵循具有有限居里温度分布的三维海森堡模型。自旋力矩有效场比具有相同等效NiFe厚度的NiFe/Pt双层膜的自旋力矩有效场大约4倍。自电流产生的自旋扭矩能够可逆地切换磁化，而不需要外部场或厚的重金属层。去除厚度限制和使用相邻重金属层的必要性为实际应用中利用自旋轨道扭矩开辟了新的可能性。
2016-05-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Layer-Dependent Orbital Magnetization in Graphene-Haldane Heterostructures
Indian Institute of Science Education and Research Kolkata（印度科学教育研究所加尔各答分校）
研究石墨烯-哈达玛异质结构中层依赖的轨道磁化，揭示层数对磁化行为的影响，发现三至四层石墨烯在特定偏置下出现磁化符号反转。
2026-06-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetocaloric effect at the reorientation of the magnetization in ferromagnetic multilayers with perpendicular anisotropy
本研究针对具有垂直各向异性的双铁磁材料交换耦合多层膜，分析旋转磁场下磁化重取向的磁热效应，预测完美耦合熵变，发现层厚与畴壁宽度同量级时所需磁场比非耦合情况低一个数量级。
2023-06-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
In plane reorientation induced single laser pulse magnetization reversal in rare-earth based multilayer
单脉冲全光学螺旋度独立切换（AO-HIS）表示使用飞秒单激光脉冲反转纳米结构的磁矩的能力。它是一种超快的方法，可以在不使用任何外加场的情况下操纵磁化。自从第一次在GdFeCo亚铁磁系统上进行开关实验以来，单脉冲AO-HIS一直局限于Gd基合金或Gd/FM双层膜，其中FM是铁磁层。直到最近，AO-HIS才扩展到其他一些材料：MnRuGa亚铁磁Heusler合金和具有非常特定厚度和成分范围的Tb/Co多层膜。在这里，我们证明了在Tb/Co中观察到的单脉冲AO-HIS的结果来自于与Gd基样品不同的机制，并且可以获得大范围的稀土-过渡金属（RE-TM）多层膜，使得这种现象更加普遍。令人惊讶的是，在这个大家庭的（RE-TM）多层系统，切换的阈值通量被观察到是独立的脉冲持续时间，高达至少12 ps。此外，在高激光强度下，诱导同心环畴结构，揭示多个通量阈值。这些引人注目的开关功能，这是在GdFeCo合金中的AO-HIS的相反，伴随着在平面内的磁化重定向的演示，指向一个内在的进动反转机制。我们的研究结果允许扩展各种具有可调磁特性的材料，这些材料可以集成在复杂的异质结构中，并为基于磁序的全光控制的未来应用提供了工程材料的途径。
2022-12-26 cond-mat.mtrl-sci
All-optical spin switching probability in [Tb/Co] multilayers
自从第一次实验观察到全光开关现象以来，密集的研究一直集中在寻找合适的磁性系统，这些磁性系统可以作为自旋电子器件内的存储元件集成，并且其磁化可以通过超短单激光脉冲来控制。我们在这里报告的原子自旋模拟的全光开关的多层结构交替的Tb和m单层的Co的n单层。通过使用两个温度模型，我们数值计算的每个子晶格的磁化强度的热变化，以及[TBN/COM]多层膜的磁化强度动态入射时的一个单一的激光脉冲。特别是，观察热致磁化翻转的条件进行了研究后，系统地改变样品的组成（n，m）和激光能量密度。具有一个单层的Tb作为[Tb 1/Co 2]和[Tb 1/Co 3]的样品显示出高于注量阈值的热诱导磁化切换。的逆转机制是介导的Tb晶格的剩余磁化，而Co是完全退磁与亚铁磁合金开发的模型。然而，切换不是完全确定的，而是可以通过阻尼参数来调谐错误率。增加单层的数量，开关变得完全随机。在Tb/Co界面的混合似乎是一个很有前途的方式来减少随机性。这些结果首次预测了[Tb/Co]多层膜中TIMS的可能性，并表明使用单激光脉冲发生亚皮秒磁化反转。
2021-03-08 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Phenomenological theory of magneto-electric coupling in granular multiferroics
我们研究的铁电极化和磁化之间的耦合颗粒铁磁膜使用的组合多铁性系统的唯象模型，由颗粒铁磁膜放置在铁电（FE）层。这种耦合是由于FE层对颗粒膜中库仑相互作用的屏蔽。在FE居里温度以下，磁化具有作为电场的函数的磁滞。在磁有序温度以下，极化具有作为磁场的函数的滞后。我们研究了FE层的弱和强空间色散的磁电耦合。相互影响的效果随着FE层的空间色散的增加而减小。对于弱色散，最强的耦合发生在铁电-顺电相变附近。对于强色散，情况正好相反。我们研究了铁电层和颗粒膜之间的距离的函数的磁电耦合。对于大的距离，耦合指数衰减，由于电场产生的颗粒铁磁膜中的振荡电荷的指数下降。
2014-10-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Anomalous training effect of perpendicular exchange bias in Pt/Co/Pt/IrMn multilayers
观察到垂直交换偏误训练效果的一个新特点。对于具有垂直磁各向异性的Pt/Co/Pt/IrMn多层膜，磁化反转过程伴随着钉扎畴壁运动，在后续测量中磁滞回线的不对称性始终等于零。有趣的是，交换场作为循环次数的函数大大减小，而双折射率几乎不变。结果表明，垂直交换偏置的训练效应与铁磁层的磁化反转机制密切相关。
2008-07-28 cond-mat.mtrl-sci
Topological defects and misfit strain in magnetic stripe domains of lateral multilayers with perpendicular magnetic anisotropy
研究了垂直磁各向异性纳米薄膜中的条纹畴，薄膜具有周期性的厚度调制，可以引起条纹周期和面内磁化强度的横向调制。由此产生的系统是二维等效的应变超晶格的磁条结构和形状各向异性内的界面失配应变控制的属性。这使我们能够观察到，实验上的第一次，在整个角度范围内，在这个二维磁性晶体的晶界的连续结构转变。磁化反转过程可以通过由于磁条图案中的向错与面内磁化配置中的畴壁之间的耦合而引起的失配应变的效应来定制。
2012-09-11 cond-mat.mtrl-sci
Giant magnetocaloric effect driven by indirect exchange in magnetic multilayers
磁性多层膜中的间接交换耦合，也称为Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida（RKKY）相互作用，已知在控制磁化的层间排列方面非常有效。这种耦合通常在多层制造阶段固定，并且不允许器件应用所需的非原位控制。除了取向控制之外，还非常期望控制层内磁化的大小，理想地通过切换相关的RKKY耦合来接通/关断层内磁化。在这里，我们展示了一种磁性多层材料，结合热-以及场控制的RKKY交换，集中在一个稀释的铁磁合金层，并驱动它，虽然它的居里转变。薄铁磁体的这种开/关磁化切换在低场扫描内可重复且完全再现地进行，导致巨磁热效应，在~10 mT的外场下估计等温熵变为-10 mJ/K cm ^3，这大大超过了绝热退磁制冷系统中使用的最佳稀土基材料的性能。
2018-11-13 cond-mat.mtrl-sci
Evidence for suppression of collective magnetism in Fe-Ag granular multilayers
本文研究Fe-Ag颗粒多层膜中Fe纳米颗粒的偶极相互作用，发现Ag层针孔导致的直接铁磁耦合会抑制超自旋阻挫和超自旋玻璃态，并揭示各向异性能超过阈值时集体磁行为受抑制的机制。
2023-10-27 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Current induced spin flip scattering at interfaces in noncollinear magnetic multilayers
我们表明，当一个驱动器的充电电流通过非共线的磁性层的两个电子库仑散射创建一个自旋翻转电位在接口。当界面电位由于伴随电荷流动的自旋累积而更新时，发现这种散射，并且它有助于对电流的线性响应。通过这种散射，在传播的层中注入横向自旋分布，并且在稳定状态下导致横向于磁化的自旋电流。
2004-05-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Giant perpendicular magnetic anisotropy in Ir/Co/Pt multilayers
我们研究了铁磁金属Co和具有强自旋轨道耦合的重金属（Pt和Ir）组成的多层膜的磁性。生长了具有对称（ABA堆叠）和非对称（ABC堆叠）结构的多层膜，以研究结构反转对称性破缺的影响。我们比较了对称的Pt/Co/Pt，Ir/Co/Ir多层膜和非对称的Pt/Co/Ir，Ir/Co/Pt多层膜的垂直磁各向异性能。首先，界面的PMA的贡献进行了研究，使用的有效PMA能量的Co层厚度的依赖性。比较了Ir/Co/Pt，Pt/Co/Ir非对称结构和Pt/Co/Pt，Ir/Co/Ir对称结构的界面PMA，发现结构反转对称性破缺引起的界面PMA相对于整体界面PMA来说很小。其次，我们发现当铁磁层通过层间交换耦合（IEC）进行反铁磁耦合时，多层膜中的磁各向异性场显著增加。宏观自旋模型的计算可以定性地解释各向异性场和IEC之间的关系。在所研究的结构中，非对称Ir/Co/Pt多层膜的IEC是最大的：交换耦合场超过3 T，因此，各向异性场接近10 T。第三，比较非对称Ir/Co/Pt和Pt/Co/Ir结构，我们发现前者的IEC和在一定程度上的界面PMA比后者更强。X射线磁性圆二色性研究表明，Ir/Co/Pt多层膜的近场感应磁化强度比倒置结构的大，这可能是导致磁性差异的部分原因。这些结果表明PMA，IEC和邻近感应磁化之间的复杂关系，可以用来设计具有独特的磁特性的人工结构。
2019-10-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetization reversal processes in ErFe2/YFe2 exchange spring multilayer studied by xray magnetic circular dichroism
用X射线磁性圆二色性研究了[ErFe_2（70 nm）/YFe_2（150 nm）]{ \times }_（25）交换弹簧超晶格中硬ErFe_2层的开关行为。在T < 200 K的温度下，Er磁化的磁滞回线揭示了对应于垂直交换弹簧状态的单一类型的不可逆开关的开关行为。在T > 200 K的实验揭示了两种类型的开关过程的政权的交叉。该系统的计算模型给出了一个半定量的协议与实验，并揭示了所观察到的高温开关行为是由于自旋翻转一样的重定向过渡。与反铁磁体中的常规自旋翻转转变相反，在该交换弹簧系统中，硬磁层的各向异性能量的增加被软层的塞曼能量的降低所克服。计算研究还揭示了垂直交换弹簧和自旋翻转状态之间的过渡与一阶字符，以及这些状态之间的连续过渡的存在。
2011-02-28 cond-mat.mtrl-sci
Switching Current vs. Magnetoresistance in Magnetic Multilayer Nanopillars
我们研究了电流驱动的磁化翻转纳米制造的磁性三层，在三种不同的方式改变磁阻。首先，我们在磁性三层和其中一个电极之间插入一个强自旋散射层，从而增加磁阻。第二，我们在磁性层之间插入一个自旋扩散长度较短的间隔层，以降低磁电阻。第三，我们改变层磁化之间的角度。在所有的情况下，我们发现一个近似线性的磁阻和反向开关电流之间的依赖关系。我们给出了一个定性的解释所观察到的行为，并提出了一些方法，其中开关电流可能会减少。
2003-09-08 cond-mat.mtrl-sci
The dominancy of damping like torque for the current induced magnetization switching in Pt/Co/W multilayers
两类自旋轨道耦合（SOC）机制被认为是自旋轨道矩（SOT）的候选源：强SOC重金属中的自旋霍尔效应（SHE）和由材料表面和界面的反转对称性破缺引起的Rashba效应。在这项工作中，我们研究了垂直磁化的Pt/Co/W薄膜的SOT，并与Pt/Co/AlOx薄膜的结果进行了比较。理论上，在自旋霍尔角符号相反的三层非对称结构的情况下，由于SHE和Rashba效应引起的类阻尼力矩和类场力矩都将得到增强。利用谐波测量，我们表征了类阻尼力矩和类场力矩对应的有效场，但我们发现类阻尼力矩在Pt/Co/W薄膜中占主导地位。这与Pt/Co/AlOx薄膜中的结果有很大的不同，在Pt/Co/AlOx薄膜中，类阻尼扭矩和类场扭矩都很强。
2018-01-23 cond-mat.mtrl-sci
Micromagnetic Modelling of the Heat Assisted Switching Process in high Anisotropy FePt Granular Thin Films
对辅助磁开关的动态过程进行了数值模拟，研究了相关物理过程。该模型采用Voronoi构造来确定纳米颗粒薄膜记录介质的物理结构，并求解Landau-Lifshitz-Bloch（LLB）方程来随时间演化磁系统。在峰值系统温度的范围内并且对于多个各向异性值确定磁化的减少。结果表明，HAMR过程不是简单的热还原能垒上的磁化反转。为了实现完全磁化反转（对于所有研究的各向异性），需要至少6 kOe的外加场强，并且峰值系统温度必须至少达到居里点（Tc）。当加热到Tc时，与每个晶粒相关联的磁化被破坏，这引起非进动线性反转模式。通过这种线性反转模式反转磁化是有利的，因为反转时间比与进动相关联的时间小两个数量级。在这些条件下，随着温度降低到环境温度，磁化在所施加的场的方向上恢复，完成反转过程。此外，该模型产生的结果是一致的概念，热写入;当加热介质的Tc，较小的晶粒需要一个较大的场强反转磁化。
2019-05-20 cond-mat.mtrl-sci
Who pumps spin current into nonmagnetic-metal (NM) layer in YIG/NM multilayers at ferromagnetic resonance?
在铁磁共振（FMR）条件下，钇铁石榴石（YIG）/非磁性金属（NM）层系统中的自旋泵浦是在NM层中产生自旋电流的一种常用方法。很好地理解自旋电源是必不可少的提取自旋霍尔角的NM和潜在的自旋电子学应用。人们普遍认为，自旋电流是从YIG旋进磁化到NM层中泵浦的。在这里，通过结合微波吸收和直流电压测量YIG/Pt和YIG/NM 1/NM 2（NM 1 =Cu或Al，NM 2 =Pt或Ta），我们明确地表明，NM中的自旋电流来自磁化NM表面（与YIG接触）由于磁邻近效应（MPE），而不是旋进YIG磁化。这一结论是通过我们独特的检测方法得出的，在传统的FMR实验中几乎没有观察到的磁化NM表面的FMR微波吸收，当电检测电路接通时被大大放大。
2016-04-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
The role of the alloy structure in the magnetic behavior of granular systems
考虑了晶粒尺寸、易磁化轴和各向异性常数分布对粒状合金不可逆磁行为的影响。模拟粒状合金用于为ZFC-FC曲线的蒙特卡罗模拟提供真实的晶粒结构。研究了退火和外场的影响。模拟曲线与快淬Cu-Co薄带的FC和ZFC磁化曲线吻合较好。
2002-05-28 cond-mat.mtrl-sci
Current-induced synchronized switching of magnetization
我们研究电流诱导的磁化切换多层结构，允许降低开关电流，同时保持高的热稳定性的磁化。该结构由垂直极化器、垂直自由层和具有面内磁化的附加自由层组成。当电流垂直于结构运行时，面内自由层经历进动并向垂直自由层提供内部射频场，从而导致一个电流极性的开关电流减小。对于另一个极性，面内自由层几乎饱和垂直于平面，并作为另一个垂直偏振器，这也降低了开关电流。
2012-08-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin wave freezing in Re/Co/Pt multilayers
Faculty of Physics, University of Białystok（比亚韦斯托克大学物理学院）；Institute of Ion Beam Physics and Materials Research, Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf（德累斯顿-罗斯多夫亥姆霍兹中心离子束物理与材料研究所）；Faculty of Physics, Adam Mickiewicz University（亚当·密茨凯维奇大学物理学院）；Institute of Physics Polish Academy of Sciences（波兰科学院物理研究所）
本文研究[Re/Co/Pt]₂₀多层膜中由面内外磁场诱导的自旋波冻结效应，结合VNA-FMR、BLS实验及微磁模拟，揭示其色散关系演化规律，构建了一致的物理图像。
2026-09-03 cond-mat.mtrl-sci
Exchange enhanced anisotropy in ferromagnetic/antiferromagnetic multilayers: dynamic consequences
交换各向异性的现象是众所周知的静态磁化性质，如增强的磁化强度和磁化回路移位。这些效应主要与通过与强各向异性反铁磁体交换耦合引入铁磁体的有效各向异性有关。这些有效的各向异性可以被理解为更基本的交换诱导的磁化率的表现。我们表明，这种观点的一个后果是，一类不寻常的动态效应与交流的敏感性也应该存在。在反铁磁体的有序温度附近，这种效应变得明显，并影响畴壁速度、畴壁共振和铁磁体的旋进开关。
2005-12-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Field-free spin-orbit torque-induced switching of perpendicular magnetization at room temperature in WTe2/ferromagnet heterostructures
自旋-轨道矩（SOT）是实现电荷-自旋转换的有效方法，它可以改变垂直磁化强度，这对于设计新型高能效自旋电子器件至关重要。面外SOT可以直接切换垂直磁化。令人鼓舞的是，最近报道了二维（2D）材料WTe 2/铁磁体（FM）双层的无场垂直磁化翻转，但工作温度（200 K）低于室温。在这里，我们报告的无场垂直磁化翻转在室温下进行的WTe 2/Pt/Co/Pt多层膜。受控实验证实了无场开关是由Pt/Co/Pt多层膜中产生的面内反阻尼SOT和a轴WTe 2薄膜中产生的面外反阻尼SOT引起的。这项工作为在室温下使用二维材料制成的自旋电子器件提供了一种潜在的方法。
2022-12-29 cond-mat.mtrl-sci
Modeling the magnetoresistance vs. field curves of GMR multilayers with antiferromagnetic and/or orthogonal coupling by assuming single-domain state and coherent rotation
为了更好地理解可能的耦合的作用，在确定巨磁电阻（GMR）的多层膜的行为，知识的依赖性的$GMR$磁场$H$似乎是有用的。由于一些特定的情况下，只在文献中进行了理论处理，它决定进行建模的铁磁/非磁性（FM/NM）多层膜的$GMR(H)$曲线与各种层间耦合。为了简单起见，我们集中在一个三层结构（FM 1/NM/FM 2）相当好地对应的情况下，大量的FM/NM双层。为了进行计算，做出了一些基本假设：（i）单畴FM层，平面内磁化;（ii）每层的磁化相同;（iii）磁化矢量在外部磁场中在层的平面内旋转。为了计算$GMR(H)$函数，我们需要知道三层中的磁化过程，即，$M(H)$功能。因此，首先，我们通过最小化三层的总能量来计算作为场的函数的两个磁化矢量之间的平衡角$ϕ(H)$。根据大多数以前的理论和实验工作，GMR的角度依赖性是相当好地描述的关系$GMR(ϕ)\propto (1-\cosϕ)$，我们使用这个关系推导出的$GMR(H)$功能。沿着这条线，计算以下情况的$M(H)$和$GMR(H)$曲线：（i）纯AF耦合;（ii）纯正交耦合;（iii）AF耦合和正交耦合同时存在。关于$GMR(H)$曲线的计算，这些构型中的一些构型以前尚未处理或仅针对某些特定参数值处理。对于文献中报道的$M(H)$和$GMR(H)$的计算结果，我们的结果与以前的报告一致。
2015-11-27 cond-mat.mtrl-sci
Tailoring Fe/Ag Superparamagnetic Composites by Multilayer Deposition
Fe/Ag颗粒多层膜的磁性研究SQUID磁化和穆斯堡尔谱测量。非常薄（0.2 nm）的不连续Fe层显示出超顺磁性，可以定制的磁性和间隔层的厚度。磁相互作用的作用进行了研究，在新的异质结构的超顺磁性和铁磁层和特定的贡献的铁磁层的低场磁化率被确定。
2005-02-24 cond-mat.mtrl-sci
Hysteretic magnetic pinning and reversible resistance switching in High-Tc superconductor/ferromagnet multilayers
我们研究了一个高TC超导（YBa 2Cu 3 O 7-d）/铁磁（Co/Pt多层）的混合体，它表现出由磁历史驱动的电阻开关：取决于外部磁场的方向，观察到的混合态电阻的显着减少或增加作为磁化反转发生在Co/Pt多层。我们证明，杂散磁场通过i）创建的涡旋/反涡旋和ii）由外部磁场引起的涡旋的静磁钉扎引起这些效应。
2011-07-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Effects of hydrogen/deuterium absorption on the magnetic properties of Co/Pd multilayers
利用极化中子反射率（PNR）研究了两种垂直磁各向异性（PMA）Co/Pd多层膜对H2和D2的吸收效应。PNR是在外加磁场H作用于样品平面内，磁化强度M限制在平面内（μ o H= 6.0 T），部分在平面外（μ o H = 0.65 T）时测量的。Co和Pd层的标称厚度分别为2.5 μ m和21 μ m。由于这些小的值，实际层的化学成分，厚度和界面粗糙度参数确定从核散射长度密度分布（ρ_n）和它的衍生物从X射线反射率和PNR，并确定不确定性使用Monte Carlo分析。PNR ρ_n表明，虽然D2吸收发生在整个样品中，但多层堆叠中的吸收是适度的（0.02 D/Pd原子），因此没有扩展。直接磁分析表明，H2吸收减少了饱和时的总M，并增加了未饱和时样品平面中M的分量。PNR磁散射长度密度（ρ_m）表明，多层膜中的Pd层是磁化的，并且它们的磁化强度在D2吸收时优先改变。在一个样品中，在μ_o H= 0.65 T处观察到具有两倍多层周期的M调制，其在D2吸收时增加。这些结果表明，H2或D2吸收降低了样品的PMA和总磁化强度。在吸收过程中缺乏可测量的膨胀表明这些变化主要由材料的电子结构的改变所控制。
2011-02-10 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic properties of Co/Ni-based multilayers with Pd and Pt insertion layers
在这项研究中，Pd和Pt插入层的Co/Ni多层膜（ML）的磁性能，如磁各向异性，饱和磁化强度，矫顽力，磁畴尺寸和居里温度的影响，进行了研究。我们比较了三个系列的[Co/Ni/X]N ML系统（X = Pd，Pt，无插入层），改变单个Co层厚度以及重复次数N。对于不同的Co层厚度，所有三个系统的行为非常相似。对于所有系统，最大有效磁各向异性实现与Co层厚度在0.15 nm和0.25 nm之间的ML。从面外到面内系统的过渡发生在约0.4 nm的Co处。而[Co（0.2 nm）/Ni（0.4 nm）]N ML在6次双层重复后从面外到面内改变其优选的易磁化轴，Pd和Pt的插入导致这种过渡的延伸超过15次重复。最大有效磁各向异性增加了一倍以上，从[Co/Ni]3的105 kJ/m3增加到Pt和Pd的275和186 kJ/m3。此外，插入层大大降低了Co/Ni多层膜的初始饱和磁化强度（1100 kA/m），并将居里温度从720 K降低到500 K左右
2020-03-31 cond-mat.mtrl-sci
Monopolelike probes for quantitative magnetic force microscopy: calibration and application
利用磁力显微镜（MFM）测量了具有垂直各向异性的交换耦合[Co/Pt]/Co/Ru多层膜的局部磁化强度。用铁填充的碳纳米管尖端进行定量MFM测量，所述碳纳米管尖端表现出类似于纳米管的行为。因此，我们确定了多层膜的额外面内磁化分量，这可以通过在μ* 方法内估计样品的有效磁导率来解释。
2011-01-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Phenomenological theory of magnetic anisotropy in thin films and multilayers
在唯象方法中，纳米结构中的感生单轴各向异性的密度K（r）被视为磁化强度M（r）的附加物理场。K（r）的平衡分布是在表面和内部相互作用的影响下形成的。计算了两个磁隔离层之间的磁性层的函数K（r）和M（r）。它示出，从平面内的磁化相的垂直相位的过渡连续发生通过一个中间相，这是不均匀的整个层厚度。该理论解释了实验观察到的有效各向异性的厚度依赖性，并给出了一种方法，从实验数据中获得的理论的特征参数的值。结果表明，分离的诱导各向异性的体积和表面的贡献是有效的，只有厚膜。
2001-01-17 cond-mat.mtrl-sci
Modeling of ultrafast X-ray induced magnetization dynamics in magnetic multilayer systems
在这项工作中，我们最近开发的模拟工具，使纳米级的描述电子过程中的X射线照射的铁磁材料的建模结果报告。利用这一工具，我们研究了Co/Pt多层膜系统在M边超快极紫外脉冲（光子能量$\sim$ 60 eV）辐照下的响应。它以前在费米自由电子激光设施，使用磁小角X射线散射技术进行了实验研究。我们的模拟表明，从钴的磁散射信号减少飞秒时间尺度上由于电子的激发，弛豫和运输过程中的钴和铂层，以下的趋势在实验数据中观察到的。电子过程的主导作用的X射线引起的退磁在制度下的结构损伤阈值的确认是一个步骤，定量控制和操纵的X射线引起的磁过程的飞秒时间尺度。
2022-10-05 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph physics.optics
Spin orbit torques and Dzyaloshinskii-Moriya interaction in dual-interfaced Co-Ni multilayers
我们研究了双界面Co-Ni垂直多层膜中的自旋轨道矩（SOT）和Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用（Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用）。通过顶层和底层材料（Pt、Ta、MgO和Cu）的组合，由于顶部和底部贡献的增强或消除，SOT和SiO2被有效地操纵。然而，SOT被发现主要来自于大量的重金属（HM），而重金属则更多的是界面起源。此外，我们发现，畴壁（DW）的运动方向可以是沿着或反对电子流依赖于DW倾斜角时，有一个大的电子束。这种异常DW运动引起滞后磁化反转所需的大辅助场。我们的研究结果提供了深入了解SOT驱动的磁化开关的作用，并证明了实现理想的SOT和自旋电子器件的SOT的可行性。
2016-10-22 cond-mat.mtrl-sci
