Magnetization reversal in sub-100nm magnetic tunnel junctions with ultrathin MgO barrier biased along hard axis
本文报道了亚100 nm椭圆CoFeB/MgO/CoFeB磁性隧道结的室温磁电阻和低频噪声。对于沿难磁化轴施加的磁场，我们观察到电流诱导的磁化在反平行和平行排列之间切换，在DC电流密度低至4* 106 A/cm 2。我们把临界电流的低值归因于隧道势垒中局部减少的影响，这影响了电流分布。随机电报噪声，这出现在附近的磁化开关的字段间隔的分析，提供了一个估计的伪针孔的尺寸，通过本地自旋扭矩触发磁化开关。微磁学模拟定性和定量再现的主要实验观察。
2013-05-27 cond-mat.mes-hall
Absence of weak antilocalization in ferromagnetic films
我们目前的磁电阻测量非晶镍和铁的双金属薄膜。在这些薄膜的居里温度下降到零，在小的厚度，使其有可能研究铁磁性的本地化的效果。我们发现，非铁磁薄膜的特点是正的磁电阻。这被解释为由于强烈的Bychkov-Rashba自旋轨道散射而导致的弱反局域化。当薄膜变成铁磁性时，磁阻改变符号并变为负值。我们分析了我们的数据，以确定弱本地化，弱反本地化和各向异性磁电阻的个人贡献，并得出结论，磁顺序抑制自旋轨道效应对本地化现象的影响与理论预测一致。
2010-08-03 cond-mat.mes-hall
Isolated zero field sub-10 nm skyrmions in ultrathin Co films
由于其特殊的拓扑和动力学性质，磁skyrmions -局域稳定的自旋结构在纳米尺度上-显示出巨大的前景，为未来的自旋电子学应用。为了在技术上具有竞争力，需要在零磁场和室温下稳定的直径小于10 nm的孤立skyrmions。尽管在广泛的材料中发现了skyrmions，但对具有这些设想性质的材料的探索仍在进行中。本文报道了在Ir（111）表面Rh/Co原子双层膜中，直径小于5 nm的零场孤立Skyrmions与1 nm薄畴壁共存。这些自旋结构的特征在于自旋极化扫描隧道显微镜，也可以使用非自旋极化尖端由于一个大的非共线磁阻检测。我们表明，在这些铁磁Co膜在零场下，由于交换相互作用的强烈挫折，连同Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用和大的磁晶各向异性，亚10 nm skyrmions是稳定的。
2019-03-06 cond-mat.mes-hall
Linear nonsaturating magnetoresistance in kagome superconductor CsV3Sb5 thin flakes
线性非饱和磁电阻（LMR）代表一类对外部磁场的异常电阻率响应，其已经在多种材料中观察到，包括但不限于拓扑半金属、高Tc超导体和具有电荷/自旋密度波（CDW/SDW）阶的材料。本文报道了层状可果美超导体和CDW材料CsV_3Sb_5薄片中的LMR的观测结果，以及这种LMR的尺寸交叉和温度（T）交叉。具体而言，在CsV 3Sb 5晶体中，磁阻（MR）表现出从低T下的LMR到CDW转变温度以上的二次B依赖性的交叉; MR还表现出从LMR到低T下样品厚度约为20 nm的次线性MR的交叉。我们讨论了几种可能的起源的LMR和属性的影响，二维（2D）CDW波动。我们的结果可能提供一个新的视角来理解竞争秩序之间的相互作用在kagome超导体。
2022-10-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Ferromagnetism of sputtered Fe3GeTe2 ultrathin films in the absence of two-dimensional crystalline order
二维单分子膜中铁磁性的发现激发了自旋电子学和材料科学的研究兴趣。然而，这些2D铁磁层主要是通过大规模制造和集成的不兼容方法制备的，此外，所观察到的铁磁性是否与2D晶体有序实际相关的基本问题还没有被探索。在这里，我们选择了一个典型的二维铁磁材料，Fe3GeTe2，以解决这两个问题，通过研究其铁磁性在非晶态。我们已经制备了纳米厚的非晶Fe_3GeTe_2薄膜接近单层厚度限制的结晶Fe_3GeTe_2（0.8 nm），通过磁控溅射。与结晶的Fe3GeTe2相比，我们发现基本的铁磁属性，如直接反映磁交换相互作用和局部各向异性能的居里温度，在非晶态中没有显著变化。这是由于短程原子有序，如由价态分析证实的，对于两相几乎是相同的。铁磁性的持久性，在无定形对应物也已被证实，通过磁阻测量，其中两个非常规的开关下降所产生的畴壁内的电输运清楚地观察到在非晶Fe3GeTe2单层。这些结果表明，结晶的Fe3GeTe2的长程铁磁顺序可能不相关的2D结晶顺序和相应的铁磁属性可以利用在一个非晶态，适合大规模制造的半导体技术兼容的方式自旋电子学应用。
2023-02-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Inhomogeneous superconductivity and quasilinear magnetoresistance at amorphous LaTiO3/SrTiO3 interfaces
研究了LaTiO_3/SrTiO_3（LTO/STO）异质结的输运性质。尽管在反射高能电子衍射中观察到2D生长，透射电子显微镜图像显示样品倾向于非晶化。尽管如此，我们观察到的结构是导电的，其中一些表现出高电导率和/或超导性。我们建立了导电性主要出现在STO侧的界面，并显示所有的迹象通常观察到的2维电子气之间的界面SrTiO 3和LaTiO 3或LaAlO 3，包括存在两个电子带和可调性与栅极电压。磁电阻（MR）和超导性的分析表明，在我们的样品中的电子性质的空间波动的存在。这可以解释所观察到的准线性离面MR，以及面内MR和所观察到的超导性的各种特征。
2020-08-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
High Quality Ultrathin Bi2Se3 Films on CaF2 and CaF2/Si by Molecular Beam Epitaxy with a Radio Frequency Cracker Cell
本文报道了一种以射频裂解槽为硒原子源，采用分子束外延技术制备高质量Bi_2Se_3薄膜的方法。采用接近化学计量比的生长速率，在CaF 2（111）衬底和具有CaF 2缓冲层的Si（111）衬底上成功地生长了表面光滑的高质量Bi_2Se_3薄膜。输运测量结果表明，一个特征弱的反本地化magnetoresistance，与出现弱本地化的磁膜限制。量子振荡归因于拓扑表面状态已被观察到，包括在薄膜上的CaF 2/Si。
2012-09-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Manganese valence and magnetotransport in ultrathin films of La$_{0.67}$Ca$_{0.33}$MnO$_3$
我们报告了一个非常薄的La $_{0.67}$ Ca $_{0.33}$ MnO $_3$薄膜的性能的比较研究，在应变下外延生长的平面SrTiO $_3$（STO），晶格匹配的NdGaO $_3$（NGO），和应变$1^{\circ}$-错切STO。我们使用透射电子显微镜和电子能量损失谱研究的微观结构，组成和锰价态。在界面附近，我们没有发现显着的偏析，但电荷补偿层的化合价是提高超过标称值3.3+，和弛豫到这个值超过几个纳米。的传输特性显示出众所周知的行为，为平面STO和NGO上的膜，即金属-绝缘体转变温度的值，这是强烈（STO）或只有很少（NGO）减少相对于体值。然而，减少在膜上的错切STO是不太强的比在平坦的STO上的膜，即使它们出现类似的应变状态和界面层。在磁性上，我们发现应变膜的饱和磁化强度相对于体值，这不能只归因于界面层的值降低。
2011-02-19 cond-mat.mes-hall
Giant anisotropic magnetoresistance in few-layer α-RuCl3 tunnel junctions
本研究通过少层α-RuCl3隧道结的角度依赖TMR测量，发现高达2500%的巨各向异性磁电阻，揭示了低温单斜相和增强的锯齿形反铁磁序，为量子自旋液体的电探测奠定基础。
2024-07-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Strain-enhanced tunneling magnetoresistance in MgO magnetic tunnel junctions
虽然晶格失配引起的应变、机械应变以及薄膜的本征应变的影响有时是有害的，导致机械变形和失效，但是应变也可以被有效地利用于诸如数据存储、晶体管、太阳能电池和应变仪等应用。在这里，我们表明，量子输运磁隧道结（MTJ）可以显着影响通过引入可控的机械应变，实现实验隧道磁阻（TMR）比的增强因子~2。我们进一步关联这种应变增强的TMR与通过MgO势垒的相干自旋隧穿。此外，应变增强TMR分析使用非平衡格林函数（NEGF）量子输运计算。我们的研究结果有助于在原子水平上阐明TMR机制，并可以提供一种新的方法来增强和调整纳米材料和器件的量子特性。
2014-10-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Creation of Magnetic Skyrmion Bubble Lattices by Ultrafast Laser in Ultrathin Films
磁性Skyrmions是一种拓扑非平凡的自旋织构，在纳米尺度的自旋电子器件中作为稳定的信息载体具有很大的应用前景。开发基于Skyrmion的新型存储器和逻辑器件的主要挑战之一是在环境条件下快速和受控地创建磁性Skyrmion。在这里，我们证明了单一的超快（35 fs）激光脉冲诱导产生的skyrmion气泡和skyrmion气泡晶格的铁磁状态在室温下溅射磁性薄膜。随着激光能量密度的增加，skyrmion泡密度逐渐增加，最终达到饱和，形成无序的六方晶格。此外，我们提出的skyrmion气泡晶格配置导致增强的拓扑稳定性相比，孤立的skyrmion，这表明其有前途的数据存储中的使用。我们的发现揭示了在常见材料中skyrmion气泡晶格的光学方法，为新兴的基于skyrmion的记忆和突触设备铺平了道路。
2018-09-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Low-voltage Ferroelectric Field-Effect Transistors with Ultrathin Aluminum Scandium Nitride and 2D channels
该研究在超薄AlScN铁电薄膜上制备MoS2单层沟道FeFET，通过减薄铁电层将栅极电压降至3V以下，并系统分析厚度、制备方法和环境对磁滞行为的影响，为低功耗CMOS兼容存储计算器件提供优化路径。
2025-04-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Giant negative magnetoresistance driven by spin-orbit coupling at the LAO/STO interface
LAO/STO界面是一个二维电子系统，对面内磁场的作用非常敏感。低温实验显示了巨大的负磁电阻（下降了70%），这归因于磁场诱导的传导电子与近藤屏蔽的磁性杂质的相互作用相之间的转变。在这里，我们报告在一个广泛的温度范围内的实验，显示的持久性的磁阻高达20~K的范围-指示的单粒子机制。出于我们的磁阻测量的温度和载流子密度依赖性之间的惊人的对应关系，我们提出了另一种解释。在半经典玻尔兹曼输运理论的框架下，我们证明了自旋轨道耦合和有限范围杂质散射的结合可以解释所观察到的负磁阻的大小，以及温度和电子密度的依赖性。
2015-05-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Ultrathin bismuth-yttrium iron garnet films with tunable magnetic anisotropy
ETH Zurich（苏黎世联邦理工学院）；Université Grenoble Alpes, CNRS, Institut Néel（格勒诺布尔阿尔卑斯大学，法国国家科学研究中心，内耳研究所）；Kyoto University（京都大学）；University of Konstanz（康斯坦茨大学）；Instituto de Nanociencia y Materiales de Aragón, CSIC（阿拉贡纳米科学与材料研究所，西班牙国家研究委员会）；Universidad de Zaragoza（萨拉戈萨大学）
通过调节应变和沉积参数，实现超薄BiYIG薄膜的磁各向异性调控，适用于磁性器件和自旋轨道电子器件。
2026-01-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Giant Tunneling Magnetoresistance in Spin-Filter van der Waals Heterostructures
利用磁阻效应的磁性多层膜器件是磁传感和数据存储技术的支柱。在这里，我们报告新的多自旋过滤器磁性隧道结（sf-MTJ）的基础上范德华（vdW）异质结构，其中原子薄的三碘化铬（CrI 3）作为自旋过滤器隧道势垒夹在石墨烯接触。我们证明了隧穿磁电阻，这是急剧增加CrI 3层厚度，达到创纪录的19,000%的磁性多层结构，使用四层SF-MTJ在低温下。这些器件还示出了作为磁场的函数的多个电阻状态，表明了使用单个vdW sf-MTJ的多位功能的潜力。使用磁性圆二色性测量，我们将这些影响归因于原子级薄CrI 3的内在逐层反铁磁有序。我们的工作揭示了将磁信息存储推向原子薄极限的可能性，并强调了CrI 3作为vdW异质结自旋电子器件的最高级磁隧道势垒。
2018-01-26 cond-mat.mes-hall
Electrical detection of magnetization reversal without auxiliary magnets
基于各向异性磁阻的第一代磁性随机存取存储器需要磁场来进行写入和读取。现代的全电读/写存储器使用非相对论自旋输运将存储磁性层与参考铁磁体连接。最近的研究集中在不需要参考铁磁体的相对论自旋力矩对磁矩的电操纵上。在这里，我们报告的观测对应的磁阻效应，在这样一个相对论系统，使我们能够电气检测的符号磁化没有辅助磁场或铁磁体。我们观察到的效果在一个几何形状中，其中的单轴（Ga，Mn）As外延层的磁化设置为平行或反平行的电流诱导的非平衡自旋极化的载流子。在我们的结构中，当电流密度为$10^6$ A cm $^{-2}$时，线性电流磁电阻达到0.2%.
2015-06-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Extraordinary Hall resistance and unconventional magnetoresistance in Pt/LaCoO3 hybrids
研究了在LaCoO $_3$（LCO）铁磁绝缘膜上溅射Pt薄膜的横向霍尔电阻和纵向电阻。LaCoO $_3$薄膜沉积在几种具有（001）取向的单晶衬底[LaAlO $_3$（LAO），（La，Sr）（Al，Ta）O $_3$（LSAT），和SrTiO $_3$（STO）]上。LaCoO $_3$薄膜的物理性能通过磁性和输运性质的测量来表征。$_3$薄膜在40 K ~ 85 K的居里温度范围内发生顺磁到铁磁（FM）的转变，低于此温度时，Pt/LCO杂化材料表现出显著的异常霍尔电阻（EHR），最高可达50 m $Ω$，非常规磁电阻（UCMR）比$Δ$/ $ρ_0$约为$1.2 \times 10^{-4}$，并伴有常规磁电阻（CMR）.所观察到的自旋输运性质共享一些共同的特点，以及一些独特的特性相比，充分研究Y $_3$ Fe $_5$ O $_{12}$为基础的Pt薄膜。我们的研究结果呼吁新的理论，因为非凡的霍尔电阻和磁阻不能一致地解释现有的理论。
2015-09-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Temporal magnetic interfaces reveal damping-induced spin-wave amplification near the stripe-domain transition in ultrathin films with DMI
Institute of Spintronics and Quantum Information, Faculty of Physics, Adam Mickiewicz University（亚当·密茨凯维奇大学物理学院自旋电子学与量子信息研究所）
通过微磁模拟和解析理论，研究超薄CoFeB薄膜中的时间磁界面，发现阻尼在慢失稳区间反常驱动自旋波增长，实现高达175倍的频率保持放大。
2026-06-15 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Electron phonon coupling in ultrathin Pb films on Si(111): Where the heck is the energy?
该研究结合时间分辨光电子能谱与电子衍射，揭示Pb薄膜中电子热量先短暂存入高频声子、再经非谐耦合热化低频声子的机制。
2023-12-07 cond-mat.mes-hall
Strain Engineering of Magnetoresistance and Magnetic Anisotropy in CrSBr
本研究通过聚合物基底热冷却传递压缩双轴应变，显著增强少层CrSBr的磁阻与磁各向异性（易轴方向增强两倍），奈耳温度小幅降约10K，第一性原理计算验证了层间交换耦合等的应变调控作用，为二维磁半导体在自旋电子学等领域的应用提供了关键调控手段。
2025-07-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Unusual giant magnetoresistance effect in heterojunction structure of ultra-thin single-crystal Pb film on silicon substrate
半导体衬底上的超导薄膜是近年来研究的热点，因为超导薄膜衍生的电子学在未来的数据处理和存储技术中具有广阔的应用前景。通过在Si衬底上外延生长原子级均匀的几个纳米厚的单晶Pb薄膜，形成尖锐的超导-半导体异质结，我们获得了Pb薄膜超导时不寻常的巨磁电阻效应。除了这种效应的巨大根本利益之外，简单的结构以及与当前Si基半导体技术的兼容性和可扩展性为在单个芯片中集成超导电路和检测器提供了很好的机会。
2008-06-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Time-resolved diffraction and photoelectron spectroscopy investigation of the reactive molecular beam epitaxy of $\mathrm{Fe_3O_4}$ ultrathin films
我们目前的时间分辨高能X射线衍射（tr-HEXRD），时间分辨硬X射线光电子能谱学（tr-HAXPES）和时间分辨掠入射小角X射线散射（tr-GISAXS）数据的反应分子束外延（RMBE）的$\mathrm{Fe_3O_4}$薄膜在各种基板上。记录$\mathrm{Fe_3O_4}$在$\mathrm{SrTiO_3(001)}$、MgO（001）和NiO/MgO（001）上沉积期间的倒易空间图，以观察对$\mathrm{Fe_3O_4}$的反尖晶石结构的八面体和四面体亚晶格敏感的布拉格反射的时间演化。岩盐的出现和尖晶石排斥反射之间的时间延迟揭示了第一，铁氧化物膜以$\mathrm{Fe_{1-δ}O}$岩盐结构生长，独占八面体晶格位置。当该膜为1.1 $\,$ nm厚时，氧化铁膜的进一步生长在反尖晶石结构中进行，八面体和四面体晶格位置都被占据。此外，$\mathrm{SrTiO_3(001)}$上的氧化铁最初生长时没有这些结构。这里，岩盐结构的形成在膜为1.5 $\,$ nm厚时开始。这由在$\mathrm{SrTiO_3(001)}$上生长氧化铁期间获得的tr-HAXPES数据证实，其证明在生长薄于3.2 $\,$ nm的膜中过量的$\mathrm{Fe^{2+}}$阳离子。该岩盐相仅在生长期间出现，并且在停止供应Fe分子束之后消失。因此，可以认为盐岩夹层的结构是一个动态生长过…
2021-06-24 cond-mat.mes-hall
