Origin of training effect of exchange bias in Co/CoO due to irreversible thermoremanent magnetization of the magnetically diluted antiferromagnet
单一磁稀释外延反铁磁Co $_{1-y}$ O（100）层的不可逆热剩磁由其正剩磁和负剩磁下的热剩磁平均值决定。在磁场循环过程中，热释磁磁化强度呈现出连续的降低，这与对相应的Co $_{1-y}$ O（100）/Co双层测量的交换偏置的训练效应（TE）一致。交换偏置的TE被证明在磁稀释AFM的不可逆热释电磁化的TE中具有其微观起源。
2012-01-04 cond-mat.mtrl-sci
Giant perpendicular exchange bias with antiferromagnetic MnN
我们研究了基于反铁磁体MnN的面外交换偏置系统。采用反应磁控溅射法在SiO_2 $_x$衬底上制备了Ta / MnN / CoFeB / MgO / Ta多晶高织构薄膜叠层，并对其进行了X射线衍射和克尔磁测量。交换偏置和垂直磁各向异性的非平凡的修改被观察到作为薄膜厚度的函数，以及场冷却温度。在优化的薄膜叠层，一个巨大的垂直交换偏置3600 Oe和矫顽场350 Oe在室温下观察。有效界面交换能估计为$J_\mathrm{eff} = 0.24$ mJ/m $^2$和反铁磁体的有效单轴各向异性常数为$K_\mathrm{eff} = 24$ kJ/m $^3$。CoFeB层的最大有效垂直各向异性场为$H_\mathrm{ani} = 3400$ Oe。这些值大于任何以前报道的值。这些结果可能为磁稳定的、交换偏置的垂直磁化自旋阀开辟了一条道路。
2017-04-25 cond-mat.mtrl-sci
New Reversal Mode in Exchange Coupled Antiferromagnetic/Ferromagnetic Disks: Distorted Viscous Vortex
磁涡旋由于其独特的反转机制、迷人的拓扑性质和令人兴奋的潜在应用，近年来引起了人们的极大兴趣。此外，磁涡旋与反铁磁体的交换耦合也被证明会导致一系列新的现象和功能。本文报道了交换耦合Ir_（20）Mn_（80）/Fe_（20）Ni_（80）微粒中磁涡旋的一种新的磁化反转模式：扭曲粘性涡旋反转。与先前已知或提出的反转模式相反，涡旋在靠近界面处被扭曲，并且由于薄反铁磁体的未补偿自旋而被粘性地拖曳，这导致了湮灭场和成核场中的意外不对称。这些结果提供了一个更深入的了解交换耦合涡旋的物理，也可能有重要的影响，涉及交换耦合纳米结构的应用。
2015-04-27 cond-mat.mtrl-sci
Nature of magnetic exchange interactions in kagome antiferromagnets FeGe and FeSn
Institute of High Pressure Physics, School of Physical Science and Technology, Ningbo University（宁波大学物理科学与技术学院高压物理研究所）；College of Science, Nanjing University of Aeronautics and Astronautics（南京航空航天大学理学院）
研究kagome反铁磁体FeGe和FeSn中的磁交换相互作用，揭示其由层间耦合和Fe原子内铁磁耦合主导，且近邻交换能与Fe-Fe键长线性相关，压缩应变可提升反铁磁序温度。
2025-09-04 cond-mat.mtrl-sci
Electrical control of exchange spring in antiferromagnetic metals
利用电学方法操纵反铁磁自旋是发展低功耗反铁磁自旋电子学的迫切需要。尽管绝缘AFM的电调制通过其固有的铁电性和反铁磁性之间的耦合，AFM金属的直接电控制仍然具有挑战性，由于表面电荷的屏蔽效应，并且操纵被限制在有限的原子尺寸深度，这不足以形成稳定的AFM交换弹簧。在这封信中，我们主要报告了一个可逆的电子控制的交换弹簧在AFM金属，使用离子液体施加大量的电场效应。交换弹簧可以将力传递到铁磁/反铁磁界面，使AFM金属中的调制深度更深。在[Co/Pt]/IrMn模型系统和IrMn厚度为5 nm的单层IrMn膜中，研究了栅电压对AFM矩的影响.这一发现除了对全电调制金属原子力显微镜的自旋结构具有重要意义外，还将推动低功耗原子力显微镜自旋电子学的发展。
2015-04-06 cond-mat.mtrl-sci
Effects of nonmagnetic metal additives in metallic antiferromagnets on exchange bias
从结构、磁性和蒙特卡罗模拟的角度研究了金属反铁磁体（AFM）中添加金属杂质对CoFe/IrMn：Cu双层膜交换偏置（EB）的影响.稀释由铜原子的原子力显微镜IrMn的体积引起增强的EB场的温度在5 K和300 K之间。AFM的热释磁磁化强度也随着稀释而增强，定性地显示出与EB场相同的温度依赖性，并且是EB机制的起源。基于Heisenberg模型的蒙特卡罗模拟和与温度相关的未补偿AFM矩很好地证实了实验结果。
2007-01-08 cond-mat.mtrl-sci
Imprint from ferromagnetic skyrmions in an antiferromagnet via exchange bias
磁性Skyrmions是一种自旋拓扑结构，作为纳米级信息载体具有巨大的潜力。最近，Skyrmions已经被预测在反铁磁体中，在稳定性，尺寸和动力学性质方面比它们的铁磁类似物具有关键优势。然而，他们的实验证明仍然缺乏。在这里，我们展示了在室温和零外部磁场下，使用交换偏置，从铁磁skyrmions到IrMn反铁磁体薄膜的印记。使用高空间分辨率的X射线磁圆二色性光电子显微镜（XMCD-PEEM），我们观察到的印记自旋纹理内IrMn从XMCD信号的未补偿Mn自旋在界面处的铁磁体。这一结果为基于反铁磁体中skyrmion操纵的逻辑和存储器件开辟了一条道路。
2021-11-24 cond-mat.mtrl-sci
Atomistic origin of exchange anisotropy in $γ$-IrMn$_3$-CoFe bilayers
交换作用决定了原子自旋的铁磁（FM）或反铁磁（AFM）有序。当铁磁体和反铁磁体耦合在一起时，它们通常表现出交换偏置效应，即单向界面交换场引起磁滞回线的移动。这种界面交换场的有效大小最多是体交换的百分之几，这是由反铁磁体中的钉扎界面自旋引起的。已知钉扎自旋只占界面自旋总数的一小部分，但它们的确切性质和物理起源迄今为止还很难理解。在这里，我们表明，在技术上重要的$γ- IrMn_3/CoFe$结构的钉扎界面自旋实际上是离域的整个界面层。由于自然原子无序，反铁磁体中每个磁性子晶格中的自旋数量的微小不平衡产生钉扎自旋。这些被钉扎的自旋强烈地耦合到体反铁磁体，解释了它们显著的稳定性。此外，我们发现，铁磁体强烈扭曲的反铁磁体的界面自旋结构，导致一个大的可逆界面磁化，不有助于交换偏置。钉扎界面自旋的意外离域性质解释了它们的数量和稳定性，揭示了交换偏置效应的神秘微观起源。
2020-10-15 cond-mat.mtrl-sci
Exchange bias in Fe/Ir20Mn80 bilayers: Role of spin-glass like interface and bulk antiferromagnet spins
为了研究Fe/Ir_（20）Mn_（80）体系界面的磁性，我们进行了温度（T）、冷场（HFC）、交换偏置（EB）和训练效应等磁性测量。用直流磁控溅射法在室温下制备了不同厚度的Ir 20 Mn 80双层薄膜样品。随着Ir 20 Mn 80厚度的增加，交换偏置场（HEB）的变化预测了反铁磁（AFM）体自旋对EB的贡献。HEB和矫顽场（HC）随温度的指数衰减揭示了类自旋玻璃（SG）界面的存在。此外，HEB随HFC增加而降低证实了界面处的SG样挫折。此外，训练效果实验数据的拟合设想在这些EB系统的磁阻挫界面处存在冻结和可旋转自旋。
2019-06-04 cond-mat.mtrl-sci
Exchange energies in CoFeB/Ru/CoFeB Synthetic Antiferromagnets
层间交换耦合赋予合成反铁磁体特定的性质，使其适用于自旋电子学的几个应用。这种磁结构的有效使用需要深入了解磁特性及其与材料结构的相关性。在这里，我们建立了一个可靠的程序来量化层间交换耦合和层内交换刚度合成反铁磁体，我们将其应用到超光滑和非晶Co $_{40}$ Fe $_{40}$ B $_{20}$（5-40 nm）/Ru/ Co $_{40}$ Fe $_{40}$ B $_{20}$材料平台。两种交换相互作用之间的复杂相互作用导致在堆叠的厚度上的磁化取向的梯度，其以非平凡的方式改变堆叠的磁滞和自旋波本征模式。我们测量了限制在堆叠厚度内的前四个自旋波的频率的场依赖性。我们模拟这些频率和相应的厚度轮廓，这些自旋波使用微磁模拟。与实验结果的比较，可以推断出最好的解释样品行为的磁性参数。交换刚度确定为16 $\pm$ 2 pJ/m，与Co $_{40}$ Fe $_{40}$ B $_{20}$厚度无关。对于最薄的层，层间交换耦合从-1.7 mJ/m $^2$开始，并且对于厚至40 nm的CoFeB层，其可以保持在-1.3 mJ/m $^2$以上。我们的方法与早期的表征使用唯一的饱和场的比较认为，需要重新审查厚合成反铁磁体层间交换耦合的列表值。
2022-11-04 cond-mat.mtrl-sci
Coexistence of in-plane and out-of-plane exchange Bias in correlated kagome antiferromagnet Mn3- xCrxSn
具有交换偏置（EB）的材料由于在磁传感器中的重要应用而得到了广泛的研究，但其潜在的机制仍然是一个谜。在这里，我们报告的新颖共存的面内和面外的EB在铬掺杂Mn 3Sn，非共线反铁磁体与几何受挫Kagome平面的Mn。场冷却实验与所施加的场平行和垂直于挫折戈薇平面表现出回路移位和增强的双折射率。有趣的是，在Mn2.58Cr0.42Sn样品中观察到沿面外方向的最大EB场为1090 Oe，高于面内值。结果表明，沿垂直kagome平面的交换偏置主要是由于界面对称性的破坏而引起的Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用，而沿kagome平面的EB则是由于AFM和FM分量在界面处的交换效应引起的.这些发现为可果美AFM材料中电子束的研究提供了新的视角，对反铁磁自旋电子学的应用具有重要的意义和巨大的潜力。
2022-07-09 cond-mat.mtrl-sci
Possibility of exchange switching ferromagnet - antiferromagnet junctions
本文研究了由铁磁金属（FM）、反铁磁导体（AFM）和闭合电路的非铁磁金属组成的磁性结中的电流流动。具有高各向异性和晶格中磁性原子的钉扎自旋的FM层相对于AFM层充当自旋注入器。为了在AFM层中获得最终的磁化，施加磁场，其可以变化以控制磁化。来自FM层的自旋极化电流产生扭矩，并使得可以切换磁化。一种可能性，以降低阈值电流密度的数量级的磁场的装置。
2010-11-18 cond-mat.mtrl-sci
Strongly two-dimensional exchange interactions in the in-plane metallic antiferromagnet Fe$_2$As probed by inelastic neutron scattering
为了理解Cu $_2$ Sb结构类型材料中的自旋相互作用，在不同温度和入射中子能量下研究了Fe $_2$ As单晶的非弹性中子散射。实验声子谱与用密度泛函理论（DFT）计算得到的模拟声子谱吻合得很好。将测量的磁振子谱与通过线性自旋波理论获得的模拟磁振子谱进行比较，其中交换耦合常数使用Zhang等人（2013）中的自旋极化相对论Korringa-Kohn-Rostoker方法计算。模拟得到的磁振子谱与实验结果基本一致，但沿$K$方向的能量值被低估。Fe原子之间的交换耦合常数通过拟合实验磁振子谱进行了修正，揭示了比以前报道的更强的最近邻Fe 1-Fe 1交换耦合。尽管声子相互作用具有三维性质，但这种交换耦合的强度几乎比其他交换相互作用高一个数量级。在能量超过60毫电子伏的散射强度的缺乏，使得不受约束的确定的全套交换相互作用困难，这可能是一个根本的挑战，在金属反铁磁体。
2020-11-22 cond-mat.mtrl-sci
Rotational modes in molecular magnets with antiferromagnetic Heisenberg exchange
为了理解最近合成的分子磁体的低温行为，我们提出了量子自旋与最近邻反铁磁海森堡交换相互作用系统中存在旋转带的数值证据。虽然这一结果以前已经注意到了环阵列的偶数个自旋网站，我们发现，它也适用于环的奇数个网站，以及为所有的多面体配置，我们已经调查（四面体，立方体，八面体，二十面体，三棱柱，轴向截断二十面体）。它演示了如何在许多情况下，可以准确地预测使用底层的自旋阵列的子晶格结构的旋转带的水平。我们说明了如何旋转带的特性可以提供有价值的估计低温磁化率。
2000-09-21 cond-mat.mtrl-sci
Trigonal layered rosiaite-related antiferromagnet MnSnTeO6: ion-exchange preparation, structure and magnetic properties
Na 2SnTeO 6在熔盐混合物中的离子交换处理导致与玫瑰石（PbSb 2 O 6）相关的MnSnTeO 6。用Rietveld法对其晶体结构进行了优化。在Sn/Te分布的三种可能模型中，基于键距，无序模型（（P3 Im，a = 5.23093（11）A，c = 4.62430（16）A）是优选的。然而，据推测，每个单独的（SnTeO 6）2层保留完整的前体的顺序和明显的无序只是由于堆垛层错。磁性研究表明，MnSnTeO_6在Neel温度TN = 9.8K时为反铁磁有序。有效磁矩与假设Mn 2+（S = 5/2）的高自旋组态的理论估计合理地一致。电子自旋共振揭示自旋动力学按照反铁磁有序与临界增宽的ESR线宽表明低维类型的交换相互作用。基于温度和磁场相关的磁化强度研究，构建了新化合物的磁相图。
2020-10-06 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
Experimental determination of exchange constants in antiferromagnetic Mn$_2$Au
Mn $_2$ Au是一种重要的自旋电子学反铁磁材料。由于其非常高的Néel温度（约1500 K），一些基本性质难以探索，例如AF磁化率和交换常数。在薄膜中，由于反位和界面上不可避免地存在未补偿的准松散自旋，这些性质的实验测定变得更加复杂。利用X射线磁性圆二色性（XMCD）测量了Mn $_2$ Au（001）薄膜在垂直于面内磁矩方向上和高达8T的磁场下自旋和轨道对磁化率的贡献。通过在7 K的低温和室温下进行这些测量，我们能够将松散的自旋贡献与AF耦合自旋的磁化率分开。对于10 nm厚的Mn $_2$ Au（001）膜，用该方法获得的AF交换常数的值等于（24 $\pm$ 5）meV。
2018-03-09 cond-mat.mtrl-sci
Anisotropic Gigahertz Antiferromagnetic Resonances of the Easy-Axis van der Waals Antiferromagnet CrSBr
我们报告测量反铁磁共振的范德华易轴反铁磁CrSBr。层间交换场和磁晶各向异性场可与实验室磁场相媲美，从而可以获得多种千兆赫频率的动力学模式。通过将共振频率映射为外加磁场的大小和角度的函数，我们确定了反铁磁动力学的不同区域。的光谱表现出良好的协议与朗道-Lifshitz模型的两个反铁磁耦合的子晶格，占层间交换和三轴磁各向异性。拟合使我们能够量化控制磁动力学的参数：在5 K时，层间交换场为$μ_0 H_E =$ 0.395（2）T，硬轴和中间轴各向异性参数为$μ_0 H_c =$ 1.30（2）T和$μ_0 H_a =$ 0.383（7）T。面内各向异性的存在使得可以使用面内磁场来控制反铁磁共振之间的杂化程度。
2022-08-05 cond-mat.mtrl-sci
Zero-field magnetic skyrmions in exchange-biased ferromagnetic-antiferromagnetic bilayers
本研究利用原子尺度自旋动力学模拟表明，交换偏置FM-AFM双层膜可借助AFM有效场和界面粗糙度在零外场下稳定铁磁斯格明子。
2024-03-02 cond-mat.mtrl-sci
Field induced long-range-ordering in an S=1 quasi-one-dimensional Heisenberg antiferromagnet
我们测量了自旋为1的一维海森堡反铁磁体NDMAP的热容和磁化强度，并绘制了磁场-温度相图。我们发现了一个磁场诱导的长程磁有序。我们已经成功地从理论上解释了相图。
2000-06-20 cond-mat.mtrl-sci
Bi-domain state in the exchange bias system FeF2/Ni
独立交换偏置子系统可以共存于FeF 2/Ni双层膜后，各种场冷却协议。我们发现双磁滞回线的中间冷却领域，而对于小或大的冷却领域的负或正移动的单回路，分别遇到。子环和单环具有相同的交换偏置场的绝对值，μ_0H_E = 0.09T。这表明反铁磁体分裂成两个符号相反但作用于铁磁体的偏置幅度相等的磁子系统。在这种情况下，铁磁体不经历来自反铁磁体的平均偏置，而是经历两个独立的子系统（“双畴”状态）。这一想法得到了包括反铁磁效应在内的微磁模拟的证实。我们还提出了实验，这些反铁磁的“域”边界的热激活运动可以实现。
2005-01-06 cond-mat.mtrl-sci
Magnon Transport in the Presence of Antisymmetric Exchange in a Weak Antiferromagnet
Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用（Dzyaloshinskiii-Moriya interaction）是自旋电子学研究领域许多现代发展的核心。已知磁致伸缩产生非共线的磁性纹理，并且在反铁磁体中可以采取两种形式：均匀或子晶格间，导致小的倾斜力矩和不均匀或子晶格内，导致手性结构的形成。在这项工作中，我们首先确定的有效领域所产生的反铁磁性氧化铁赤铁矿，$α$ -Fe $_2$ O $_3$的薄膜中，使用SQUID基于磁强计和运输测量的强度。我们证明，在不同取向的磁场下，在这些薄膜中的长距离磁振子输运中引入了可重构性。当塞曼能量与电磁场产生的有效场竞争时，在相反方向上旋转的外部场的易磁化轴方向周围出现磁滞现象，其宽度随着磁场的增加而减小。
2021-10-18 cond-mat.mtrl-sci
Giant magnetocaloric effect in exchange-frustrated GdCrTiO5 antiferromagnet
本文报道了交换阻挫对GdCrTiO $_5$化合物磁热性能的影响。由于磁相互作用的高度交换阻挫性质，在GdCrTiO $_5$，长程反铁磁有序发生在更低的温度$T_N$ =0.9 K和磁冷却功率显着增强相对于在几个几何阻挫系统中观察到的。在5 K以下，当磁场变化（$ΔH$）为7 T时，等温磁熵变（- $ΔS_{\rm m}$）为36 J kg $^{-1}$ K $^{-1}$.此外，- $ΔS_{\rm m}$不会随着$T$的降低而从其最大值降低到非常低的温度，并且本质上是可逆的。当$ΔH$ =7 T时，绝热温度变化$ΔT_{\rm ad}$为15 K。这些磁热参数显着大于几个潜在的磁制冷剂，即使是小的和中等的磁场变化。本研究不仅表明GdCrTiO $_5$可以被认为是一种潜在的低温磁制冷剂，而且促进了交换阻挫对磁热效应作用的进一步研究。与此相反，只有几何挫折的磁热效应的作用，以前报道的理论和实验研究的很少系统。
2018-05-05 cond-mat.mtrl-sci
Modeling exchange bias microscopically
交换偏置是在铁磁层与反铁磁层接触时观察到的磁滞回线的水平位移。由于交换偏置与反铁磁体的自旋结构有关，因此为了对其进行基本的理解，不可避免地需要详细了解反铁磁体层的物理特性。一个模型进行了研究，其中域中形成的体积的AFM稳定稀释。这些磁畴在初始冷却过程中被冻结，携带引起和控制交换偏置的recrystalnet磁化。通过改变反铁磁体的各向异性，我们发现交换偏置对反铁磁体各向异性的依赖性很大。
2002-03-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Strain-driven switching between antiferromagnetic states in frustrated antiferromagnet UO2 probed by exchange bias effect
本研究通过UO2/Fe3O4双层膜的交换偏置效应，利用衬底应变调控单离子各向异性，实现受阻反铁磁体UO2中不同对称性反铁磁态的可逆切换，为自旋电子学应用提供新途径。
2023-10-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Exchange bias driven by the Dzyaloshinskii-Moriya interaction and ferroelectric polarization at G-type antiferromagnetic perovskite interfaces
交换偏置通常是合理的调用自旋钉扎效应所造成的未补偿的反铁磁界面。然而，补偿反铁磁体的其他外在因素，如界面粗糙度或自旋倾斜，必须考虑产生一个小的未补偿。作为替代方案，在这里，我们提出了两个（相关）可能的机制，驱动的内在Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用和铁电极化，在钙钛矿与补偿G型反铁磁性的交换偏置效应的解释。其中一种机制仅在涉及多铁性材料时才起作用，并且可由电场控制。
2009-09-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Dual Behavior of Antiferromagnetic Uncompensated Spins in NiFe/IrMn Exchange Biased Bilayers
我们提出了一个全面的研究模型系统中的交换偏置效应。通过数值分析交换偏置场和矫顽场随反铁磁层厚度的变化关系，推导出反铁磁层的平均各向异性常数的绝对值。我们发现，IrMn的各向异性表现出有限的尺寸效应作为厚度的函数。数据分析中涉及的界面自旋无序进一步得到了界面未补偿自旋的双重行为的观察的支持。利用软X射线共振磁反射仪，我们已经观察到，反铁磁未补偿的自旋主要是冻结与几乎没有旋转自旋由于化学互混，这与交换偏置的推断机制。
2009-12-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Antiferromagnetic Exchange Interaction between Electrons on Degenerate LUMOs in Benzene Dianion
本文利用有效$π$轨道模型的数值对角化方法，讨论了苯二价阴离子（Bz $^{2-}$）的基态。发现其基态可以是自旋单重态，LUMO之间的交换耦合可以是反铁磁的。
2012-08-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el physics.atm-clus
Electrically Tunable Topological State in [111] Perovskite Materials with Antiferromagnetic Exchange Field
基于交错电势和反铁磁交换场的能带工程，在存在内禀自旋轨道耦合的情况下，蜂窝晶格上的电子可能同时具有非零的Chern数和自旋Chern数的拓扑态.通过第一性原理计算，我们证实了该方案可以通过材料改性来实现，在钙钛矿G型反铁磁绝缘体中，沿[111]方向生长，d电子在单个弯曲的蜂窝晶格上跳跃。这种材料对于自旋电子学应用是理想的，因为它提供了自旋极化的量子化边缘电流，对磁缺陷和磁缺陷都是鲁棒的，并且自旋极化可通过反转电场来调节。
2013-01-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Rotation of easy axis in training effect and recovery of exchange bias in ferromagnet/antiferromagnet bilayers
对于铁磁/反铁磁双层膜，在用FeNi/FeMn系统测量训练效应和交换偏置恢复的过程中，观察到了\textit{for the first time}易磁化轴的旋转。这些突出的现象强烈建议反铁磁自旋在随后的磁滞回线测量的不可逆运动。结果表明，易磁化轴的旋转可以部分解释训练效应和交换偏置的恢复。
2007-10-13 cond-mat.mtrl-sci physics.soc-ph physics.space-ph
Single-shot laser-induced switching of an exchange biased antiferromagnet
磁有序的超快操纵挑战了我们对磁性材料的基本性质和动力学性质的理解。到目前为止，Single Shot磁开关仅限于亚铁磁合金和多层膜。在铁磁（FM）/反铁磁（AFM）双层膜中，交换偏置（He）来自两层之间的界面交换耦合，反映了反铁磁的微观取向。在这里，我们证明了Single Shot开关的反铁磁体（改变的符号和振幅的他）与一个单一的飞秒激光脉冲在IrMn/CoGd双层的可能性。我们展示了切换为不同的层厚度和组合物的宽范围的注量。原子模拟预测超快开关和恢复的AFM磁化的时间尺度为2 ps。这些结果提供了最快和最节能的方法来设置交换偏置，并为超快自旋电子器件的潜在应用铺平了道路。
2023-02-09 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Magnetic properties of double exchange biased diluted magnetic alloy/ferromagnet/antiferromagnet trilayers
研究了由稀磁合金CuMn（Cu0.99Mn0.01）、软磁铁磁体Py（Ni0.8Fe0.2）和反铁磁体α-Fe_2 O_3组成的三层膜的磁性能。在T = 3-100 K温度范围内对用超高真空磁控溅射法生长的样品进行了磁性表征。观察到典型的交换偏置特征，即明显的磁滞回线移动和矫顽力增强。此外，还在明确限定的温度和CuMn厚度范围内获得了反向偏置的存在，这对于基于自旋玻璃的结构已经有报道。
2013-04-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Electrical-controllable antiferromagnet-based tunnel junction
本文实现了Pt/Co/Pt/Co/IrMn/MgO/Pt电控反铁磁隧道结，利用IrMn中交换弹簧和交换偏置的自旋轨道矩翻转，同时实现信息存储与16种布尔逻辑运算，为反铁磁逻辑存储器奠定基础。
2024-04-01 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Complete $T_c$ suppression and Néel triplets-mediated exchange in antiferromagnet-superconductor-antiferromagnet trilayers
理论上证明反铁磁绝缘体-超导体-反铁磁绝缘体三层膜中Néel三重态Cooper对可通过AFI层Néel矢量夹角控制超导临界温度并介导交换相互作用。
2023-10-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Exchange striction determines how fast antiferromagnetic insulators demagnetize
Istituto Italiano di Tecnologia（意大利理工学院）；Institute for Molecules and Materials, Radboud University（拉德堡德大学分子与材料研究所）
该研究发现交换耦合对离子位移的导数是预测绝缘反铁磁体退磁速度的可计算参数，通过实验与模拟揭示Cr₂O₃退磁远快于FeBO₃源于交换收缩效应，为相关材料筛选提供了实用路径。
2026-09-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Correlation, excitation, and relaxation of the antiferromagnetic nanoparticle
研究了倾斜反铁磁赤铁矿纳米粒子$α$ -Fe $_2$ O $_3$中自旋的动力学.该系统包括两个亚晶格之间的反铁磁交换（$J$）以及由单轴各向异性主导的势，并通过热触发自旋-声子机制耗散。发现交换$J$降低了超顺磁弛豫，并在低温下驱动了横向自旋的非相干弛豫。动力学性质是半定量的了解内的交换相互作用$J$的作用，并同意与最近的非弹性中子散射实验。
2004-01-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
The magnetic exchange parameters and anisotropy of the quasi-two dimensional antiferromagnet NiPS$_3$
用中子非弹性散射测量了粉末状NiPS $_3$（一种准二维蜂窝晶格反铁磁体，自旋为$S = 1$）的磁激发.光谱显示出清晰的，色散的磁振子与$\sim 7$ meV的间隙在布里渊区中心。使用具有单离子各向异性的海森堡哈密顿量来拟合数据，假设蜂窝平面之间没有磁交换。磁交换相互作用的第三intraplanar最近的邻居是必需的。拟合结果表明，NiPS $_3$具有与$Δ= 0.3$ meV的易轴各向异性，第三近邻具有$J_3 = -6.90$ meV的强反铁磁交换。数据可以合理地拟合与$J_1 < 0$或$J_1 > 0$，然而，最好的定量协议与高分辨率数据表明，最近邻的相互作用是铁磁性与$J_1 = 1.9$毫电子伏，第二个最近邻的交换是小的和反铁磁性与$J_2 = -0.1$毫电子伏。色散在布里渊区拐角处具有最小值，该最小值略大于布里渊区中心处的最小值，表明NiPS $_3$的磁结构接近不稳定。
2018-08-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Crystal Structure Manipulation of the Exchange Bias in an Antiferromagnetic Film
交换偏置是磁学中研究最广泛的现象之一，因为当铁磁体（FM）与反铁磁体（AFM）耦合时，它对铁磁体（FM）施加单向各向异性，因此交换偏置的控制对于诸如磁性随机存取存储器和巨磁阻传感器的技术应用是非常重要的。在这封信中，我们报告的晶体结构操纵的交换偏置在外延hcp Cr_2O_3薄膜。通过外延生长Cr原子的c轴和自旋位于膜平面内的Cr_2O_3（10-10）取向薄膜，我们证明了Cr_2O_3与相邻坡莫合金层之间的交换偏置从（0001）取向Cr_2O_3薄膜中观察到的面外偏置调整到面内偏置。这是由于Cr原子的自旋和相邻的FM层之间的共线交换耦合。这种高度各向异性的交换偏置现象在多晶膜中是不可能的。
2016-06-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Understanding the non-collinear antiferromagnetic IrMn$_3$ surfaces and their exchange-biased heterostructures from first principles
我们对T1非共线反铁磁L1 $_2$ -IrMn $_3$表面和L1 $_2$-IrMn $_3$ /Fe异质结构的热力学稳定性、结构参数和磁性进行了完整和系统的第一性原理研究。此外，我们研究了异质结中的交换偏置效应，并描述了其以前未知的复杂的界面处的磁耦合。我们考虑了四种原子配置和四种磁性安排，找到两个稳定的终端的表面和异质结构，这是在很好的协议与实验HR-TEM数据。用比较的方法来分析异质结的交换偏置特性，我们发现Mn-Fe相互作用的数量与交换偏置强度有关。这一发现可能会导致新的交换偏置剪裁方法，通过控制层的终止。最后，我们能够准确地描述界面磁耦合原子原子，我们发现在界面处的反铁磁秩序和异质结构的稳定性之间的关系。我们的分析提供了一个可能的机制，在非共线/共线异质结的交换偏置的外观，它是在很好的协议与实验滞后测量的IrMn $_3$ /Fe系统。
2020-10-14 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Anomalous Hall effect in an amorphous antiferromagnet with inverted hysteresis
School of Materials Science and Engineering, Tsinghua University（清华大学材料科学与工程学院）
研究发现非晶反铁磁体在零场下实现磁反转并产生大异常霍尔效应，为低功耗存储器件设计提供新途径。
2025-12-03 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Transient Exchange Interaction in a Helical Antiferromagnet
我们已经进行了时间分辨共振X射线散射研究在镧系金属Dy揭示的动态响应的螺旋顺序交换耦合注入非极化自旋。所观察到的自旋动力学显着慢于镧系金属中的铁磁相所表现出的，并强烈依赖于温度和激发通量。这种独特的行为是由于传导电子费米表面形状的瞬态变化和随后的散射事件将激发转移到核心自旋。
2014-09-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Strain driven antiferromagnetic exchange interaction in SrMnO$_3$ probed by phase shifted Spin Hall magnetoresistance
多铁性在拓扑磁性和逻辑存储器应用中重新引起了人们的兴趣。其中，SrMnO $_{3}$，具有很强的磁电耦合是获得关注的设计共存的磁性和极性的订单应变。在这里，我们证明了反铁磁交换相互作用应变SMO薄膜中提取的自旋霍尔磁阻，这还没有被探索在早期的工作中，如在磁性绝缘体的相位响应的一个新的功能。我们解释了我们的研究结果与模型，包括沿[110]方向的磁各向异性，证实与DFT研究，是一致的SrMnO $_{3}$的铁电极化的方向。从我们的研究中获得的基本见解确立了这种材料在磁电耦合器件中用于不同逻辑和存储器应用的潜力。
2022-11-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Antiferromagnetic Exchange Interactions in Ni$_{2}$Mn$_{1.4}$In$_{0.6}$ ferromagnetic Heusler alloy
Ni-Mn-Z（Z = Ga，In，Sn，Sb）Heusler合金的磁性主要归因于Mn原子间的Rudermann-Kittel-Kasuya-Yoshida型相互作用。我们研究磁相互作用在这样的合金，镍$_{2}$锰$_{1.4}$在$_{0.6}$，并试图解释的起源反铁磁（AFM）相互作用共存的铁磁的。通过X射线吸收光谱和X射线磁性圆二色性（XMCD）的结合，我们发现，镍起着重要的作用，随着锰的整体磁性。一个显着的杂交，开发之间的Mn和Ni轨道的结果在一个小的反铁磁矩在Ni网站。在马氏体相的XMCD磁滞回线的位移表明，反铁磁性的结果从超交换，如由Ni介导的Mn原子之间的相互作用。
2013-04-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Large surface acoustic wave nonreciprocity in synthetic antiferromagnets
本文研究了声表面波在铁磁/非磁/铁磁多层膜中的传播。SAW散射矩阵的研究与各种非磁性间隔厚度的设备，它定义了层间交换耦合的强度。我们发现当两个铁磁层反铁磁耦合时，声表面波的传输幅度依赖于它们的传播方向。这种SAW非互易性的程度随着交换耦合强度的增加而增加，并且对于具有最薄间隔层的器件达到37 dB/mm。这些结果表明，层间交换耦合的合成反铁磁体的可行的声学非互易传输设备，如循环器和隔离器的潜力。
2022-03-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Switchable Exchange Bias Resulting from Correlated Domain Structures in Orthogonally Coupled Antiferromagnet/Ferromagnet van der Waals Heterostructures
本研究在正交耦合的CrSBr/Fe₃GeTe₂范德华异质结构中发现可切换交换偏置，通过离轴电子全息揭示其微观起源为CrSBr调控FGT形成条纹畴，阐明了正交范德华系统交换偏置机制并提供三维畴结构调控新路径。
2025-07-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Evidence for biquadratic exchange in the quasi-two-dimensional antiferromagnet FePS$_3$
FePS $_3$是具有蜂窝晶格的范德华化合物，其是具有类伊辛各向异性的二维反铁磁体的良好示例。来自FePS3的中子能谱数据先前使用具有单离子各向异性的直接海森堡哈密顿量进行了分析。分析涵盖了数据的大部分内容，但仍存在一些重大差异。这种差异在布里渊区边界处最为明显。随后对数据进行重新分析，允许在名义上相等的最近邻之间进行不平等交换，从而解决了差异。的来源的不平等的交流是由于一个双二次交换项的哈密顿量，最有可能产生从一个强的磁晶格耦合。新的参数表明，沿某些布里渊区边界有与狄拉克磁振子节线一致的特征。
2020-05-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Effect of antiferromagnetic exchange interactions on the Glauber dynamics of one-dimensional Ising models
本文研究了反铁磁相互作用对两个不同的一维$\pm 1$伊辛模型的单自旋翻转Glauber动力学的影响。第一个模型是一个伊辛链与反铁磁交换相互作用仅限于最近的邻居和受振荡磁场。描述亚晶格磁化强度随时间演化的主方程组可以在线性场近似和长时间限制内容易地求解。在低频下，仅当由于不同的旋磁因子（即，在存在亚铁磁短程有序的情况下）。第二种模型是轴向次近邻伊辛（ANNNI）链，其中次近邻（nnn）之间的反铁磁交换被假定为与任一符号的最近邻（nn）交换相互作用竞争。在三自旋关联函数的解耦近似的框架下，研究了该模型对弱振荡磁场的长时间响应。在这样一个近似的理论框架内，计算动态临界指数z，定义为${1/τ} \approx ({1/ ξ})^z$（其中τ是链的最长弛豫时间，τ是链的相关长度），表明ANNNI链的T=0单自旋翻转Glauber动力学与无阻抑的Ising链处于不同的普适类。
2007-07-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Broken-symmetry self-consistent GW approach: degree of spin contamination and evaluation of effective exchange couplings in solid antiferromagnets
我们采用对称性破缺的策略来计算全自洽GW方法中的有效磁常数$J$。为了理解破对称周期解中存在的自旋污染程度，我们提出了几个尺寸广泛的量，证明无限制自洽GW很好地保留了无限制Hartree-Fock解的破对称特征。所提取的$J$与多参考波函数计算结果接近。在本文中，我们建立了一个强大的计算程序，找到磁耦合常数从自洽GW计算，并将其应用到固体反铁磁镍和锰氧化物。
2022-07-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el physics.chem-ph
Highly efficient spin orbit torque in Pt/Co/Ir multilayers with antiferromagnetic interlayer exchange coupling
本文研究了Pt/Co/Ir多层膜中具有三个重复单元结构的自旋轨道矩（SOT）。由于该系统具有振荡层间交换耦合（IEC）与不同的Ir层厚度，我们比较的SOT的薄膜时，Co层的铁磁和反铁磁耦合。SOT的评价使用电流引起的异常霍尔电阻磁滞回线的移位。用作多层的种子层的相对厚的Pt层用于经由自旋霍尔效应产生自旋电流。在不存在反铁磁耦合的情况下，SOT相对于所施加的电流密度是恒定的，并且相应的自旋扭矩效率（即有效自旋霍尔角）为$\sim$ 0.09，与先前的报道一致。相反，对于具有反铁磁耦合的膜，SOT随着所施加的电流密度而增加并最终饱和。饱和时的SOT比无反铁磁耦合时的SOT大$\sim$ 15倍。如果我们假设由于反铁磁耦合净总磁化强度降低3倍，则自旋力矩效率是$\sim$的5倍。基于朗道-利夫希茨-吉尔伯特方程的模型计算表明，反铁磁耦合的存在可以增加SOT，但增强的程度是有限的，在这种情况下，到1.2-1.4的一个因素。因此，我们认为有其他来源的SOT，可能在界面上，这可能占在未补偿的合成反铁磁（SAF）多层膜的高效SOT。
2020-01-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Impact of Dzyaloshinskii-Moriya and anisotropic exchange interactions on the cubic kagome antiferromagnets Mn$_3$X and Mn$_3$AB
我们进行了对称性分析的ABC堆叠kagome平面的Mn原子共同的$L1_2$ Mn $_3$ X和反钙钛矿Mn $_3$ AB合金。除了已知的单离子各向异性和Kitaev型各向异性交换稳定这些材料中的120°自旋结构之外，我们的分析还导致了交错的Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用和最近邻自旋之间的进一步的伽马型各向异性交换。这些新项的存在并不影响120°基态的能量，这解释了它们在先前的最小磁模型中的缺失。我们继续表明，然而，它们的影响变得明显时，自旋波激发被认为是。我们强调这些影响，通过计算非弹性中子散射截面来说明实验手段探测这些隐形相互作用的存在和相对强度。
2022-11-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Impact of in-plane currents on magnetoresistance properties of an exchange-biased spin-valve with insulating antiferromagnetic layer
研究了面内交变电流对CoFe/NiCoO/CoFe/Cu/CoFe自旋阀的交换偏置、电阻和磁阻的影响。随着电流的增加，电阻增加，而最大磁阻比减小。值得注意的是，钉扎层的反转在两个场扫描方向上都被系统地抑制。由于NiCoO氧化物是良好的绝缘体，预期交流电流仅在CoFe/Cu/CoFe顶层中流动，因此排除了作用于反铁磁层中自旋的任何自旋转移力矩的存在。相反，我们的测量显示了电流引起的焦耳加热的影响的明确证据。此外，从温度相关的测量结果非常相似的电流依赖性，表明焦耳加热的效果在电流平面自旋阀配置中起着重要作用。结果还表明，铁磁层之间的自旋转移力矩可能仍然存在，并在足够高的电流与交换偏置竞争。
2008-01-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Terahertz Emission From an Exchange-Coupled Synthetic Antiferromagnet
我们报道了FeMnPt/Ru/FeMnPt和Pt/CoFeB/Ru/CoFeB/Pt合成反铁磁体（SAF）结构在飞秒激光照射下的太赫兹辐射;前者是通过反常霍尔效应产生的，而后者是通过逆自旋霍尔效应产生的.两个铁磁层的反平行排列导致太赫兹发射峰值幅度几乎是具有相同等效厚度的对应单层或双层发射器的两倍。此外，我们通过模拟和实验表明，太赫兹辐射提供了一个强大的工具来探测SAF结构中的单个铁磁层的磁化反转过程，因为太赫兹信号与两个铁磁层的磁化的矢量差成比例。
2020-04-29 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.optics
Experimental demonstration and analysis of random field effects in ferromagnet/antiferromagnet bilayers
30多年前，Malozemoff（Phys.Rev.B35，3679（1987））假设在铁磁体（F）和反铁磁体（AF）之间的界面处的交换相互作用可以充当有效的随机场，其可以深刻地影响系统的磁性。然而，到目前为止，这一假设还没有得到直接的实验验证。我们利用磁电测量来分析坡莫合金/CoO界面的有效交换场。我们的结果不能用准均匀有效交换场来解释，但与Malozemoff的随机场假设一致。该方法为存储、传感和计算等领域中磁性异质结构的有效交换场和各向异性的定量分析开辟了一条新的途径。
2020-04-20 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
