Magnetic properties of cobalt ultrathin film structures controlled by buffer layer roughness
本文通过磁控溅射制备 Au/Pt/Co/Au 多层膜，证明改变 Au 底层厚度可调控界面粗糙度与磁各向异性，从而在保持饱和磁化强度近恒定时将矫顽场调至约200–1100 Oe。
2023-03-27 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
Domain structure and perpendicular magnetic anisotropy in CoFe/Pd multilayers using off-axis electron holography
用直流磁控溅射法在热氧化硅衬底上制备了不同厚度的Co_（90）Fe_（10）/Pd多层膜。透射电子显微镜显示高度织构化的结晶膜具有柱状结构，而扫描透射电子显微镜和原子力显微镜分别表明一些层波纹和表面粗糙度。利用离轴电子全息术和磁力显微镜研究了Co 90 Fe 10/Pd多层膜的磁畴结构和垂直磁各向异性（PMA）。Co 90 Fe 10层厚度是决定磁畴尺寸和垂直磁化强度的主要因素：两者都随着厚度的增加而减小。在具有最薄的0.45 nm磁性层的样品中观察到最强的PMA。
2015-02-05 cond-mat.mtrl-sci
Tuning Perpendicular Anisotropy Gradient in Co/Pd Multilayers by Ion Irradiation
Ar+离子辐照Co/Pd多层膜的可调谐性已被用来创建依赖于深度的垂直各向异性梯度。通过调节Ar+的动能和注量，控制了局部结构改性的深度和横向密度。通过X射线磁性圆二色性和常规磁强计研究的一阶反转曲线分析表明，局部结构损伤削弱了表面附近的垂直各向异性，导致磁化向面内方向倾斜。离子辐照方法与其他合成方法互补，并且可以与其他合成方法结合使用，以使各向异性梯度最大化。
2014-08-07 cond-mat.mtrl-sci
Surfactant enhanced antiferromagnetic coupling in magnetron sputtered Cu/Co multilayers: A neutron reflectivity study
在这项工作中，我们研究了用直流磁控溅射技术与Ag表面活性剂制备的Cu/Co多层膜。结果发现，Ag平衡了Cu和Co的表面自由能的差异，这导致去除了Cu-on-Co和Co-on-Cu界面的界面粗糙度的不对称性。由于界面变得对称，我们观察到反铁磁耦合和磁阻显着增强。此外，通过比较不同沉积方法制备的Cu/Co多层膜，得到了自旋相关散射与界面粗糙度的相关性。结果发现，随着界面粗糙度的增加，自旋相关散射降低。
2012-09-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Temperature and bias voltage dependence of Co/Pd multilayer-based magnetic tunnel junctions with perpendicular magnetic anisotropy
测量了垂直磁化Co/Pd电极的磁性隧道结（MTJ）的温度和偏置电压依赖的输运。Co/Pd多层膜的磁化强度测量进行表征的电极。研究了Co/Pd双层膜中Co层的厚度、退火温度、MgO势垒界面处Co层的厚度以及双层膜的层数对隧穿磁电阻效应的影响。在室温下和13 K下的TMR-比率约为11%和18.5%的测量和两个定义良好的开关场观察。将结果与Co-Fe-B电极和面内各向异性的MTJ的测量结果进行比较。
2010-08-02 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic resonance spectroscopy of perpendicularly magnetized permalloy multilayer disks
使用磁共振力显微镜，我们比较的铁磁共振光谱的个别微米大小的磁盘具有相同的直径，1 $m$ m，但不同的层结构。对于由单个43.3nm厚的坡莫合金（Py）层组成的盘，垂直配置中的最低能量模式是均匀进动。较高能量的模式是沿着圆盘直径限制的自旋驻波。对于Cu（30）/Py（100）/Cu（30）nm多层结构，已经解释了最低能量模式变成了局限于Cu/Py界面的进动。当多层膜变为Py（100）/Cu（10）/Py（10）nm时，厚层的这种局域模与薄层的进动耦合。
2006-12-13 cond-mat.mtrl-sci
Electric-field-driven domain wall dynamics in perpendicularly magnetized multilayers
我们报道了在铁电BaTiO $_3$衬底上的Cu/Ni多层膜中由可逆电场驱动的磁畴壁运动。在我们的异质结构中，应变耦合到BaTiO $_3$衬底中具有面内和垂直极化的铁弹畴导致在Cu/Ni多层膜中分别形成具有垂直和面内磁各向异性的畴。分隔磁畴的壁弹性地钉扎到铁电畴壁上。利用磁光克尔效应显微镜，我们证明了跨BaTiO $_3$衬底的面外电场脉冲一致地移动磁畴和铁电畴壁。我们的实验表明，畴壁速度与电场强度的指数增加和相反的畴壁运动的正，负场脉冲。磁场不影响磁畴壁的速度，但独立地调整它们的内部自旋结构，导致高速下畴壁动力学的变化。
2017-02-12 cond-mat.mtrl-sci
Anomalous temperature dependence of phonon pumping by ferromagnetic resonance in Co/Pd multilayers with perpendicular anisotropy
我们证明了在一系列的[Co（0.8 nm）/Pd（1.5 nm）] $_n$多层膜（$n =$ 6，11，15，和20）与大磁致伸缩和垂直磁各向异性的铁磁共振声子泵。使用宽带铁磁共振的温度范围内（10至300 K），其中观察到的共振阻尼增强在对应于整个多层的驻波声子的频率的效果。这种效应的强度在10 K下与室温相比增强约4倍，这在磁致伸缩的温度依赖性预测小于2倍的增强的意义上是异常的。最后，我们证明了阻尼增强与线性响应理论定量预测的铁磁共振场的位移相关。
2021-10-04 cond-mat.mtrl-sci
MgO barrier-perpendicular magnetic tunnel junctions with CoFe/Pd multilayers and ferromagnetic insertion layers
研究了在CoFe/Pd多层电极的MgO势垒磁性隧道结（MTJ）中插入铁磁层（Co20 Fe 60 B20或Fe）对隧道磁电阻（TMR）特性的影响。退火温度为200 ℃时，CoFeB/MgO/Fe叠层MTJ的TMR率达到67%，当退火温度超过250 ℃时，TMR率迅速下降。TMR比的降低可能与B扩散到Pd层中导致CoFe（B）晶化为fcc（111）或bcc（011）织构有关。在沉积底部CoFe/Pd多层膜后在350 ℃下原位退火的MTJ在Ta =200 ℃下退火后显示出78%的TMR比率。
2009-10-22 cond-mat.mtrl-sci
Strong Enhancement of Spin-Orbit Torques and Perpendicular Magnetic Anisotropy in [Pt0.75Ti0.25/Co-Ni multilayer/Ta]n Superlattices
该研究开发了[Pt0.75Ti0.25/Co-Ni多层膜/Ta]n超晶格，其自旋轨道力矩效率随n线性增加、垂直磁各向异性场增强超2倍且开关电流密度低，为自旋电子技术提供了优质材料候选。
2025-08-24 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
Enhanced perpendicular magnetocrystalline anisotropy energy in an artificial magnetic material with bulk spin-momentum coupling
系统研究了Co $-$ Pt/Pd多层膜的垂直磁晶各向异性。我们的磁性测量数据表明，非对称的Co/Pd/Pt多层膜具有显着更大的垂直磁各向异性（PMA）的能量相比，对称的Co/Pt和Co/Pd多层膜样品。我们进一步通过对CoPt $_2$、CoPd $_2$和CoPtPd的第一性原理计算来支持该实验，CoPt和CoPtPd分别是在单位晶胞中由三个原子层组成的复合体材料，Pt/Co/Pt、Pd/Co/Pd、Pt/Co/Pd。通过估计体自旋-动量耦合对MCA能量的贡献，我们发现具有对称性破缺的CoPtPd多层膜具有比其他相似但缺乏对称性破缺的多层膜显著更大的垂直磁各向异性（PMA）能量。因此，这一观察结果提供了由于结构反转对称性破缺导致的PMA增强的证据，并突出了非对称CoPtPd作为第一种具有体自旋-动量耦合的人工磁性材料，这为设计具有强PMA的材料开辟了新的途径。
2019-04-22 cond-mat.mtrl-sci
Analysis of periodic Mo/Si multilayers: influence of the Mo thickness
用非破坏性分析方法研究了一组Mo/Si周期多层膜。Si层的厚度为5 nm，而Mo层的厚度从一个多层到另一个多层变化，从2到4 nm。这使我们能够探测与Si的多层膜的光学性能的界面附近的Mo层的非晶态到晶态之间的过渡的效果。该转变导致Mo层的折射率的变化（密度变化），如通过波长为0.154 nm的X射线反射率（XRR）所观察到的。结合X射线发射光谱和XRR，由Mo和Si层之间的相互作用形成的界面层的参数（组成，厚度和粗糙度）被确定。然而，这些参数并不作为Mo厚度的函数显著地演变。通过在1.33 nm处的漫散射观察到，当Mo厚度从2 nm到3 nm时，粗糙度的横向相关长度强烈减小。这是由于平行于多层表面的Mo微晶的发展。
2012-12-06 cond-mat.mtrl-sci
A drop of hyperfine field at Sn in Fe/Cr/Sn/Cr multilayers
用第一性原理泛函理论研究了Fe/Cr/Sn/Cr多层膜的磁性。用LAPW和SKKR方法计算表明，在$Fe_9/Cr_{14}/Sn/Cr_2$体系中存在两个解.其中一个是源于Cr中的反铁磁有序，另一个是与Cr中的无公度自旋密度波（ISDW）有关。该系统的一个特征是在比Cr中的常见ISDW的半长周期更薄的Cr膜中实现ISDW。在宽度小于四分之一波长的Cr层中，ISDW不是Sn处HFF急剧下降的原因。计算系统$Fe_3/Cr_8/Sn/Cr_8$与和不允许在Fe/Cr界面的粗糙度表明，粗糙度导致在Sn的HFF显着降低。
2004-11-24 cond-mat.mtrl-sci
Skyrmion-like states in multilayer exchange coupled ferromagnetic nanostructures with distinct anisotropy directions
我们报道了在垂直磁化的Co/Pt多层膜交换耦合的涡旋态的Co纳米盘组成的图案化铁磁纳米结构中的磁Skyrmion态的实验观察。的磁力显微镜和微磁学模拟表明，取决于在这些系统中的Co/Pt垂直各向异性的大小，实现了两种不同模式的skyrmion形成。
2014-10-14 cond-mat.mtrl-sci
Stability of Mn2RuxGa-based Multilayer Stacks
在350 ℃退火后，检查了基于亚铁磁性Mn 2 RuxGa（MRG）层和铁磁性Co/Pt多层膜的环形异质结构，以了解不同间隔层（V、Mo、Hf、HfOx和TiN）对与磁性电极的界面的影响。MRG中垂直各向异性的损失与由于晶体结构的弛豫而导致的衬底诱导的四方性的减少密切相关。在没有扩散的情况下，MRG内的应变和化学有序是相关的。Hf和Mo在MRG中的有限溶解度是额外价电子的来源，这导致补偿温度Tcomp的增加。这也稳定了垂直各向异性，补偿了应变和缺陷密度的变化。通过反常霍尔效应测量的MRG磁滞回线的矩形度的减小<10%，使得其在有源器件中是有用的。此外，CoPt 3相与（2 2 0）纹理的垂直Co/Pt自由层促进Mo间隔层是唯一一个保留其垂直各向异性退火。
2021-09-20 cond-mat.mtrl-sci
Influence of disorder on the perpendicular magnetoresistance of magnetic multilayers
从理论上研究了无序对磁性多层膜垂直磁电阻的影响。各种类型的障碍被认为是：（i）界面置换障碍和（ii）在各个层和铅体障碍。计算的基础上的非平衡格林函数形式主义，连同用于计算实空间格林函数的递归方法。
1999-07-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Engineering spin-orbit torque in Co/Pt multilayers with perpendicular magnetic anisotropy
为了解决尺寸减小的自旋电子器件的热稳定性问题，我们研究了具有强垂直磁各向异性的Co/Pt多层膜中的自旋轨道力矩。注意，自旋-轨道力矩是由来自每个Co层的顶部和底部界面的自旋电流的全局不平衡引起的。通过插入Ta或Cu层来加强自顶向下的不对称性，可以在不损害垂直磁各向异性的情况下极大地修改自旋-轨道扭矩效率。最重要的是，效率随着层数的增加而增加，从而在多层结构中同时实现稳健的热稳定性和高自旋轨道扭矩效率。
2015-10-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Controlled co-excitation of direct and indirect ultrafast demagnetization in Co/Pd multilayer with large perpendicular magnetic anisotropy
自1996年发现以来，超快退磁由于其科学严谨性和技术潜力而引发了巨大的研究兴趣。最近的一系列理论和实验研究提出了独立系统中的直接和间接激发过程。但是，它仍然缺乏一个统一的机制，仍然很有争议。在这里，第一次，我们证明，而不是直接或间接的相互作用，同时和控制的直接和间接的退磁机制的激励是可能的，在一个多层组成的重复的Co/Pd双层。此外，我们能够调制退磁时间（从~350 fs到~750 fs）的通量和厚度相关的间接激发由于热流垂直向下流动的顶层，这是一个完全不同的情况下，直接照射相结合。最后，通过调节抽运光的波长，可以有效地控制间接过程的贡献，从而证实了我们对超快退磁过程的理解。
2018-12-20 cond-mat.mtrl-sci
Tuning the interlayer coupling in La0.7Sr0.3Mn0.95Ru0.05O3 / LaNiO3 multilayers with perpendicular magnetic anisotropy
本研究针对具有垂直磁各向异性的LSMRO/LNO氧化物多层膜，通过调控顺磁LNO间隔层的原胞厚度，实现了层间耦合从反铁磁到铁磁的转变，并结合XMCD表征揭示了间隔层磁有序与相邻铁磁层的关联机制。
2024-06-25 cond-mat.mtrl-sci
Control and tunability of magnetic bubble states in multilayers with strong perpendicular magnetic anisotropy at ambient conditions
磁泡螺旋度通过拓扑上平凡的瞬态反转提供了额外的自由度，有望发展多维磁存储器。这一概念的一个关键要求是在环境条件下应用兼容的基板上的气泡状态的稳定。在目前的工作中，我们证明了一个稳定的程序，在高垂直磁各向异性的Reynolds泡态[（Co（0.44nm）/Pt（0.7nm）] $_X$，X = 48，100，150多层膜的Si/$_2$衬底上，通过探索不同强度和角度的外磁场（$H_\mathrm{m}$）相对于膜表面法线（$θ$）的效果。通过这两个参数的系统变化，我们表明，recrystallized气泡密度和平均气泡直径可以仔细调整和优化每个样品。我们的协议的基础上的磁力测量只揭示了在$H_\mathrm{m} = 0.87 H_\mathrm{s}$（$H_\mathrm{s}$是磁饱和场）和$θ=60^\circ - 75^\circ$的所有$X$的最大3736域/100 $μ$ m $^2$的X = 48的样品的重介电气泡状态。实验观察的支持下，考虑到纳米级的横向晶粒结构的多层磁控溅射沉积合成的微磁模拟，从而帮助理解在这些系统中发现的气泡状态的不同密度。
2022-02-19 cond-mat.mtrl-sci
Perpendicularly magnetized CoFeB multilayers with tunable interlayer exchange for synthetic ferrimagnets
本文研究了MgO/CoFeB（1.1nm）/Ta（$t$）/CoFeB（0.8nm）/MgO多层膜系统，其中两层CoFeB被不同厚度的Ta中间层$t$隔开。从互补技术，如超导量子干涉磁强计，铁磁共振频率测量和布里渊光散射光谱推导出的磁化特性可以通过改变Ta的厚度之间的$t$ =0.25 nm，0.5 nm和0.75 nm进行调谐。对于$t$ =0.5 nm，观察到铁磁耦合，而对于t=0.75 nm，实现了构建合成亚铁磁体所需的反铁磁耦合。在后一种情况下，两个亚铁磁排列之间或一个亚铁磁排列和一个亚铁磁排列之间的磁畴壁的形状是非常不同的。这种行为可以解释为偶极以及层间交换能和畴壁钉扎的变化的结果，这是实现基于合成铁磁体和反铁磁体的数据存储设备的重要结论。
2016-10-08 cond-mat.mtrl-sci
Seed Layer Impact on Structural and Magnetic Properties of [Co/Ni] Multilayers with Perpendicular Magnetic Anisotropy
[Co具有垂直磁各向异性（PMA）的[Ni/Ni]多层膜已被研究并应用于各种自旋电子学应用中。通常，研究籽晶层材料以向[Co/Ni]提供所需的面心立方（\textit{fcc}）织构，从而获得PMA。[Co/Ni]在后段工艺（BEOL）中的集成也要求PMA在退火后仍能存活。在本文中，NiCr，Pt，Ru和Ta种子层的结构和磁性的影响[Co（0.3 nm）/Ni（0.6 nm）]多层膜退火前后进行了研究。在室温下通过物理气相沉积在不同的籽晶上沉积\textit{in-situ}多层膜。所沉积的[Co/Ni]薄膜在所有籽晶上都显示出所需的\textit{fcc}（111）织构，但PMA仅在Pt和Ru上观察到。在NiCr和Ta籽晶上获得了面内磁各向异性（IMA），这归因于应变诱导PMA损耗。在退火后达到400 $^{\circ}$ C后，PMA保持在所有晶种上。在NiCr晶种上实现退火后的最大有效垂直各向异性能（$K_U^{\mathrm{eff}}\approx 2\times10^5$ J/m $^3$）。PMA退火后的演变不能解释退火过程中的进一步结晶或应变诱导的PMA，也不能观察到的磁化损失和退火后增加阻尼。在这里，我们确定的非磁性材料从种子到[Co/Ni]的扩散作为磁性能的变化的主要驱动力。通过选择晶种和后退火温度，[Co/Ni]可以在宽范围内调节PMA和阻尼。
2017-01-26 cond-mat.mtrl-sci
Twisted domain walls and skyrmions in perpendicularly magnetized multilayers
我们提出了一个分析理论来描述三维磁性纹理的垂直磁化的磁性多层膜中出现的静磁相互作用和Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用（Dzyaloshinskiii-Moriya）的存在下。我们证明，在多层畴壁开发一个复杂的扭曲结构，即使是具有较强的扭曲的薄膜仍然存在。这种扭曲的起源是表面体积杂散场相互作用，表现为一个深度依赖的有效场，其形式模仿的有效场。我们发现，壁扭曲的平衡skyrmion或域的大小有轻微的影响，但可以显着影响电流驱动的动力学。我们的结论是基于推导出的静磁能的解析表达式，并证实了微磁学模拟。
2018-09-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Pressure-dependent transition from atoms to nanoparticles in magnetron sputtering: Effect on WSi2 film roughness and stress
我们报道了在Ar磁控溅射沉积WSi 2过程中从几个原子簇到更大的纳米颗粒的两种状态之间的转变，以及纳米颗粒对非晶薄膜和多层膜性能的影响。溅射沉积的薄膜监测原位x射线散射，包括x射线反射率和掠入射小角度x射线散射。结果表明，在Ar背景压力Pc的突变的过渡与高能粒子热化的阈值，这是已知的规模作为产品的Ar压力和磁控管源和衬底表面之间的工作距离。低于Pc光滑的薄膜产生，而上述Pc粗糙度突然增加，与模型一致，其中颗粒聚集在沉积通量到达生长表面之前。WSi 2薄膜的结果与WSi 2/Si多层膜中应力的原位测量相关，该多层膜在Pc处表现出从压应力到张应力的相应过渡。拉伸应力归因于纳米颗粒的聚结和纳米空隙的消除。
2010-08-01 cond-mat.mtrl-sci
X-ray standing wave and reflectometric characterization of multilayer structures
用X射线驻波对合成周期多层膜的微结构进行了表征。结果表明，用X射线反射法（XRR）和X射线驻波法（XSW）相结合的方法对多层膜进行分析，可以克服各自技术在微结构分析中的不足。虽然界面粗糙度是更准确地确定了XRR技术，层组成是更准确地确定了XSW技术，其中一个元素是直接确定其特征发射。这些方面已经用20周期Pt/C多层膜的示例进行了解释。由于Pt溶解在C层中，Pt $_{x}$ C $_{1-x}$的C层的组成已通过XSW技术确定。在XSW分析中，当假定存在于C层中的Pt的总量在加宽的界面内时，其导致较大的界面粗糙度值，这与通过XRR技术确定的那些不一致。将界面粗糙度值限制为通过XRR技术确定的那些，需要在C层中溶解额外量的Pt以解释由驻波场激发的Pt荧光产率。该分析提供了C层的平均组成Pt $_{x}$ C $_{1-x}$。
2001-01-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Giant magnetoresistance and structure of electrodeposited Co/Cu multilayers: the influence of layer thicknesses and Cu deposition potential
采用恒电流/恒电位脉冲法在纯硫酸盐电解液中制备了Co/Cu多层膜，研究了不同膜厚、多层膜总厚度和Cu沉积电位对多层膜巨磁电阻（GMR）和结构的影响。X射线衍射（XRD）测量显示，超晶格卫星反射的许多多层具有足够大的厚度（至少2纳米）的两个组成层。由可见超晶格反射位置得到的双层重复数通常比标称值高10-20%，即使对于没有可见超晶格卫星的多层膜，观察到的巨磁电阻也由多层铁磁（FM）贡献主导。也总是有一个温和的超顺磁性（SPM）的GMR的贡献，这一项是最大的多层膜非常薄（0.5纳米）的磁性层显然含有少量的磁去耦SPM区域。在任何磁性层厚度下，均未观察到GMR随间隔层厚度的振荡行为。通过MR（H）曲线的峰值位置测量的磁饱和度的饱和度指示对于大间隔物厚度的磁性层的完全解耦。GMR随多层膜总厚度的增加而增加，这可以归因于由于增加的表面粗糙度而增加的SPM对GMR的贡献，也由增加的折射率表示。对于多层膜与铜层沉积在越来越多的正电位，GMRFM项增加和GMRSPM项减少。同时，用原子力显微镜测量的表面粗糙度的相应减少表明多层结构质量的改善，然而，并不伴随着超晶格反射强度的增加。
2017-02-03 cond-mat.mtrl-sci
Measurement of orbital asymmetry and strain in Co90Fe10/Ni multilayers and alloys: Origins of perpendicular anisotropy
我们利用宽带铁磁共振谱和X射线衍射研究了Co_（90）Fe_（10）/Ni多层膜中垂直各向异性的根本原因。通过仔细评估的光谱g因子，我们确定沿面外和面内方向的轨道矩。对于多层膜，我们发现轨道矩不对称性和垂直各向异性之间存在直接关系，这与Bruno的理论[P.Bruno，Phys. Rev. B，39，865（1989）]一致。系统的X射线衍射研究表明，在某些样品中存在高达0.7%的三角形应变。然而，我们发现应变和各向异性之间没有直接的相关性，表明各向异性不占主导地位的磁弹性效应。为了进一步研究界面结构对各向异性的影响，我们制备了一组等效合金试样。合金样品中的应变与多层样品中的应变相当;然而，合金样品中的轨道矩不对称性显示出非常不同的趋势，使我们能够隔离多层中的界面的影响。
2013-02-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Influence of oxygen ion implantation on magnetic microstructure in Pt/Co/Pt multilayers with perpendicular magnetic anisotropy
UPES Dehradun（印度能源与环境大学）；UGC-DAE Consortium for Scientific Research（UGC-DAE 科学研究联盟）；Variable Energy Cyclotron Centre, HBNI（可变能量回旋加速器中心，HBNI）；Indian Institute of Technology Roorkee（印度理工学院罗尔基）；Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY（德国电子同步加速器）；DIT University（迪特大学）
研究氧离子注入对Pt/Co/Pt多层结构垂直磁各向异性及磁域壁动力学的影响，发现注入后磁域壁速度显著提升，揭示了氧离子对磁微结构的调控机制。
2026-03-20 cond-mat.mtrl-sci
Strain-assisted magnetization reversal in Co/Ni multilayers with perpendicular magnetic anisotropy
由具有垂直磁各向异性的磁性薄膜与铁电基片结合而成的多功能材料代表了低功耗、快速、高密度自旋电子学的一种新途径。本文报道了在铁电PZT [Pb（Zr_xTi_1-x）O_3]基片上直接生长的饱和磁化强度和垂直各向异性可调的Co/Ni多层膜。高达+/-2 MV/m的电场使PZT膨胀0.1%，并在Co/Ni多层膜中产生至少0.02%的面内压缩。用电压改变应变可以使矫顽场降低30%以上。我们还表明，交替在平面内的拉伸和压缩应变（小于0.01%）可以用来传播磁畴壁。这种操纵高各向异性磁性薄膜的能力可以证明对于降低未来压控自旋电子器件中磁性元件的开关能量是有用的。
2016-01-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Antisymmetric magnetoresistance and helical magnetic structure in compensated Gd/Co multilayer
利用自旋相关的镜面和非镜面极化中子反射率（PNR），在Gd/Co多层膜中观察到了具有平面2π畴壁（DW）和高度相关磁畴的扭曲螺旋磁结构。具有偏振分析的镜面反射PNR揭示了在补偿温度（TComp）以下形成平面2π DW，导致该系统中的正交换偏置。具有自旋极化的离镜PNR显示每个Gd层的中心部分（厚度~ 25-30 μ m）的磁不均匀性的发展（磁粗糙度的增加），其中磁化垂直于（面内）所施加的场对准。这些磁粗糙度是垂直相关的，并导致在非镜面PNR数据的自旋翻转通道中的布拉格片，这有助于系统中TComp处的反对称磁阻。TComp周围高度相关的磁不均匀性（粗糙度）和畴结构的生长和可调谐性结合扭曲螺旋磁结构与平面2π DW将是应用于基于全自旋的技术的关键。
2019-04-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Structure and Giant Magnetoresistance of Electrodeposited Co/Cu Multilayers Prepared by Two-Pulse (G/P) and Three-Pulse (G/P/G) Plating
研究了电沉积Co/Cu多层膜的巨磁电阻效应。为了更好地理解单个层的形成及其对GMR的影响，比较了由两种不同沉积策略产生的多层膜。一个系列的Co（2 nm）/Cu（tCu）多层膜与tCu范围从0.5 nm到6 nm的常规双脉冲电镀生产通过使用恒电流/恒电位（G/P）脉冲组合的磁性/非磁性层沉积，分别，其中的Cu层沉积进行电化学优化的电位。在G/P/G脉冲组合的帮助下制备了具有相同tCu范围的另一个Co（2nm）/Cu（tCu）多层膜系列。在后一种情况下，首先在每个循环中沉积Co（2nm）/Cu（6 nm）的双层，如在G/P模式中，之后施加具有小阳极电流的第三G脉冲以溶解6 nm厚的Cu层的一部分，以确保目标tCu值。这两个系列的比较表明，G/P/G脉冲组合产生的多层膜的GMR可以获得，即使在这样低的标称Cu层厚度，其中G/P多层膜已经表现出批量样的各向异性磁阻只有。通过原子力显微镜的表面粗糙度测量结果表明，这两种脉冲组合产生不同的表面粗糙度值，其与多层膜的结构质量相关，如在X射线衍射图案中多层卫星反射的存在或不存在所示。多层化学分析的结果表明，主要是增加的Cu含量的磁性层是负责的SPM区的发病形式的Co偏析在G/P/G多层膜与小Cu层厚度。
2017-04-17 cond-mat.mtrl-sci
Mechanical properties of electrodeposited amorphous/crystalline multilayer structures in the Fe-P system
采用单浴法电沉积非晶/晶态多层结构的Fe-P合金。Hall-Petch行为的显微硬度相对于子层厚度观察到了15 nm的子层厚度。对于较薄的子层，获得硬度平台。在15 nm的子层厚度的过渡与在透射电子显微镜中观察到的多层结构的损失相一致。过渡是一个可能的结果，在非晶结晶子层厚度比和界面粗糙度的发展过程中的沉积过程中的变化。此外，在微弯曲实验中，对于具有小子层厚度的层状结构，观察到界面处的裂纹偏转。
2018-12-13 cond-mat.mtrl-sci
Interfacial tuning of perpendicular magnetic anisotropy and spin magnetic moment in CoFe/Pd multilayers
本文报道了在真空室中用直流溅射法制备的[CoFe 0.4nm/Pdt]6（t = 1.0- 2.0nm）多层膜的强垂直磁各向异性。多层膜的饱和磁化强度$M_s$和单轴各向异性$K_u$随着间隔厚度的增加而减小，在间隔厚度t = 2 nm时，$M_s$为155 emu/cc，$K_u$为1.14 $\times 10^5$ J/m $^3$。X射线吸收光谱和X射线磁圆二色性测量结果表明，CoFe薄膜中Co和Fe的自旋和轨道磁矩随Pd厚度的增加而减小，表明表面/界面磁性对薄膜的磁性能有重要贡献.
2013-09-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
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
Perpendicular magnetic anisotropy and magnetization process in CoFeB/Pd multilayer films
利用磁滞回线和克尔效应研究了[CoFeB $t$ nm/Pd 1.0 nm] $_n$（$t$ = 0.4，0.6，0.8，1.0和1.2 nm; $n$ = 2 - 20）多层膜的垂直磁各向异性和动态磁化反转过程.强和可控的PMA的有效单轴各向异性高达7.7 $\times$ 10 $^6$ J.m $^{-3}$和低至200 emu/cc的饱和磁化强度。CoFeB/Pd界面的表面/界面各向异性，PMA的主要贡献，是从有效的单轴各向异性的膜分离，并出现增加的CoFeB/Pd双层的数量。在磁化反转过程中，使用极性磁光克尔显微镜观察的磁畴示出了详细的行为的成核和位移的域壁。
2014-06-08 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
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
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
Spin-orbit torques in Co/Pd multilayer nanowires
研究了由20 nm厚的Co/Pd多层膜制成的具有垂直磁各向异性的铁磁纳米线的电流感生自旋轨道力矩。使用霍尔电压和锁定测量，发现在注入电流时，在平面内（Slonczewski样）和垂直（场样）扭矩在纳米线中建立。的扭矩效率被发现是高达1.17 kOe和5 kOe在108 A/cm 2的面内和垂直分量，分别为，这是令人惊讶地与以前的研究中的磁性双层膜（~ 1 nm）。我们发现，这一结果不能解释单独的自旋霍尔效应引起的扭矩在外界面，表明可能的贡献的大部分的Co/Pd多层。
2013-11-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Multilayer epitaxial graphene formed by pyrolysis of polycrystalline silicon-carbide grown on c-plane sapphire substrates
我们使用超高真空化学气相沉积在c平面蓝宝石晶片上生长多晶碳化硅（SiC），然后在真空中在1250和1450°C之间退火以产生外延多层石墨烯（MLG）。尽管多晶SiC的表面粗糙度和小的畴尺寸，但形成了共形MLG膜。通过平面化的SiC之前，石墨烯的生长，拉曼缺陷带的减少被观察到在最终的MLG.The石墨烯上形成的抛光SiC薄膜也表现出显着更有序的逐层生长和增加的载流子迁移率相同的载流子密度作为非抛光样品。
2011-03-31 cond-mat.mtrl-sci
Perpendicular magnetization reversal in Pt/[Co/Ni]$_3$/Al multilayers via the Spin Hall Effect of Pt
我们结合反常霍尔效应和磁光克尔效应技术，实验研究了Pt/[Co/Ni] $_3$ /Al多层膜的电流感生磁化反转.对于0.3 TA/m $^2$量级的电流密度，磁化反转通过相反极性的域的成核和传播发生。在这些实验中，我们证明了一个完整的控制每个阶段：i）的奥斯特场控制域成核和ii）域壁传播发生的自旋扭矩从Pt自旋霍尔效应。这种情况需要面内磁场来沿着电流调谐畴壁中心取向，以实现有效的畴壁传播。事实上，作为成核，域壁是手性和Néel样的，由于界面Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用。
2015-11-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Formation of periodical metal oxide multilayer structures for the X-ray standing wave applications
周期性多层膜（ML）结构可作为X射线驻波（XSW）发生器，用于研究固体/液体和固体/气体界面上的物体和过程。在本文中，我们调查的XSW应用的多层结构的结构性能的特定要求。我们考虑了ML结构中典型缺陷对X射线驻波形成的影响，并表明X射线驻波对多层结构中的随机缺陷非常鲁棒。相比之下，最顶层的粗糙度将对XSW实验结果产生强烈影响，因为ML作为研究对象的支持，因此表面几何形状直接转换为对象。在这项工作的实验部分，我们已经使用了离子束沉积生长Ni/Al金属和金属氧化物为基础的多层膜和原子力显微镜调查他们的表面质量。结果表明，金属氧化物可成功地用作X射线多层膜驻波发生器的基本材料。
2018-03-21 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
Domain wall motions in perpendicularly magnetized CoFe/Pd multilayer nanowire
利用反常霍尔效应测量方法研究了600 nm宽的Ta（5 nm）/Pd（5 nm）/[CoFe（0.4 nm）/Pd（1.2 nm）] $_{15}$ /Ta（5 nm）多层膜纳米线中电流诱导畴壁运动.结果表明，在低至1.44 $\times$ × 10 $^{11}$ A·m $^{-2}$的电流密度下，可以驱动DW的运动.从脱钉场对电流的依赖关系中定量地分离了被认为是DW运动有效场的奥斯特场（$H_{Oe}$）和自旋转移矩场（$H_{ST}$）的影响。结果表明，壁的运动基本上是由非绝热性与高的非绝热因子$β$高达0.4。
2014-05-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
A study of uranium-based multilayers: I. Fabrication and structural characterisation
本文讨论了一系列U/Fe、U/Co和U/Gd多层膜的结构特征。X射线反射率已被用来调查沿生长方向的层厚度和粗糙度参数和高角衍射测量已被用来确定层的晶体结构和取向。对于铀/过渡金属系统的情况，界面是扩散的，并且过渡金属以它们共同的体相的多晶形式存在，具有沿着最近堆积平面的优选取向;分别为Fe，bcc（110）和Co，hcp（001）。铀是一种结晶性差的斜方晶系，α-U状态。相比之下，U/Gd多层膜具有尖锐的界面，原子种类的混合可以忽略不计，并且具有粗糙度，这强烈依赖于钆层厚度。衍射光谱表明，在U和Gd层与强度一致的一个新的六方晶系U相的生长，稳定的六方晶系钆层的结晶度高。
2007-04-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Densely packed skyrmions stabilized at zero magnetic field by indirect exchange coupling in multilayers
本文提出通过精细调节多层膜参数并利用与强垂直各向异性均匀偏置磁层的层间电子耦合，在室温零场下实现密度可调、直径小于60 nm的密排斯格明子相。
2022-12-17 cond-mat.mtrl-sci
Perpendicularly magnetized Tb/Co multilayers featuring tilted uniaxial anisotropy: Experiments and modeling
Centro Atómico Bariloche（巴里洛切原子中心）；Instituto Balseiro, Universidad Nacional de Cuyo–CNEA（巴尔塞罗研究所，门多萨国立大学-国家原子能委员会）；Instituto de Nanociencia y Materiales de Aragón (INMA-CSIC)（阿拉贡纳米与材料研究所）；Universidad de Zaragoza（萨拉戈萨大学）
研究通过实验与建模揭示Tb/Co多层结构中垂直磁各向异性的倾斜特性及其对磁性行为的影响。
2026-01-23 cond-mat.mes-hall 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
Nonreciprocal Spin Waves in Nanoscale Domain Walls Detected by Scanning X-ray Microscopy in Perpendicular Magnetic Anisotropic Fe/Gd Multilayers
本研究利用 STXM 技术在具有垂直磁各向异性的 Fe/Gd 多层膜中观测到 Bloch 型畴壁内短至 281 nm 的非互易自旋波，揭示了 Bloch 点对磁子相位演化的破坏作用，证实了畴壁可作为磁子器件中的可编程波导。
2023-11-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Reverse depth profiling of electrodeposited Co/Cu multilayers by SNMS
电沉积制备的多层薄膜的整体质量受到表面和界面粗糙度的强烈影响，该粗糙度随着层数的增加而增加。正因为如此，前几层的可靠分析可能是必要的。然而，在基于溅射技术的深度剖析方法中，第一层总是在溅射坑的底部发现。由于在溅射过程中深度分辨率降低，因此前几层的分析是困难的。为了解决这个问题，我们使用反向二次中性质谱（SNMS）深度剖析方法的电沉积多层膜。我们用两种方法制备了薄膜样品。首先，在Si/Cr/Cu衬底上电沉积Co/Cu多层膜，并从最上层方向进行SNMS深度剖析。其次，电沉积的Co/Cu多层堆叠被涂覆有几微米厚的Ni层，并从Si衬底分离，以便从衬底侧研究膜结构。使用后一种方法，我们能够以高分辨率分析薄膜结构的第一层，可能是最均匀的层。
2009-02-10 cond-mat.mtrl-sci
Defect-free Perpendicular Diblock Copolymer Films: The Synergistic Effect of Surface Topography and Chemistry
我们提出了一个直接的自组装机制对获得无缺陷的垂直层状相的嵌段共聚物（BCP）薄膜。在我们的数值研究中，一个薄的BCP膜具有平坦的顶部表面上铸造的单向波纹固体基板。该基材经过化学处理，对两种BCP组分之一的偏好较弱。采用自洽场论（SCFT），我们发现，有一个增强的协同作用之间的两个基板特性：其地形（几何粗糙度）结合弱表面偏好。这种协同作用产生了理想的垂直层状相与完美的面内有序。无缺陷的BCP层状相是可再现的几个随机的初始状态，并获得了一系列的基板粗糙度和化学特性，即使是一个单向的多模基板粗糙度。我们的理论研究表明，可能的实验，将探讨单向基板抛光和化学表面处理之间的相互作用。这可能导致获得具有无缺陷横向对准的BCP膜的可行且经济的方式。
2016-08-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
