Spin dynamics in exchange-biased F/AF bilayers
研究了NiFe/MnNi双层膜铁磁-反铁磁耦合钉扎层在30 MHz-6 GHz宽频率范围内的自旋动力学.基于Landau-Lifshitz方程提出了F/AF双层膜复磁导率的唯象模型。实验结果与理论预测进行了比较。
2003-11-14 cond-mat.mtrl-sci
Strain control of the Neel vector in Mn-based antiferromagnets
控制反铁磁材料中的Neel矢量是阻止其用作有源器件组件的挑战之一。研究了几种方法，如交换偏置、电流和自旋注入，但对应变介导的各向异性知之甚少。对反铁磁L10型MnX合金MnIr、MnRh、MnNi、MnPd和MnPt的研究表明，对于所有材料，少量的应变有效地将Neel矢量的方向旋转90度。对于MnIr、MnRh、MnNi和MnPd，Neel矢量在基面内旋转。对于MnPt，Neel矢量在拉伸应变下从面外旋转到面内。应变控制的有效性是量化的度量的效率和直接计算的磁致伸缩系数。磁致伸缩系数的值与铁磁材料的值相当。这些结果表明，应变是一种机制，可以利用这个家庭的反铁磁体的尼尔矢量的控制。
2019-03-01 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Numerical simulation of magnetization process in antiferromagnetic ferromagnetic bilayer with compensated interface
利用海森堡哈密顿量的自洽平均场近似，研究了反铁磁双层膜的性质。在具有补偿界面的双层膜中发现了垂直交换耦合。对于均匀的反铁磁薄膜，由于在一定的外磁场临界值下，反铁磁薄膜内部产生横向不稳定性，因此计算出对称的磁滞回线。另一方面，对于由多个与易磁化各向异性轴方向垂直的畴组成的非均匀反铁磁薄膜，在有限交换偏置场作用下，得到了位移磁滞回线.
2005-08-02 cond-mat.mtrl-sci
Collective modes for an array of magnetic dots with perpendicular magnetization
计算了磁矩与阵列平面垂直的正方形平面阵列磁点磁矩集体振荡的色散关系。考虑了外磁场垂直于阵列平面的存在以及单点的单轴各向异性。考虑了所有磁矩平行的铁磁态和棋盘形反铁磁态。色散关系产生关于阵列的不同状态的稳定性的信息。存在一个临界磁场，低于该临界磁场铁磁状态不稳定。反铁磁态对于足够小的磁场是稳定的。当波矢的值接近零时，色散关系是非解析的。非平凡的范霍夫异常也发现了铁磁和反铁磁状态。
2010-02-07 cond-mat.mtrl-sci
Antiferromagnetic Domain Wall Control via the Surface Spin Flop in Fully Tunable Synthetic Antiferromagnets with Perpendicular Magnetic Anisotropy
反铁磁（AF）畴壁最近引起了人们的重新关注，不仅在新兴的AF自旋电子学领域，而且更具体地说，提供快速的畴壁速度和动态激发到太赫兹频率制度。在这里，我们介绍了一种方法，在合成反铁磁体（SAF）中的AF畴壁的成核和稳定。我们目前的实验和微磁学研究的磁化反转[（Co/Pt）$_{X-1}$ /Co/Ir] $_{N-1}$（Co/Pt）$_X$ SAF，其中界面诱导垂直磁各向异性（PMA）和AF层间交换耦合（IEC）完全控制通过多层堆叠内的各个层的厚度。通过将强PMA与更强的AF IEC相结合，SAF揭示了对垂直于表面施加的外部磁场的集体响应，并且我们稳定了偶数N个AF耦合（Co/Pt）$_{X-1}$ /Co多层块的特征表面自旋翻转（SSF）状态。在SSF状态下，我们的系统提供了良好控制和完全可调的垂直AF畴壁，易于集成，因为不需要单晶衬底，并且在膜平面中具有均匀的2D磁化，用于进一步的功能化选择，例如通过光刻的横向图案化。
2019-06-14 cond-mat.mtrl-sci
L10 Fe-Pd Synthetic Antiferromagnet through an fcc Ru Spacer Utilized for Perpendicular Magnetic Tunnel Junctions
具有大体积垂直磁各向异性（PMA）的磁性材料对于用于未来自旋电子存储器和逻辑器件的磁性隧道结（MTJ）的发展是必不可少的。最近预测，在这些MTJ中添加反铁磁层可以促进超快磁化切换。在这里，我们报告了一个示范的批量垂直合成反铁磁（P-SAFM）结构组成的（001）织构FePd/Ru/FePd三层与面心立方（fcc）相钌间隔。L10 FePd P-SAFM结构显示出大块PMA（~10.2 Merg/cc）和强反铁磁耦合（~2.60 erg/cm 2）。然后制造具有L10 FePd P-SAFM层的全垂直磁性隧道结（P-MTJ）。在室温（5 K）下，经350 ℃退火后，样品的磁电阻率可达25%（60%）。具有L10 FePd P-SAFM层的块状P-MTJ具有高热稳定性和大Ku，可以为下一代超高密度和超低能自旋电子学应用铺平道路。
2018-05-17 cond-mat.mtrl-sci
Emergent Magnetic Phases and Piezomagnetic Effects in Mn$_x$Ni$_{1-x}$F$_2$ Thin Film Alloys
本研究利用分子束外延生长的 Mn$_x$Ni$_{1-x}$F$_2$ 薄膜合金，探讨了随机竞争单离子各向异性对反铁磁体的影响，发现了压磁效应及倾斜反铁磁相等两种独特磁相，并构建了其磁相图。
2023-09-07 cond-mat.mtrl-sci
Magnetization reversal of giant perpendicular magnetic anisotropy at the magnetic-phase transition in FeRh films on MgO
磁各向异性、Rashba型相互作用、拓扑绝缘体等自旋-轨道相互作用引起的物理现象引起了人们的极大关注。特别地，对于下一代高密度存储器应用，对具有潜在的大的垂直MA（PMA）的新型反铁磁材料的研究已经变得非常密集。在这里，我们建议，过渡金属Ru和Ir，在周期表中的相邻和相同的族元素，在表面附近的Rh网站的替代可以诱导一个相当大的PMA，高达20 erg/cm 2的数量级，在MgO上的FeRh膜。这个巨大的PMA的主要驱动机制是强自旋轨道4d和5d轨道的dxy和dx 2-y2状态之间的相互作用。进一步的研究表明，在反铁磁-铁磁相变过程中，PMA的磁化方向发生了向面内磁化方向的转变，这为在反铁磁自旋电子学中实现与磁-相变相关的大尺寸可切换PMA提供了一条可行的途径.
2015-09-20 cond-mat.mtrl-sci
Surface magnetic anisotropy at a compensated interface of ferromagnetic antiferromagnetic bilayer
铁磁和反铁磁自旋从相应的均匀配置的周期性偏差被证明是积极有利的铁磁/反铁磁双层补偿界面附近。的偏差的幅度呈指数下降到膜体积作为一个函数的坐标垂直于界面。发现相互作用能与单位铁磁和反铁磁矢量的标量积的平方成正比。
2005-07-25 cond-mat.mtrl-sci
Theoretical investigation of antiferromagnetic skyrmions in a triangular monolayer
采用基于平均场论的优化量子Monte Carlo方法，数值研究了反铁磁海森堡交换和手征Dzyaloshinsky-Moriya相互作用共存的二维三角系统的手征自旋织构.我们发现：当垂直于2D单层施加外部磁场时，可以形成螺旋形、skyrmionic和涡旋AF晶体;这些skyrmionic和涡旋的尺寸在外部磁场的几个临界点处突然改变;这些AF晶体中的每一个可以分解成三个周期性铁磁（FM）子晶格。在理论框架中实现的量子成分有助于跟踪AF skyrmion晶格的存在，直到低温。
2020-03-06 cond-mat.mtrl-sci
Ground states and magnetization process for an triangular lattice array of magnetic dots with perpendicular anisotropy
我们分析了在外加磁场作用下，磁矩与晶格平面垂直的磁性粒子（磁点）组成的二维三角晶格的基态.在小磁场中，长程偶极-偶极相互作用导致特定的反铁磁序，其中六个最近邻粒子中的两个具有相同的磁化力矩方向，四个具有相反的磁化力矩方向。它示出的磁化过程中，在这样的阵列中的粒子，而不是矩形晶格的结果从磁化的拓扑缺陷（位错）的形状的磁畴壁的形成。
2012-01-09 cond-mat.mtrl-sci
Increased perpendicular magnetocrystalline anisotropy governed by magnetic boundary in an asymmetrically terminated FeRh(001) thin film
已知Rh封端的FeRh（001）膜在不同于G型反铁磁（G-AFM）块体基态的铁磁（FM）状态下是稳定的，而Fe封端的FeRh（001）膜具有与块体相同的基态。本文研究了非对称封端FeRh（001）薄膜的磁性：一面为Fe封端，另一面为Rh封端。在非对称终止的FeRh（001）薄膜中，[Rh surface only ]（RhSO）FM态的垂直MCA能量比全层（WL）FM态增加了40%.这种增加的MCA能量由位于磁边界的Rh原子控制。由于FM态和G-AFM态在磁边界处混合，揭示了自旋-轨道耦合对垂直MCA的正贡献。
2019-06-18 cond-mat.mtrl-sci
Interface Dzyaloshinskii-Moriya interaction in the interlayer exchange antiferromagnetic coupled Pt/CoFeB/Ru/CoFeB systems
从理论和实验上研究了层间交换耦合（IEC）Pt/Co $_{20}$ Fe $_{60}$ B $_{20}$（1.12 nm）/Ru/Co $_{20}$ Fe $_{60}$ B $_{20}$（1.12 nm）体系中的界面Dzyaloshinski-Moriya相互作用。用振动样品磁强计测量了它们的饱和磁化强度和层间交换耦合常数。这些后者被发现是一个反铁磁性质的研究Ru范围的厚度（0.5-1纳米）。利用布里渊光散射（BLS）技术研究了它们的动态磁性。BLS测量揭示了明显的非互易自旋波传播。与对称IEC CoFeB层的计算相反，这种实验非互易性是Ru厚度，因此耦合强度依赖的。因此，为了解释实验行为，已经开发了基于底部和顶部CoFeB层之间的垂直界面各向异性差异的理论模型。我们表明，Ru的自旋波非互易性的厚度依赖性是很好地再现考虑一个恒定的阻抗和不同的垂直界面的各向异性场之间的顶部和底部的CoFeB层。这种各向异性的差异已被证实的Pt/CoFeB/Ru和Ru/CoFeB/MgO各层的有效磁化的CoFeB厚度依赖性的调查，其中已观察到的线性行为。
2017-07-11 cond-mat.mtrl-sci
Exceptional sign changes of the non-local spin Seebeck effect in antiferromagnetic hematite
基于纯磁振子自旋电流在反铁磁绝缘体材料中传播的低功率自旋电子器件提供了优于铁磁组件的几个明显优点，包括更高频率的磁振子和抗干扰外部磁场的稳定性。在这项工作中，我们利用铁氧化物的绝缘反铁磁相，赤铁矿$α$ -Fe $_2$ O $_3$来研究热产生的磁振子自旋电流的长距离输运。我们报告的自旋Seebeck效应产生的磁振子的激发，平行和垂直于反铁磁易轴下施加的磁场运输。利用原子的赤铁矿玩具模型，我们计算了输运特性的反铁磁有序的偏离平衡下施加的电场。我们解决的作用的磁序参量的运输，实验中，我们发现显着的热自旋运输，而不需要一个净磁化。
2021-05-28 cond-mat.mtrl-sci
Frustrated Antiferromagnetic Triangular Lattice with Dzyaloshinskii-Moriya Interaction: Ground States, Spin Waves, Skyrmion Crystal, Phase Transition
本文研究了三角晶格中海森堡自旋通过反铁磁交换作用$J$和Dzyaloshinskiii-Moriya（DM）作用$D$在最近邻（NN）之间相互作用.我们考虑两种情况：DM矢量$\mathbf D$垂直于晶格平面的第一种情况和DM矢量位于该平面内的第二种情况。在这两种情况下，磁场$H$垂直于自旋平面施加。该系统的基态（GS）的计算通过使用非常快的最速下降法在两种情况下的能量最小化。在$\mathbf D$与$H=0$垂直的情况下，GS是周期性的。我们分析确定GS配置，其特征在于由两个明确的角度。我们计算了这种情况下的自旋波谱，结果表明，对于小的波矢，自旋波在系统中是被禁止的。当$H\neq 0$时，垂直$\mathbf D$情况下的GS不显示skyrmions。然而，在平面内的$\mathbf D$与$H\neq 0$的情况下，我们发现在$T=0$的skyrmion的晶体组成的三个互穿skyrmion亚晶格晶体，在协议中发现的低$T$自旋纹理在早期的作品。我们通过蒙特卡罗模拟表明，这种skyrmion晶体是稳定的，在有限的温度低于临界温度。
2022-09-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Steadfast perpendicular exchange coupling in an ultrathin CoO/PtFe double-layer: strain and spin orientation
本文报道了具有垂直磁各向异性的应变双金属CoO/PtFe双层膜的交换耦合和磁性。在Pt终止的PtFe/Pt（001）表面上用反应分子束外延法生长CoO，室温下得到六方表面和单斜畸变CoO 3 nm薄膜。这种扭曲的PtFe CoO层与PtFe（001）层耦合，建立了稳健的垂直交换偏置偏移。软X射线吸收光谱提供了一个完整的描述的CoO/PtFe双层的自旋取向。交换偏置位移保持到Neel反铁磁有序温度TN=293 K。这个独特的例子的selfsame值的阻塞和排序的温度，但相同的散装订购温度，可能与原始应变引起的扭曲和加强两个有序的自旋层之间的相互作用。
2013-09-20 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
Amorphous GdFeCo Films Exhibiting Large and Tunable Perpendicular Magnetic Anisotropy
我们报告的非晶GdFeCo薄膜的磁补偿的成分和温度依赖性。磁性补偿是由于稀土离子与过渡金属离子之间的反铁磁耦合作用和过渡金属离子之间的铁磁相互作用之间的竞争。20 ~ 34at. %被发现表现出补偿现象，其特征在于低饱和磁化强度和垂直磁各向异性（PMA）附近的补偿温度。在52 ~ 59 ℃的高Gd区未观察到补偿温度。%，与最近的模型计算结果定性一致。然而，在室温下实现了低磁化，伴随着大的PMA，其磁化率达到~6.6 kOe。所观察到的垂直磁各向异性的非晶GdFeCo薄膜可能具有与原子尺度各向异性的某些方面相一致的结构起源。我们的研究结果拓宽了用于设计PMA薄膜的过渡金属-稀土合金的组成范围，使其在纳米器件中具有可调的磁各向异性。
2013-06-27 cond-mat.mtrl-sci
Bipolar electric field switching of perpendicular magnetic tunnel junctions through voltage controlled exchange coupling
利用双极电场开关的垂直磁性隧道结（p-MTJ）在节能存储器和逻辑器件中具有广泛的应用。电压控制的磁各向异性通过电场效应线性地降低铁磁层的能垒，并且仅以单极行为有效地切换p-MTJ。在这里，我们展示了一个双极电场效应开关的100纳米的p-MTJ与合成的反铁磁自由层通过电压控制的交换耦合（VCEC）。开关电流密度约为1.1x10^5 A/cm^2，比最好的自旋转移力矩器件低一个数量级。理论结果表明，电场诱导合成反铁磁自由层发生铁磁-反铁磁交换耦合相变，产生类场层间交换耦合力矩，导致p-MTJ的双向磁化翻转.初步的基准测试模拟估计，VCEC耗散的数量级较低的写入能量相比，在15纳米技术节点的自旋转移扭矩。这些结果可以消除自旋存储器件在嵌入式应用之外发展的主要障碍。
2021-09-06 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Giant spin canting in the S = 1/2 antiferromagnetic chain [CuPM(NO3)2(H2O)2]n observed by 13C-NMR
本文对一维S = 1/2反铁磁体二硝酸嘧啶铜[CuPM（NO3）2（H2O）2]n进行了实验和理论研究。从核磁共振在嘧啶分子中三个不等价碳位点处测量的局部磁化率，我们推断出巨大的自旋倾斜，即，在低温下垂直于所施加的外部场的附加交错磁化。横向磁化强度的大小，在10 K和9.3 T的52度的自旋倾斜和它的温度依赖性是在良好的协议与精确的对角化计算。
2005-01-04 cond-mat.mtrl-sci
Voltage Control of Perpendicular Exchange Bias in Multiferroic Heterostructures
垂直交换偏置（EB）结合了垂直磁各向异性和铁磁（FM）-反铁磁（AFM）交换耦合，在高密度AFM自旋电子学中起着极其重要的作用。然而，EB的有效调制仍然具有挑战性，因为AFM/FM界面处的交替自旋被AFM层强烈地钉扎。通过磁电耦合的EB的电压调谐提供了以能量有效的方式实现快速磁化切换的潜在方式。然而，由电场引起的垂直EB的界面应变调解仍然未被探索。本工作采用室温制备方法制备了垂直电子束纳米结构，并在Pt/IrMn/（Co/Pt）2/Ta/（011）Pb（Mg_（1/3）Nb_（2/3））O_3-PbTiO_3多铁异质结构中实现了电压可调的垂直电子束。为了提高垂直电子束的电压控制效果，我们进一步研究了Pt/IrMn/Co/Pt/Ta结构的薄化电子束系统中的应变介导磁电耦合和离子液体门控方法。因此，电压引起的晶格畸变有效地传输到AFM/FM界面，而在门控方法中的电荷积累产生了一个相对较大的磁滞回线偏移，在室温下还没有观察到。垂直电子束在室温下的电压控制为新型原子力显微镜器件和具有高能效和超高密度的存储器提供了新的可能性。
2019-03-13 cond-mat.mtrl-sci
Surface-induced linear magnetoresistance in antiferromagnetic topological insulator MnBi2Te4
通过对反铁磁拓扑绝缘体MnBi 2 Te 4（MBT）厚膜的磁输运研究，发现在高达260 K的垂直高磁场和温度下，具有二维正线性磁电阻（LMR）特性.非线性霍尔效应进一步揭示了MBT中除了体态外还存在高迁移率的表面态。我们归因于2D LMR的MBT的高迁移率的表面状态，从而揭示了在厚的MBT膜的表面状态的传输签名。在MBT的Neel温度附近，LMR也受到抑制，这可能表明MBT的顺磁-反铁磁相变导致了表面态的能隙开放。此外，无序和量子LMR模型在解释观测到的LMR时的失败表明必须引用新的物理来理解这一现象。
2020-09-22 cond-mat.mtrl-sci
Magnetostatic effect on spin dynamics properties in antiferromagnetic Van der Waals material CrSBr
本研究通过反铁磁共振谱和数值模拟，发现CrSBr中自旋动力学对微波场方向的依赖源于磁静效应，并观测到偶极自旋波模式，强调了偶极相互作用在二维反铁磁材料中的重要性。
2024-09-19 cond-mat.mtrl-sci
Spin-orbit torque in MgO/CoFeB/Ta/CoFeB/MgO symmetric structure with interlayer antiferromagnetic coupling
自旋霍尔效应在重金属中产生的自旋电流会上下扩散到相邻的铁磁层，并对它们的磁化强度施加扭矩，称为自旋轨道扭矩。反铁磁耦合三层结构，即合成反铁磁体（SAF），通常被用作自旋阀和磁性隧道结自旋电子器件的钉扎层，以减小杂散场和/或增加钉扎场。本文研究了MgO/CoFeB/Ta/CoFeB/MgO垂直磁化多层膜中存在层间反铁磁耦合时的自旋轨道矩。研究发现，两个CoFeB层的磁化强度可以同时在两个反平行状态之间切换。通过求解Stoner-Wohlfarth模型和Landau-Lifshitz-Gilbert方程的理论计算，验证了这一结论。我们的研究结果结合自旋轨道力矩和层间耦合，这可能会提高磁存储器的低杂散磁场和低功耗。
2017-02-17 cond-mat.mtrl-sci
Interfacial Perpendicular Magnetic Anisotropy of Ultrathin Fe(001) Film Grown on CoO(001) Surface
本研究在CoO(001)表面生长超薄Fe(001)薄膜，发现界面垂直磁各向异性，并利用磁光克尔效应和双折射效应同步观察铁磁与反铁磁畴，揭示自旋重取向转变附近的强耦合，为存储器件发展提供新体系。
2024-12-17 cond-mat.mtrl-sci
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
Graphene-based synthetic antiferromagnets and ferrimagnets
石墨烯/磁性混合结构为基础研究提供了一个独特的平台，并为新兴技术提供了机会。具有反铁磁交换耦合（AFC）的石墨烯间隔的双金属结构似乎是一个相关的场景，类似于传统的金属多层器件。不幸的是，迄今为止在块状磁性单晶和石墨烯间隔的吸附原子、簇或分子之间发现的AFC要么需要低温，要么太弱，要么性质复杂，无法实际利用。在这里，我们从理论和实验上表明，一个强大的垂直AFC可以建立在ultrahin膜结构，如Fe/Gr/Co上的Ir（111），第一次使石墨烯为基础的合成反铁磁和亚铁磁材料具有前所未有的磁性能，并出现适合的应用。值得注意的是，建立AFC是强大的结构厚度，热稳定到室温，非常强，但场可控，并发生在垂直方向与相反的高反射层磁化。我们的原子第一性原理模拟为石墨烯介导的AFC超薄膜结构的可行性提供了进一步的基础，揭示了石墨烯不仅作为纯粹的间隔物，而且在维持磁性层之间的反铁磁超交换耦合中具有直接的作用。这些结果提供了一个独特的和超薄的合成反铁磁结构，这似乎令人兴奋的基础纳米科学研究或石墨烯自旋电子学应用的潜在用途的设计路径。
2016-09-24 cond-mat.mtrl-sci
Observation of Anomalous Hall Effect in Noncollinear Antiferromagnetic Mn3Sn Films
磁输运是自旋电子学的核心。Mn_3Sn是一种自旋序为120°的非共线反铁磁体，在室温下表现出很大的反常霍尔效应（AHE）.但在Mn_3Sn薄膜中，这种行为仍然是难以捉摸的。在这里，我们报告的观察稳健的AHE高达室温下的准外延Mn 3Sn薄膜，通过磁控溅射制备。（11-20）和（0001）取向的Mn 3Sn膜的生长为在三种不同测量配置中比较AHE提供了独特的机会。当磁场沿（0001）面扫描时，如[01-10]和[2-1-10]方向，薄膜的反常霍尔电导率比垂直于（0001）面扫描的薄膜的反常霍尔电导率高，而与它们沿[0001]或[01-10]方向的电流正交无关。在（11-20）取向的Mn 3Sn薄膜中获得了3 emu/cm^3的相当弱的铁磁矩，保证了具有磁化反转的霍尔信号的切换。我们的发现将促进Mn 3Sn在反铁磁自旋电子学中的集成。
2018-11-07 cond-mat.mtrl-sci
Spin waves and instabilities in the collinear four component antiferromagnetic materials
Lomonosov Moscow State University（莫斯科国立大学）
研究反铁磁四组分材料中自旋波的 dispersion 依赖关系及其在不同各向异性轴方向下的稳定性，分析了近邻相互作用与连续介质近似下的差异。
2026-03-28 cond-mat.mtrl-sci
Direct imaging of antiferromagnetic domains in Mn$_2$Au manipulated by high magnetic fields
在反铁磁（AFM）自旋电子学领域，有关Néel矢量，AFM畴大小和自旋翻转场的信息是器件应用的先决条件，但不容易获得。利用X射线磁线性二向色性光电子显微镜（XMLD-PEEM）研究了磁场高达70 T时Mn_2Au（001）外延薄膜中的AFM畴和自旋翻转引起的畴结构变化。所制备的Mn $_2$ Au膜表现出AFM畴，其平均尺寸为$\sim$ 1 $μ$ m。沿磁晶易磁化轴施加超过自旋翻转场的30 T磁场，显著增加了AFM畴尺寸，其中Néel矢量垂直于所施加的磁场方向。Néel型畴壁（DW）的宽度低于PEEM的空间分辨率，因此只能从DW轮廓的分析估计为小于80 nm。此外，使用DW宽度和自旋翻转场的值，我们评估了范围在1和17 $μ$ eV/f. u之间的面内各向异性常数。
2018-03-08 cond-mat.mtrl-sci
Point-contact search for antiferromagnetic giant magnetoresistance
我们报告的第一个测量大电流密度对电流垂直于平面的磁电阻（MR）的磁性多层膜包含两个反铁磁层分离的非磁性层的影响。这些测量的目的是寻找最近预测的反铁磁巨磁阻（AGMR）类似的GMR中看到的多层包含两个铁磁层分离的非磁性层。我们报告的MR测量电流注入到三明治包含不同的组合层的F = CoFe和AFM = FeMn的点接触。除此之外：AFM/N/AFM，F/AFM/N/AFM和F/AFM/N/AFM/F结构，初步的结果使我们也检查AFM/F/N/AFM，F/AFM，和单F-和AFM-层结构。在低电流下，在任何样品中均未观察到MR，并且在仅含有AFM的样品中在任何电流密度下均未观察到MR。总之，这些结果表明在这些样品中不存在AGMR。在含有F层的样品中，高电流密度有时会产生小的正MR -在高场下的最大电阻。对于给定的接触电阻，该MR对于较厚的F层通常较大，并且对于给定的电流，该MR对于较大的接触电阻（较小的接触）通常较大。我们尝试性地将这种正MR归因于在F层周围和内部诱导的自旋积累的高电流下的抑制。
2008-10-24 cond-mat.mtrl-sci
Magnetization reversal and domain structures in perpendicular synthetic antiferromagnets prepared on rigid and flexible substrates
铁磁（FM）层由金属间隔层隔开，可以表现出Ruderman Kittel Kasuya Yosida（RKKY）耦合，这可以导致稳定的合成反铁磁（SAF）相。在这篇文章中，我们研究了[Co/Pt]层的磁化反转，通过改变双层堆叠（Pt/Co）的数量以及Ir间隔层的厚度，在刚性Si（100）和柔性聚酰亚胺基板上。具有tIr = 1.0 nm的样品显示FM耦合，而具有tIr = 1.5 nm的样品显示FM层之间的AFM耦合。在tIr = 2.0 nm时，它显示出蝴蝶结形状的磁滞回线，表明在反转时磁化的倾斜。与层间交换耦合（IEC）能量相比，更高的各向异性能量指示下部FM层和上部FM层的磁化之间的更小的相对角度。我们还证明了应变引起的IEC修改以及磁化反转现象。IEC示出了在施加压缩应变时的略微减小和在施加拉伸应变时的增加，这表明SAF在柔性自旋电子学中的潜力。
2022-03-05 cond-mat.mtrl-sci
Micromagnetic Study of the Dipolar-Exchange Spin Waves in Antiferromagnetic Thin Films
该研究通过微磁学方法探究反铁磁薄膜中偶极耦合对自旋波色散的影响，揭示了不同奈耳矢量取向与波矢相对关系下的色散支分组、偏振特性及杂化规律，完善了反铁磁自旋波的理论认知。
2025-05-20 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
Anomalous exchange coupling in transition-metal-oxide based superlattices with antiferromagnetic spacer layers
在垂直磁各向异性的SrMnO 3/SrRuO 3超晶格中，矫顽场（HC）和磁场依赖的电阻率（MR）之间存在直接相关性。对于面内电流和面外磁场，磁阻在Hc处显示出急剧的跳跃。HC和高场MR也振荡的SrMnO 3间隔层的厚度分离的金属铼。由于在这些超晶格中的间隔没有移动载流子，以促进振荡耦合，我们将观察到的行为归因于自旋极化的量子隧穿的铁磁层和反铁磁有序的SrMnO 3的t2 g自旋之间的电子。
2007-07-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Planar Hall effect caused by the memory of antiferromagnetic domain walls in Mn$_3$Ge
在Mn $_3$ X（X=Sn，Ge）反铁磁体中，由于每个畴中自旋的非共线排列，畴壁很厚，而且非常复杂。最近在Mn $_3$ Sn的磁滞回线中观察到了平面霍尔效应（PHE），即垂直于外加电流但平行于外加磁场的电场。PHE的标志显示了由磁场的先前方向及其历史调整的记忆。我们提出了一个研究的PHE在Mn $_3$ Ge从室温下延伸到2 K，并表明，这种记忆效应可以通过操纵磁场或热循环。我们发现，如果先前的磁场超过0.8 T或当温度超过$T_\mathrm{N}$时，记忆可以被擦除。我们还发现了零场和场热循环的PHE振幅之间的可检测差异。PHE和反常霍尔效应（AHE）之间的比值随着温度从2 K升高到$T_{\rm{N}}$而略有减小，跟踪磁化强度的温度依赖性。这种可擦除存储器效应可用于数据存储。
2020-11-04 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic anisotropy by Rashba spin-orbit coupling in antiferromagnetic thin films
研究了具有反转对称破缺的反铁磁体的磁各向异性。对两种不同的原子力显微镜模型，计算了由Rashba自旋-轨道相互作用和s-d型交换相互作用引起的磁各向异性能（MAE）。全局ISB模型，代表了表面，界面，或门控电场的效果，结果在易平面磁各向异性。相反，对于局部ISB模型，即，对于非中心对称的AFM，出现垂直磁各向异性（PMA）。这两个结果不同于铁磁的情况下，其中的结果为PMA取决于能带结构和维数。这些MAE贡献在确定反铁磁纳米结构中Neel序参量的方向中起着关键作用，并反映了电场控制Neel矢量的可能性。
2018-04-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Antiferromagnetic spin Seebeck Effect
本文报道了反铁磁MnF $_2$中自旋Seebeck效应的观测结果。在通过分子束外延在MgF $_2$（110）衬底上生长的Pt（4 nm）/MnF $_2$（110）（30 nm）双层上沉积器件级片上加热器。使用Pt作为自旋检测器层，可以通过逆自旋霍尔效应测量来自MnF $_2$的热生成自旋电流。探索了低温（2 - 80 K）和高磁场（高达140 kOe）区。当在MnF $_2$薄膜的易磁化轴上施加大磁场（>9 T）时，在自旋Seebeck信号中观察到一个明显的自旋翻转转变，对应于反铁磁自旋突然旋转出易磁化轴.当垂直于易磁化轴施加磁场时，自旋翻转转变不存在，正如预期的那样。
2016-04-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Interlayer Couplings Mediated by Antiferromagnetic Magnons
共线反铁磁体（AF）支持两个携带相反自旋极化的简并磁振子激发，由此磁振子可以在各种自旋相关现象中充当电子。在绝缘铁磁体（F）/AF/F三层结构中，通过计算AF中磁振子的热能随F取向的变化，研究了磁振子介导的层间耦合.该效应表现为层间交换相互作用和垂直磁各向异性，它们都依赖于温度和AF厚度。特别是，交换相互作用在低温下是反铁磁性的，在高温下是铁磁性的，其幅度可以是$10-100$ $μ$ eV的纳米级分离，允许实验验证。
2018-11-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Spin-waves in the collinear antiferromagnetic phase of Mn$_\bf{5}$Si$_\bf{3}$
本文结合非弹性中子散射测量和密度泛函理论计算两种独立的方法，研究了Mn $_5$ Si $_3$高温共线反铁磁相（AFM 2）中的自旋波.我们得到了它的磁基态性质和电子结构。这项研究使我们能够确定主要的磁交换相互作用和磁晶各向异性的AFM 2相的Mn $_5$ Si $_3$。此外，自旋激发谱的演变的影响下，外部磁场垂直于各向异性易轴的影响进行了研究。低能磁振子模表现出不同的磁场依赖性，这是它们不同的岁差性质的直接结果。最后，还考虑了与Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用相关的可能影响。
2020-12-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Interface induced manipulation of perpendicular exchange bias in Pt/Co/(Pt, Cr)/CoO thin films
在Pt/Co/（Pt，Cr）/CoO薄膜中，通过改变铁磁膜的厚度和间隔层来控制铁磁膜的垂直向交换偏置。薄膜的交换偏置特性、阻断温度、磁化强度等都与铁磁层和反铁磁层之间的隔离层（Pt、Cr）密切相关。Pt/Co/Pt/CoO薄膜表现为垂直交换偏置，而Pt/Co/Cr/CoO薄膜的易磁化轴位于薄膜平面内。从Pt/Co/Cr/CoO薄膜的难磁化曲线上也观察到了很小的磁滞现象。这可归因于样品的未对准或来自Pt/Co底部界面的小的垂直贡献。我们还研究了温度和间隔层依赖的样品的交换偏置性质的VSM磁强计。在Pt/Co/Pt/CoO样品中，我们观察到更厚的Co层具有更高的HEB和HC。此外，对于Pt/Co/Cr/CoO薄膜，交换偏置效应的起始温度要低得多。这清楚地表明，Cr间隔层不仅消除了垂直交换偏置，而且减少了Co和CoO之间的交换相互作用，从而降低了阻断温度。
2013-12-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Handedness manipulation of propagating antiferromagnetic magnons
该研究针对反铁磁磁振子手性调控难题，在垂直磁化人工反铁磁体中实现传播磁振子手性的电读出与操控，通过逆自旋霍尔效应电压识别手性，利用微波频率调控手性，为反铁磁磁子学应用提供新途径。
2024-03-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electrical reversal of the sign for magnon thermal Hall coefficient in a van der Waals bilayer antiferromagnet
本研究以双层H型堆叠反铁磁2H-VSe₂为平台，提出垂直电场调控的磁振子热霍尔效应，通过第一性原理计算与线性自旋波近似分析，发现电场反转可改变热霍尔系数符号，为全电磁振子自旋电子学提供平台。
2024-06-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ferrimagnetic and antiferromagnetic phase in bilayer graphene nanoflake controlled with external electric fields
计算研究了双层石墨烯纳米片在外电场和磁场作用下的基态磁相。当磁场在平面内时，电场具有平行和垂直分量。该系统由两个矩形层组成，具有扶手椅边缘和Bernal堆叠的锯齿形终端。理论模型是基于紧束缚哈伯德项的哈密顿量。构造了包含总自旋的磁相图，显示了总自旋值等于0和1的相的稳定区域。一个显着的反铁磁，层状安排的稳定范围被发现和广泛讨论。的可能性之间切换的反铁磁，反铁磁和亚铁磁相位与外部电场的两个组件被证明，是磁电效应的表现。分析了磁场对相图的影响。
2017-05-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
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
Homochiral antiferromagnetic merons, antimerons and bimerons realized in synthetic antiferromagnets
本研究在合成反铁磁体中通过调控磁各向异性等参数实现同手性反铁磁meron、反meron与bimeron，证实其明确手性，揭示层间相互作用可降低稳定拓扑自旋织构的DMI临界强度，为下一代自旋电子学提供潜力平台。
2023-03-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Anisotropic magnetoresistance in antiferromagnetic Sr2IrO4
本文报道了反铁磁（AFM）莫特绝缘体Sr 2 IrO 4单晶的各向异性磁电阻（AMR）的点接触测量。这里使用的点接触技术作为纳米尺度上的磁输运性质的本地探针。在液氮温度下的测量显示负磁阻（MR）（高达28%）的温和的磁场（250 mT）施加在IrO 2的a-b平面和电流垂直于平面流动。MR的角度依赖性示出了响应于增加的磁场的四重对称到二重对称的交叉，其中电阻的角度变化从1- 14%。我们尝试性地将四重对称性归因于AMR的结晶成分，而场致跃迁归因于外加场对Sr 2 IrO 4中AFM耦合矩倾斜的影响。所观察到的AMR是非常大的晶体AMR相比，在3d过渡金属合金/氧化物（0.1-0.5%），并可以与大的自旋轨道相互作用，在这个5d氧化物，而过渡提供的证据之间的相关性的电子传输，磁序和轨道状态。这项工作的发现开辟了一条全新的途径，不仅可以获得与自旋轨道耦合相关的物理学的新见解，还可以以更技术上有利的方式更好地利用自旋电子学的力量。
2014-09-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ferroelectric control of Néel vector in L10 type of antiferromagnetic films
如何有效地利用电学方法操纵反铁磁粒子的Néel矢量是当前反铁磁自旋电子学研究的热点之一。本工作采用第一性原理计算研究了AFM L10-MnPt/BaTiO 3双层结构中铁电磁性的控制。研究了铁电极化反转对不同界面结构的L10-MnPt薄膜磁晶各向异性的影响。我们的研究结果预测了一个大的垂直MCA在L10-MnPt膜与Pt-O界面，而面内MCA与Mn-O界面时，他们与铁电BaTiO 3的接口。此外，两个接口的MCA的大小可以有效地调制由BaTiO 3的极化反转。基于二阶微扰理论分析了MCA的铁电控制，认为MCA的铁电控制主要是铁电极化驱动Pt-5d轨道占据在费米能级附近的重新分布。特别是对于Mn-O界面，通过反转铁电极化，在一定的膜厚下，Néel矢量可以在面内[100]和[110]方向之间切换，甚至从面内到面外。我们的研究结果为L10反铁磁体中Néel矢量的铁电控制提供了一个非易失性的概念，这将促进反铁磁体磁电效应的实验研究，并促进其在低功耗自旋电子存储器件中的应用.
2021-10-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Antiferromagnetic helix as an efficient spin polarizer: Interplay between electric field and higher ordered hopping
我们报道了一个反铁磁螺旋系统的自旋过滤操作，具有零净磁化。常识表明，对于这样一个系统，自旋极化电流不再来自非极化电子束。但是，一旦我们施加一个垂直于螺旋轴的电场，上下自旋能量通道之间就会发生很大的分离，从而产生高度的自旋极化。到目前为止，我们还没有收到关于这种处方的报告。采用紧束缚的框架来说明反铁磁螺旋，我们计算自旋过滤效率通过确定自旋选择电流使用Landauer-Büttiker形式主义。几何构象在自旋通道分离中起着重要的作用，在这里，我们严格调查的电场的存在下，电子的短程和长程跳跃的影响。我们发现，过滤性能得到改善，增加电子的跳跃范围。此外，自旋极化的相位可以通过改变电场的强度和方向，以及通过调节描述反铁磁螺旋的物理参数来选择性地改变。最后，我们探讨了移相的具体作用，以使系统更加现实，并使当前的通信成为一个独立的通信。我们的分析可能提供一个新的途径，获得构象依赖的自旋极化具有更长的范围跳跃的电子，并可以进一步推广到其他各种有趣的反铁磁系统。
2022-09-11 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
