Walid Amamou, Igor V. Pinchuk, Amanda Hanks, Robert Williams, Nikolas Antolin, Adam Goad, Dante J. O'Hara, Adam S. Ahmed, Wolfgang Windl, David W. McComb, Roland K. Kawakami
我们在分子束外延生长的Pt/CoFe_2 O_4双层膜中观察到了磁邻近效应(MPE)。这是通过在5 K的角度相关的磁阻测量,其中隔离的感应铁磁性(即各向异性磁阻)和自旋霍尔效应(即自旋霍尔磁阻)在Pt层的贡献。通过密度泛函理论计算和各种控制测量(包括插入Cu间隔层以抑制感生铁磁性)进一步支持通过AMR在Pt中感生铁磁性的观察。此外,反常的霍尔效应测量显示出的平面外的磁滞回线的感应铁磁相具有更大的矫顽力和更大的剩磁比散装CoFe 2 O 4。通过证明MPE在Pt/CoFe 2 O 4,这些结果建立了尖晶石铁氧体家庭作为一个有前途的材料MPE和自旋操纵通过邻近交换场。
英文摘要:
We observe the magnetic proximity effect (MPE) in Pt/CoFe2O4 bilayers grown by molecular beam epitaxy. This is revealed through angle-dependent magnetoresistance measurements at 5 K, which isolate the contributions of induced ferromagnetism (i.e. anisotropic magnetoresistance) and spin Hall effect (i.e. spin Hall magnetoresistance) in the Pt layer. The observation of induced ferromagnetism in Pt via AMR is further supported by density functional theory calculations and various control measurements including insertion of a Cu spacer layer to suppress the induced ferromagnetism. In addition, anomalous Hall effect measurements show an out-of-plane magnetic hysteresis loop of the induced ferromagnetic phase with larger coercivity and larger remanence than the bulk CoFe2O4. By demonstrating MPE in Pt/CoFe2O4, these results establish the spinel ferrite family as a promising material for MPE and spin manipulation via proximity exchange fields.
Static magnetic proximity effect in Pt/Ni$_{1-x}$Fe$_x$ bilayers investigated by x-ray resonant magnetic reflectivity
我们提出了X射线共振磁反射率(XRMR)作为一个非常敏感的工具来检测邻近感应界面自旋极化在Pt/Fe,Pt/Ni $_{33}$ Fe $_{67}$,Pt/Ni $_{81}$ Fe $_{19}$(坡莫合金),和Pt/Ni双层膜。我们证明,反射的X射线强度的详细分析,使洞察力的非磁性金属的自旋极化的空间分布在整个界面的铁磁层。从从头计算的光学数据的基础上模拟的实验结果的评价提供了诱导的磁矩每个Pt原子的自旋极化体积相邻的铁磁体。我们发现在Pt/Fe中有最大的自旋极化,而在Pt/Ni中有小得多的磁邻近效应。具有不同光子能量的附加XRMR实验与磁光参数的能量依赖性的理论预测是一致的,并且允许识别跨Pt L3吸收边缘的光学色散$δ$和吸收$β$。
Prediction of new superconducting bilayers heterostructures using quantum confinement and proximity effects
Politecnico di Torino(都灵理工大学);National Research Nuclear University MEPhI (Moscow Engineering Physics Institute)(国立核研究大学莫斯科工程物理学院);University of Milan(米兰大学);University of Göttingen(哥廷根大学)
Room-temperature spin-lifetime anisotropy exceeding 60 in bilayer graphene spin valves proximity coupled to WSe$_2$
nd Institute of Physics and JARA-FIT, RWTH Aachen University(亚琛工业大学第二物理研究所和JARA-FIT);Peter Grünberg Institute (PGI-9), Forschungszentrum Jülich(于利希研究中心彼得·格林贝格研究所(PGI-9))
Quantitative disentanglement of spin Seebeck, proximity-induced and intrinsic anomalous Nernst effect in NM/FM bilayers
我们发现并研究了Pt/NiFe $_2$ O $_{\textrm{4-x}}$($4\geq x \geq 0$)双层膜中的热自旋输运现象。我们分离的自旋塞贝克效应产生的电压从异常能斯特效应的贡献,甚至解开的铁磁体(FM)中的固有的异常能斯特效应(ANE)从由Pt产生的ANE,由于其接近FM的自旋极化。此外,我们探测这些影响的电导率和FM膜的带隙能量的依赖关系,从几乎绝缘的NiFe $_2$ O $_4$到金属Ni $_{33}$ Fe $_{67}$。与Pt/NiFe $_2$ O $_{\rm x}$($x>0$)样品相比,只能在金属Pt/Ni $_{33}$ Fe $_{67}$双层中识别出邻近诱导的ANE。这是通过X射线共振磁反射率的静态磁邻近效应的调查验证。
Static magnetic proximity effects and spin Hall magnetoresistance in Pt/Y$_{3}$Fe$_{5}$O$_{12}$ and inverted Y$_{3}$Fe$_{5}$O$_{12}$/Pt bilayers
利用x射线磁圆二色性和x射线共振磁反射率测量结合角度相关的磁输运研究系统地研究了铁磁绝缘体Y $_{3}$ Fe $_{5}$ O $_{12}$附近的重金属Pt薄膜的磁态.为了揭示混合效应作为可能的原因,诱导磁矩在铂,我们比较了薄膜异质结构与不同的层堆叠顺序和不同的接口特性。对于标准的Pt层上的Y $_{3}$ Fe $_{5}$ O $_{12}$薄膜,我们没有检测到任何静态磁极化的Pt。这些样品显示出角度依赖的磁阻行为,这与建立的自旋霍尔磁阻一致。相反,对于倒置的层序列,Y $_{3}$ Fe $_{5}$ O $_{12}$薄膜生长在Pt层上,Pt显示出有限的诱导磁矩与全金属Pt/Fe双层膜相当。这种磁矩被发现起源于在Y $_{3}$ Fe $_{5}$ O $_{12}$ /Pt界面的有限混合。因此,我们发现了一个复杂的角度依赖性的磁电阻,表明在这些类型的样品的自旋霍尔和各向异性磁电阻的叠加。这两种效应由于其不同的角度依赖性和其特征温度演化而可以彼此分离。
Weak localization as probe of spin-orbit-induced spin-split bands in bilayer graphene proximity coupled to WSe$_2$
RWTH Aachen University(亚琛工业大学);Forschungszentrum Jülich(于利希研究中心);Catalan Institute of Nanoscience and Nanotechnology (ICN2), CSIC and BIST(加泰罗尼亚纳米科学与技术研究所(ICN2,西班牙高等科研理事会与巴塞罗那自治大学联合));National Institute for Materials Science(国立材料研究所)
Proximity Effects Between the Graphene Quasicrystal and Magic-Angle Twisted Bilayer Graphene
Catalan Institute of Nanoscience and Nanotechnology (ICN2), CSIC and BIST(加泰罗尼亚纳米科学技术研究所(ICN2),西班牙国家研究委员会和巴塞罗那高等研究院);Department of Physics, Campus UAB(巴塞罗那自治大学物理系);Institute of Condensed Matter and Nanosciences, Université catholique de Louvain (UCLouvain)(天主教鲁汶大学凝聚态与纳米科学研究所);ICREA–Institució Catalana de Recerca i Estudis Avançats(加泰罗尼亚研究与高级研究所(ICREA))
Carrier Density and Thickness Dependent Proximity Effect in Doped Topological Insulator -- Metallic Ferromagnet Bilayers
利用磁导率研究了磁邻近效应对掺杂拓扑绝缘体表面态的影响。我们的双层由一层Fe $_7$ Se $_8$,这是一种金属亚铁磁体和一层Bi $_{0.8}$ Sb $_{1.2}$ Te $_{3}$,这是一种高度空穴掺杂的拓扑绝缘体。利用输运测量和修改后的Hikami-Larkin-Nagaoka模型,我们表明,铁磁体显着缩短表面态的有效相干长度,这表明在狄拉克点处打开了一个间隙。我们表明,磁感应间隙持续的表面状态,从磁铁分开的拓扑绝缘体层厚为170 [nm]。此外,发现间隙的大小与我们从反常霍尔效应中提取的磁化强度成正比。我们的结果给出了拓扑绝缘体/铁磁体双层膜中载流子密度、感生磁化强度和磁感应能隙之间的关系。这些信息对于拓扑绝缘体中磁相互作用的理论理解和这种双层的实际制造都是重要的,这是各种建议技术的基础,如自旋电子器件,远红外探测器等。
Anisotropic Magnetoresistance and Nontrivial Spin Hall Magnetoresistance in Pt/$α$-Fe$_2$O$_3$ Bilayers
迄今为止,磁邻近效应(MPE)只在铁磁体(FM)为基础的系统中被最终观察到。本文报道了在10 K下,在反铁磁(AF)$α$ O $_3$(0001)外延膜上Pt的角相关磁电阻(ADMR)测量中观察到的反常霍尔效应和各向异性磁电阻,为MPE提供了证据.与所有其他FM和AF系统相比,$α$ -Fe $_2$ O $_3$的Néel顺序和Pt中的诱导磁化强度显示出独特的ADMR。建立了一个宏观自旋响应模型,该模型可以解释Pt/ $α$ O $_3$双层膜中的AF自旋组态和所有主要的ADMR特征.
Magnetic-Field-Dependent Raman Scattering in Multiferroic Bilayer Films: Evidence for Stress-Mediated Magnetoelectric Coupling
首次报道了Pb(Zr,Ti)O_3-CoFe_2 O_4双层多铁体系的磁场相关拉曼散射研究。纳米双层膜的声子频率随着磁场的变化而发生明显的变化,而单层Pb(Zr,Ti)O3膜则没有这种变化。CoFe 2 O 4层的磁致伸缩产生机械传递到Pb(Zr,Ti)O3层的应力,导致模式变化。观察到的磁场诱导软化的软模式的Pb(Zr,Ti)O3层承担着一个惊人的相似的直接磁电输出的双层,提供证据的应力介导的磁电耦合机制的多铁性双层。
Investigation of induced Pt magnetic polarization in Pt/Y3Fe5O12 bilayers
利用X射线磁性圆二色性(XMCD)测量,研究了在铁磁绝缘体钇铁石榴石(Y3 Fe 5 O 12)上沉积的Pt薄膜中可能存在的感应磁矩.这种磁邻近效应对于Pt/铁磁金属异质结构是很好建立的。事实上,我们观察到一个明确的XMCD信号在Pt/Fe双层的Pt L3边缘,而没有这样的信号可以辨别在XMCD痕迹的Pt/Y3 Fe 5 O 12双层。积分的XMCD信号允许估计的上限为诱导Pt/Y3 Fe 5 O 12双层膜中的Pt磁极化。
Magnetic Bloch Skyrmion Transport by Electric Fields in a Composite Bilayer
研究了在手性磁性(CM)/铁电(FE)双层复合膜中施加电场来操纵磁性Bloch Skyrmions的力学方法。界面处的磁电耦合允许电场刺激磁有序。因此,它提供了生成Skyrmions的可能性[Phys. Rev. B 94,014311(2016)]。在这里,我们设计了一个可移动的和本地化的电场源,驱动skyrmion沿双层运输。必须仔细选择电场源的移动速度,以显示该过程的稳定性和效率。将讨论高速操作的影响。