In the field of antiferromagnetic (AFM) spintronics, information about the Néel vector, AFM domain sizes, and spin-flop fields is a prerequisite for device applications but is not available easily. We have investigated AFM domains and spin-flop induced changes of domain patterns in Mn2Au(001) epitaxial thin films by X-ray magnetic linear dichroism photoemission electron microscopy (XMLD-PEEM) using magnetic fields up to 70 T. As-prepared Mn$_2$Au films exhibit AFM domains with an average size $\sim$ 1 $μ$m. Application of a 30T field, exceeding the spin-flop field, along a magnetocrystalline easy axis, dramatically increases the AFM domain size with Néel vectors perpendicular to the applied field direction. The width of Néel type domain walls (DW) is below the spatial resolution of the PEEM and therefore can only be estimated from an analysis of the DW profile to be smaller than 80 nm. Furthermore, using the values for the DW width and the spin-flop field, we evaluate an in-plane anisotropy constant ranging between 1 and 17 $μ$eV/f.u.
Magnetic imaging of antiferromagnetic domain walls
畴壁或自旋织构的控制对于反铁磁体的自旋电子学应用是至关重要的。尽管做了许多努力,但直接以纳米级分辨率观察反铁磁畴或畴壁一直是一个挑战,特别是在磁场中。在这里,我们报告磁成像的畴壁在几个单轴反铁磁体,拓扑绝缘体MnBi $_2$ Te $_4$家庭和狄拉克半金属EuMnBi $_2$,使用低温磁力显微镜(MFM)。我们的MFM结果揭示了更高的磁化率或净力矩的畴壁内比域。这些反铁磁体中的畴壁随机地形成,具有强的热和磁场依赖性。磁场中畴壁和畴结构的直接可视化不仅有助于探索拓扑反铁磁体的本征现象,而且为控制和操纵功能反铁磁体中的畴壁或自旋织构开辟了一条新的途径。
Imaging Antiferromagnetic Domains in Nickel-oxide Thin Films by Magneto-optical Voigt Effect
Fudan University(复旦大学);University of California, Davis(加州大学戴维斯分校);Dalian Institute of Chemical Physics, Chinese Academy of Sciences(中国科学院大连化学物理研究所);Shanghai Synchrotron Radiation Facility, Zhangjiang Laboratory, Chinese Academy of Sciences(中国科学院上海同步辐射光源张江实验室);Oakland University(奥克兰大学);Collaborative Innovation Center of Advanced Microstructures(先进微结构协同创新中心)
Spin-transfer-torque through antiferromagnetic IrMn
自旋转移矩是电子自旋与局域磁矩之间的角动量转移,是现代自旋电子器件中控制铁磁材料的一种重要机制。然而,在反铁磁体中,同样的效应却很少受到关注。为了研究反铁磁体中自旋电流与磁矩的相互作用,我们在Pt的自旋霍尔效应下对Co_(20)Fe_(60)B_(20)4 nm/Ir_(25)Mn_(75)tIrMn nm/Pt 4 nm多层膜进行了自旋矩铁磁共振测量. Co20 Fe 60 B20中的有效磁阻尼由从Pt层经由IrMn层注入的自旋电流来修改。结果表明,自旋电流与IrMn的磁矩相互作用,通过IrMn对Co20 Fe 60 B20的磁矩施加反阻尼力矩。还发现,在IrMn/Pt界面的交换偏置的减少降低了施加在Co20 Fe 60 B20层上的抗阻尼扭矩,这表明自旋扭矩的传输变得不那么有效,因为界面交换耦合退化。我们的工作推断,磁矩在IrMn可以操纵的自旋扭矩类似的铁磁层。
X-ray imaging of antiferromagnetic octupole domains in Mn$_3$Sn
RIKEN Center for Emergent Matter Science (CEMS)(RIKEN emergent matter science center);Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie GmbH(柏林亥姆霍兹材料与能源有限公司);Max Planck Institute for Solid State Research(马克斯·普朗克固态研究所);Department of Advanced Materials Science, University of Tokyo(东京大学先进材料科学系);Department of Applied Physics, The University of Tokyo(东京大学应用物理系);Tokyo College, University of Tokyo(东京大学东京学院)
Imaging antiferromagnetic domains in LiCoPO$_4$ via the optical magnetoelectric effect
Budapest University of Technology and Economics(布达佩斯技术与经济大学);RIKEN Center for Emergent Matter Science (CEMS)(理化学研究所新兴物质科学中心);Leibniz IFW Dresden(莱布尼茨德累斯顿固体研究所);University of Tokyo(东京大学);Tokyo College, University of Tokyo(东京大学东京学院);HUN-REN–BME Condensed Matter Physics Research Group, Budapest University of Technology and Economics(匈牙利研究与教育网络-布达佩斯技术与经济大学凝聚态物理研究组);University of Augsburg(奥格斯堡大学)
Direct imaging and control of Berry curvature in noncollinear antiferromagnetic single-crystal thin films
University of Wisconsin-Madison(威斯康星大学麦迪逊分校);University of California, Irvine(加州大学尔湾分校);University of Nebraska, Lincoln(内布拉斯加大学林肯分校);University of Oxford(牛津大学);University College London(伦敦大学学院);STFC Rutherford Appleton Laboratory(英国科学与技术设施委员会鲁瑟福阿普尔顿实验室)
Layer-dependent antiferromagnetic Chern and axion insulating states in UOTe
Howard University(霍华德大学);S. N. Bose National Centre for Basic Sciences(S.N. Bose基础科学国家中心);Harvard University(哈佛大学);Washington University in St. Louis(圣路易斯华盛顿大学);The University of Texas at Austin(德克萨斯大学奥斯汀分校);University of Michigan(密歇根大学);Northeastern University(东北大学)
All-in/all-out magnetic domains: X-ray diffraction imaging and magnetic field control
首次在烧绿石Cd $_2$ Os $_2$ O $_7$的Os L $_3$边用共振磁微衍射方法在实空间中直接观察到长程非共线全进/全出磁序.两个不同的反铁磁畴相关的时间反演对称性可以区分,并已映射在同一个单晶。这两种类型的磁畴类似于磁性孪晶,并且在全进/全出模型中是预期的-但迄今为止尚未观察到。即使磁畴是反铁磁的,我们表明,它们的分布可以控制使用磁场冷却程序。
Gate-tunable synthetic antiferromagnetism with nonrelativistic spin splitting in a graphene/MnS/graphene heterostructure
Institute of Informatics, Slovak Academy of Sciences(斯洛伐克科学院信息学研究所);Faculty of Physics, University of Belgrade(贝尔格莱德大学物理学院);Institute of Physics, Pavol Jozef Šafárik University in Košice(科希策帕沃尔·约瑟夫·沙法里克大学物理研究所);Institute of Experimental Physics, Slovak Academy of Sciences(斯洛伐克科学院实验物理研究所);New Technologies Research Centre, University of West Bohemia(西波希米亚大学新技术研究中心)
Doping-induced spin-manipulation in complex trimer system Ca$_{3}$Cu$_{3}$(PO$_{4}$)$_{4}$: A First Principles Study
用磁性(Ni)和非磁性(Mg)掺杂剂进行自旋操纵掺杂构成了从具有双重基态的线性链海森堡反铁磁Cu基$d^{9}$自旋1/2三聚体化合物Ca $_{3}$ Cu $_{3}$(PO $_{4}$)$_{4}$获得单重态基态系统的实验尝试。本研究是基于第一性原理的调查,这种掺杂的自旋交换机制和电子结构的母体化合物的影响。在获得具有单重态基态的自旋带隙系统方面,用零自旋掺杂剂(如Mg)的位置选择性掺杂被证明比整体自旋掺杂剂Ni更有效,如在实验研究中也观察到的。掺杂诱导的二聚态的基态能量最低。计算出的自旋交换值沿各种可能的路径很好地与早期的实验结果相似。
Competing magnetic ground states and their coupling to the crystal lattice in CuFe2Ge2
识别和表征具有耦合和竞争相互作用的系统对于开发能够准确描述和预测凝聚态系统中涌现行为的物理模型至关重要。这项工作表明,金属化合物CuFe $_2$ Ge $_2$具有竞争的磁基态,这被证明是强耦合到晶格,很容易操纵使用温度和施加的磁场。随温度变化的磁化强度$M$测量结果表明,在228(1)\,K处出现类铁磁起始,在180\,K附近$M$出现宽的最大值。粉末中子衍射证实了在低于$T_{\textrm{N}}\approx$ 175“,K时的反铁磁有序,在低于$\approx$ 125”,K时观察到无公度自旋密度波.结合小的精细矩(0.5-1\,$μ_B$ /Fe),这提供了CuFe $_2$ Ge $_2$中巡游磁性的图片。中子衍射数据还揭示了两个磁相的共存,进一步突出了各种磁态的近简并性。这些结果表明,在CuFe $_2$ Ge $_2$的基态可以很容易地操纵的外力,使其掺杂,压力,和进一步的理论研究特别感兴趣。