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
Thermal stability of interfacial mixed layers in c-Ni/a-Zr multilayer during annealing: structural and magnetic properties
由两种可混溶元素组成的结晶多层膜的退火通常会引起组成原子的界面混合,可能导致在界面处形成二元合金。在室温下磁控溅射沉积的c-Ni/a-Zr多层膜在200 ℃和400 ℃下进行真空等时退火,以观察构成结晶/非晶多层膜的界面的热稳定性。对界面行为的控制可以帮助形成具有新特性的材料。通过X射线反射率,极化中子反射率,SIMS和SQUID的磁化测量技术的多层膜的结构和磁性的变化进行了详细的研究。由于原子输运,在Ni-on-Zr和Zr-on-Ni界面处形成的非晶混合层中的成分变化被仔细观察作为退火的函数。界面宽度继续增加退火的Ni和Zr层的费用。在这两个温度下,镍-锆界面被认为是不稳定的,但原子扩散的界面的整体响应是更明显的多层膜在400摄氏度退火时。在界面层的受限空间内的原子的过饱和和多层内的组分的有限可用性的条件下,在两个界面处观察到意想不到的分层效应。在400 ℃退火后获得的磁矩的大幅增加,是由于高致密化的Ni层,以及到的Zr-on-Ni界面层的Ni微晶的纳入。
2021-09-30 cond-mat.mtrl-sci
Magnetoresistance and surface roughness study of electrodeposited Ni50Co50/Cu multilayers
研究了电沉积Ni 50 Co 50/Cu多层膜的室温输运特性(零场电阻率、ρ0和巨磁电阻率)随单层厚度和多层膜总厚度的变化。优化Cu沉积电势以获得预设的层厚度。用原子力显微镜研究了表面粗糙度的发展,发现随着总厚度的增加,表面粗糙度呈指数变化。铜层厚度强烈影响的粗糙度演变。正如预期的那样,ρ0随着Cu层厚度的增加而降低,而对于可以归因于所观察到的沉积物粗糙化的大的总多层厚度,ρ 0强烈地增加。所有Cu层厚度大于约1.5nm的多层膜都表现出GMR行为,最大GMR约为5%。由于ρ0的强烈增加,总多层膜厚度超过约300 nm时,GMR降低,ρ0的增加是由粗糙度增加引起的。GMR数据表明,由于层起伏,出现了与平面型散射成角度的电流。在分离了铁磁和超顺磁巨磁电阻的贡献后,详细分析了磁电阻数据的厚度演化。可以确定的是,ED Ni-Co/Cu多层膜不表现出振荡的GMR行为与间隔物的厚度。
2016-09-20 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
Influence of Ta insertions on the magnetic properties of MgO/CoFeB/MgO films probed by ferromagnetic resonance
通过矢量网络分析仪的铁磁共振测量表明,在垂直磁化的MgO/CoFeB/MgO薄膜中,在CoFeB层中插入超薄Ta,可以获得低的Gilbert阻尼α,最低可达0.006。虽然增加Ta插入的数量允许更厚的CoFeB层保持垂直,但有效的区域磁各向异性不会随着更多的插入而改善,并且还伴随着α的增加。
2014-08-13 cond-mat.mtrl-sci
Finite-size effects in amorphous Fe90Zr10/Al75Zr25 multilayers
利用Fe_(90)Zr_(10)/Al_(75)Zr_(25)多层膜研究了非晶Fe_(90)Zr_(10)层的磁性能随厚度的变化。Al 75 Zr 25层厚度保持在40埃,而Fe 90 Zr 10层的厚度在5埃和20埃之间变化。Al 75 Zr 25层的厚度足够大以抑制任何显著的层间耦合。居里温度和自发磁化强度都随Fe_(90)Zr_(10)层厚度的减小呈非线性下降。在5 μ m Fe_(90)Zr_(10)多层膜中没有观察到铁磁有序。居里温度$T_c$随Fe 90 Zr 10层厚度$t$的变化与有限尺寸标度公式$[1-\Tc(t)/\Tc(\infty)]=[(t-t')/t_0]^{-λ}$拟合,得到$λ=1.2$和临界厚度$t'=6.5$ ε,低于该临界厚度时居里温度为零。
2012-07-05 cond-mat.mtrl-sci
Giant magnetoresistance in electrodeposited Co-Cu/Cu multilayers: origin of absence of oscillatory behaviour
的磁电阻的演变进行了详细的研究与铜层厚度范围从0.5 nm到4.5 nm的电沉积的Co/Cu多层膜。对于薄的铜层(高达1.5 nm),各向异性磁阻(AMR),而较厚的铜层的多层膜表现出明确的巨磁阻(GMR)的行为。GMR幅度增加到约3.5至4 nm的Cu层厚度,然后略有下降。根据磁性测量,所有样品表现出铁磁(FM)行为。AMR和GMR型多层膜的相对剩磁约为0.75。这清楚地表明,即使在GMR效应发生的1.5nm以上,相邻磁性层之间也不存在反铁磁(AF)耦合。在低间隔物厚度下的AMR行为表明存在强FM耦合(由于例如,间隔物中的针孔和/或层厚度非常小的Cu层区域)。随着间隔物厚度的增加,针孔密度减小和/或层厚度均匀性提高,这两者都导致FM耦合的减弱。多层结构质量的这种改进导致磁性层的更好分离,并且较弱的耦合(或完全没有层间耦合)使得相邻层的磁化取向更加随机,所有这些都导致GMR的增加。矫顽场和零场电阻率测量,以及结构研究的结果,早些时候报告的相同的多层提供独立的证据,在这里建立的微观结构特征。先前报道的这种Co/Cu多层膜在Cu层厚度约1 nm时的大GMR可以归因于相当大的超顺磁性(SPM)部分的存在,而不是由于强AF耦合。
2016-11-08 cond-mat.mtrl-sci
Tailoring Fe/Ag Superparamagnetic Composites by Multilayer Deposition
Fe/Ag颗粒多层膜的磁性研究SQUID磁化和穆斯堡尔谱测量。非常薄(0.2 nm)的不连续Fe层显示出超顺磁性,可以定制的磁性和间隔层的厚度。磁相互作用的作用进行了研究,在新的异质结构的超顺磁性和铁磁层和特定的贡献的铁磁层的低场磁化率被确定。
2005-02-24 cond-mat.mtrl-sci
Probing individual layers in functional oxide multilayers by wavelength-dependent Raman scattering
硅上的功能氧化物的集成需要使用复杂的异质结构,涉及氧化物的结构和性质强烈依赖于应变状态和应变介导的界面耦合。对单个组件的应变相关效应的实验观察仍然具有挑战性。本文报道了硅衬底上复杂多层BaTiO_3/LaNiO_3/CeO_2/YSZ薄膜结构的拉曼散射研究。它示出的多层膜的拉曼签名显着不同的三个不同的激光波长(633,442和325 nm)。我们的研究结果表明,在各种波长的拉曼散射允许识别的功能氧化物多层膜的各个层,并监测其应变状态。结果表明,所有层的调查多层应变相对于散装参考样品,应变诱导一个新的晶体结构中嵌入的LaNiO 3。在此基础上,我们证明,在各种波长的拉曼散射提供了一个很好的适应,非破坏性的探针的应变和结构的变化,即使在复杂的薄膜异质结构的调查。
2012-07-17 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
Preparation, structure and giant magnetoresistance of electrodeposited Fe Co/Cu multilayers
自从提出了一种优化Cu层沉积电位的方法以来,还没有对电沉积(ED)Fe-Co/Cu多层膜的巨磁电阻(GMR)进行系统的研究。在本文中,我们提出了结果的电化学优化的Cu层沉积电位被发现取决于在浴中的相对铁浓度。X射线衍射研究的ED Fe 5Co 95(1.5 nm)/Cu(dCu)多层膜与dCu从0.8 nm到10 nm的范围内揭示了fcc结构。对于大多数的多层膜,可以确定一个弱的超晶格卫星反射。的室温磁电阻作为一个单独的层厚度的函数进行了详细研究。发现Cu层厚度大于约1.5nm的多层膜表现出GMR行为,最大GMR为约5%,典型饱和场为1 kOe。随着磁性层中Fe含量的增加,GMR幅度减小。在分离了铁磁和超顺磁巨磁电阻的贡献后,详细地建立了磁电阻数据的间隔层厚度演化,没有发现振荡巨磁电阻,并与物理沉积和电沉积Fe-Co/Cu多层膜的文献数据进行了比较。
2016-10-18 cond-mat.mtrl-sci
Magnetoresistance and surface roughness study of the initial growth of electrodeposited Co/Cu multilayers
电沉积铁磁/非磁(FM/NM)多层膜的巨磁电阻(GMR)效应已被广泛研究。在GMR效应的大多数应用中,使用由相对少量的连续FM和NM层组成的分层结构。因此,研究巨磁阻多层膜电沉积生长的初始阶段具有重要意义。在目前的工作中,我们已经扩展了我们以前的研究ED GMR多层膜的层状结构的总厚度范围从几个纳米到70纳米。研究了这种多层Co/Cu结构的表面粗糙度和电输运性质的演变。产生包括Co和Cu两者作为起始层或顶层的各种层组合,以便(i)观察第一层的成核差异和(ii)追踪所谓的交换反应的效果。特别注意测量磁电阻MR(H)的场依赖性,以获得磁层中超顺磁区域出现的信息。这被证明是有益的监测层的微观结构的演变在沉积序列的每一步。
2016-08-14 cond-mat.mtrl-sci
Dipolar-stabilized first and second-order antiskyrmions in ferrimagnetic multilayers
Skyrmions和antiskyrmions是具有相反拓扑电荷的拓扑保护自旋结构。特别是在共存相中,这两种磁性准粒子可能显示出迷人的物理特性和自旋电子器件的潜力。虽然skyrmions在广泛的材料中被观察到,但到目前为止,反skyrmions仅限于具有D2 d对称性的材料。在这项工作中,我们展示了一阶和二阶反斯凯米子稳定的磁偶极-偶极相互作用在Fe/Gd基多层膜。我们修改的磁性多层膜的Ir插入层。使用洛仑兹透射电子显微镜成像,我们观察共存的反斯基尔米恩,布洛赫斯基尔米恩,和2型气泡和确定的范围内的材料性质和磁场不同的自旋对象的形成和消散。我们进行微磁模拟,以获得更多的了解所研究的系统,并得出结论,饱和磁化强度和单轴各向异性的减少导致存在这个动物园的不同自旋对象,它们主要是稳定的偶极相互作用。
2021-02-18 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
Multilayer silicene: structure, electronics, and mechanical property
本文采用第一性原理计算和经典分子动力学模拟研究了不同堆积方式的多层硅烯的结构优化、能带结构和力学性能。几个局部能量极小已被确定为亚稳态构象与不同的堆叠模式和层数。用SCAN+rvv10优化的低屈曲AA双层硅烯的能带结构呈现半导体性质,带隙为0.4419ev。多层硅烯的杨氏模量对层数或堆叠方式的依赖性较低。而断裂应力和应变则对材料的层数、特定的堆叠方式和手征性敏感。此外,多层硅烯的弯曲模量(例如,0.44ev)甚至低于石墨烯,这可能归因于键角的灵活性。
2019-07-01 cond-mat.mtrl-sci
Evolution of Co/Cu multilayer conductivity during growth: ab intio study
我们提出了从头计算的Co/Cu多层板的面内电导率。采用密度泛函理论和屏蔽KKR方法计算了多层膜的电子结构。输运性质的描述使用玻尔兹曼方程的弛豫时间近似。我们研究的多层膜的生长过程中的电导率的变化,我们可以重现异常,非欧姆,实验观察到的行为在几个多层膜系统。我们的研究结果表明,这种行为可以解释的电子结构的平板。不需要对界面处的散射进行额外的假设。通过分析层投影电导率,阐明了逐层生长过程中电子结构与电导率的关系。
2001-09-17 cond-mat.mtrl-sci
Phase Diagram of Multilayer Magnetic Structures
采用数值模拟方法研究了多层“铁磁-层状反铁磁”(Fe/Cr)结构由于层间界面粗糙而失效的问题。本文给出了体材料表面有铁磁薄膜和两个铁磁层被反铁磁夹层隔开的“厚度-粗糙度”相图,得到了各相的序参量分布,并讨论了这类系统的相变性质。Slonczewski提出的“磁邻近模型”的适用范围进行了评估。
2001-10-08 cond-mat.mtrl-sci
Half-Metallic L2$_1$ Structures with (001) Planar Insertions
许多L2 $_1$相合金(组成X $_2$ YZ)是半金属的。虽然这种结构通常以4原子基的fcc布拉维晶格来描述,但它可以更简单地被视为bcc或B2的变体,其中X $_2$的平面与YZ的平面沿001方向交替。使用从头计算电子结构计算,我们已经研究了平面插入沿001到L2 $_1$结构。在大多数情况下,在Co $_2$ MnGe或Co $_2$ MnSi中插入Cr的单原子层或双原子层不会破坏半金属性质。观察到一个Cr层插入到Co $_2$ MnGe中增加了间隙。事实上,我们观察到,对于使用各种过渡金属或过渡金属和非过渡金属的组合的大量插入,在费米能处的少数沟道中的带隙仍然存在。似乎部分地捕获形成半金属的趋势的特设规则可以被公式化为:“001平面插入,其可以在X $_2$层上可重复地产生8个向下自旋电子,并且在YZ层上产生4个向下自旋电子,从而产生半金属”。
2008-01-15 cond-mat.mtrl-sci
Structural and Thermal Stability of B4C/Ru Multilayers with Carbon Barrier Layers
Institute of Physics, St-Petersburg State University(圣彼得堡国立大学物理研究所);Institute for Physics of Microstructure, Russian Academy of Sciences(俄罗斯科学院微观结构物理研究所)
研究通过引入碳阻挡层抑制Ru-B4C多层结构中钌硼化物的形成,提高其热稳定性,适用于辐射环境下的光学系统。
2025-12-09 cond-mat.mtrl-sci
Effects of layer thickness on the mechanical behavior of oxidation-strengthened Zr/Nb nanoscale multilayers
分析了磁控溅射Zr/Nb纳米多层膜的力学行为和变形机制,并与周期(L = 10和75 nm)和350 ℃退火时间(2-336 h)进行了关系。沉积态多层膜的强度与膜厚无关,而是由Zr和Nb层的共同变形控制。退火导致的Zr层转化成ZrO 2后,几个小时,而Nb层氧化的速度慢得多。与氧化相关的体积膨胀导致在界面处和L = 75 nm的多层膜的ZrO 2层内形成裂纹,但在L = 10 nm的情况下不会。退火后的纳米压痕硬度显着增加,由于与体积的增加,由于氧化和氧化物的强度较高的残余应力的贡献。退火后的强度增加,通过微柱压缩测试测得的,是小于通过纳米压痕测得的,因为它不包括残余应力的贡献,这是在微柱制造过程中释放。L = 10 nm的纳米层压材料具有最高的强度和韧性,因为氧化过程中的损伤被抑制,并且变形机制由剪切带的形成控制。
2017-10-10 cond-mat.mtrl-sci
Interface coupling in twisted multilayer graphene by resonant Raman spectroscopy of layer breathing modes
拉曼光谱是石墨烯和相关层状材料的主要非破坏性表征工具。切变(C)和层呼吸模式(LBM)是由于垂直或平行于其法线的平面的相对运动引起的。这允许人们直接探测多层样品中的层间相互作用。石墨烯和其他二维(2d)晶体可以组合形成各种混合物和异质结构,根据需要创造具有由层间相互作用决定的特性的材料。即使对于单一材料也是如此,其中具有不同相对取向的多层堆叠具有不同的光学和电子性质。在扭曲的多层石墨烯样品中,由于与由层的相对取向确定的新的光学允许的电子跃迁的共振,C模式有显著的增强。在这里,我们表明这也适用于LBM,现在可以在室温下直接测量。我们发现,扭曲不影响LBM,完全不同的情况下的C模式。这意味着两个扭曲层之间的周期性失配主要影响剪切相互作用。我们的工作表明,拉曼光谱是揭示二维杂化和异质结构界面耦合的理想工具。
2016-01-07 cond-mat.mtrl-sci
On the Short-Time Compositional Stability of Periodic Multilayers
通过对Cahn-Hilliard扩散方程定态解的分析,研究了具有大扩散间隙的相干周期多层膜中浓度分布的短时稳定性.周期性浓度分布的存在性和稳定性的限制作为一个函数的平均组成的多层周期长度进行了讨论。人工制备的层在高温下溶解的最小平均组合物和相应的层厚度被计算为多层周期长度的函数的吉布斯自由能的组合物依赖性的一个特殊模型。当周期长度超过某一临界值时,层状结构可以在平均组成的某一区域以亚稳态形式存在。在非常薄的各个层中的相组成,与相间边界宽度相比,偏离相应的体相。
1999-01-28 cond-mat.mtrl-sci
Grain Boundary Driven Plateau-Rayleigh Instability in Multilayer Nanocrystalline Thin Film: A Phase-field Study
纳米晶多层薄膜的热稳定性是非常重要的,因为应用通常涉及高温。在这里,我们报告的层不稳定现象,在二元多晶薄膜在较高的温度下从晶界迁移启动使用相场模拟。层的厚度,双层间距和晶界的存在下,层的稳定性也随着各相的晶界流动性的影响进行了研究。层的不稳定性在多晶薄膜中示出产生的晶界开槽,这起源于自发地从晶界的存在。结果表明,由微分曲率产生的扰动的增长遵循Plateau-Rayleigh不稳定性判据。层厚度的增加、较低的双层厚度以及较低的晶界迁移率提高了层稳定性。相场模拟显示了类似的微观结构的演变,已经观察到在我们的锆(Zr)/氮化锆(ZrN)系统的实验。在这项工作中进行的详细分析,以了解层不稳定性的机制,使我们预测的措施,这将提高多层纳米薄膜的热稳定性。
2016-11-14 cond-mat.mtrl-sci
Current-Driven Switching in Magnetic Multilayer Nanopillars
我们总结了我们最近的研究结果,在纳米磁性多层膜中的电流驱动的磁化翻转是如何受到施加的磁场,温度的变化,铁磁层之间的磁耦合,多层结构的变化,以及层的磁化的相对旋转。我们展示了如何解释这些结果可以与一个模型描述电流驱动的激发作为一个有效的电流依赖的磁温度。
2003-12-11 cond-mat.mtrl-sci
Broadband Ferromagnetic Resonance Linewidth Measurement of Magnetic Tunnel Junction Multilayers
磁隧道结自由层的宽带铁磁共振(FMR)线宽被用作磁结构质量的简单诊断。的FMR线宽增加附近的自由层反转和钉扎层反转的领域,这种增加与在未图案化的薄膜,在图案化的设备中的低频噪声,和以前的观察使用洛伦兹显微镜的磁畴波纹的磁滞增加。退火后的自由层FMR线宽的变化表明,相当大的磁无序,起源于交换偏置钉扎层,被转移到自由层。
2009-01-27 cond-mat.mtrl-sci
Enhanced Photovoltaic Performances of Graphene/Si Solar Cells by Insertion of an MoS2 Thin Film
石墨烯和过渡金属二硫属化合物等原子级薄层材料由于其高载流子输运性能和强的光-物质相互作用,在光电子器件中显示出巨大的活性物质潜力。在这里,我们证明了石墨烯/硅肖特基结太阳能电池的光伏性能显着提高插入化学气相沉积(CVD)生长,大的二硫化钼薄膜层。该层用作有效的钝化和电子阻挡/空穴传输层。我们还证明了光伏性能随着石墨烯层数的增加和MoS 2层厚度的减小而增强。优化后的三层石墨烯/MoS 2/n-Si太阳能电池的光电转换效率达到11.1%。
2015-03-18 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
{\it Ab initio} calculations of magnetic structure and lattice dynamics of Fe/Pt multilayers
采用密度泛函理论结合直接确定声子频率的方法研究了(001)取向Fe/Pt多层膜的磁化强度分布、层间耦合常数对其能量的表征以及晶格动力学。结果表明,连续Fe层间的铁磁有序性较好,界面处的磁矩较强。铁层之间的双线性和双二次耦合系数示出饱和快速增加的厚度的Pt层,分开它们。声子计算表明,部分铁声子态密度的铁单层的多层结构中的实际位置的依赖性相当强。
2010-05-29 cond-mat.mtrl-sci
Shear and Layer Breathing Modes in Multilayer MoS2
我们通过拉曼散射研究了多层MoS2中的剪切和层呼吸模式。这些都是通过偏振测量和对称性分析确定的。它们的位置随层数而变化,奇数层和偶数层的缩放比例不同。一个链模型解释了结果,具有普遍适用性的任何分层材料,并允许一个监控其厚度。
2012-12-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Atomic Layer Deposition of SiO$_2$-GeO$_2$ multilayers
尽管其对CMOS应用感兴趣,但GeO $_{2}$薄膜的原子层沉积(ALD),单独或与SiO $_{2}$组合,尚未被广泛研究。在这里,我们报告的ALD生长的SiO $_{2}$ /GeO $_{2}$多层膜的硅衬底上使用迄今未报道的Ge前体。具有各种周期性的多层膜的表征揭示了成功的逐层生长,具有电子密度对比和化学混合的情况下,下降到2个原子层的周期性。
2020-04-06 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Maximizing the spin-orbit torque efficiency of Pt/Ti multilayers by optimization of the tradeoff between the intrinsic spin Hall conductivity and carrier lifetime
我们报告了一个全面的研究最大化的自旋霍尔比(θSH)在Pt薄膜中的插入亚单层层的Ti,以减少载流子寿命,同时尽量减少并发减少自旋霍尔电导率。我们建立的固有自旋霍尔电导率的Pt,而强大的应变和这些插入所造成的晶体顺序的中度中断,开始迅速下降,在高电阻率水平,因为载流子寿命缩短。在本征自旋霍尔电导率和载流子寿命之间的不可避免的权衡为异质材料设定了θSH >=0.8的实际上限,其中结晶Pt组分是自旋霍尔效应的来源,并且电阻率通过缩短载流子寿命而增加。这项工作还建立了一种非常有前途的自旋霍尔金属[Pt 0.75 nm/Ti 0.2 nm]7/Pt 0.75 nm,用于节能,高耐久性的自旋轨道扭矩技术(例如,存储器、振荡器和逻辑电路),这是由于其结合了0.8的巨大θSH(或相当于0.35的每单位电流密度的阻尼式自旋扭矩效率)、相对较低的电阻率(90 uOhm cm)和对实际技术集成的高度适用性。
2019-08-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Two Problems in Spin-Dependent Transport in Metallic Magnetic Multilayers
在垂直于层几何结构的平面的电流中的磁性多层膜的输运性质由层的本体中的扩散散射以及跨界面的扩散散射和弹道散射来定义。由于金属中的屏蔽长度较短,当在每层中求解宏观输运方程(玻尔兹曼方程或扩散方程)时,多层的逐层处理是可能的,同时通过边界条件考虑界面散射的细节。嵌入的弹道和扩散界面散射的扩散散射在大部分的层的框架是统一的想法背后的问题,在这项工作中解决的问题:在多层结构中找到的界面电阻的问题和电流感应磁化切换的问题。
2004-01-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Massless Fermions in multilayer graphitic systems with misoriented layers
我们研究了几个堆叠的石墨烯层的取向不良如何影响碳纳米系统的电子结构。我们提出了{ \it ab initio}计算的双层和三层系统,以证明无质量费米子行为的单层石墨烯的典型也发现在无公度多层石墨系统。我们还研究了实验指纹,如拉曼光谱和扫描隧道显微镜(STM)的这一属性的后果。我们的模拟表明,乱层少层石墨的STM图像对层的排列是敏感的。我们还预测,石墨样品的共振拉曼信号对层的取向比层的数量更敏感。
2007-09-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
h-BN layer induced chiral decomposition in the electronic properties of multilayer graphene
讨论了非对称堆积结构的手征分解。结果表明,沉积在h-BN上的Bernal堆叠石墨烯多层膜的低能电子结构由手征赝自旋二重态组成.如果N是偶数,则h-BN层上的N层石墨烯原料具有N/2个有效双层石墨烯系统和一个有效h-BN层,或者如果N是奇数,则具有(N-1)/2个有效石墨烯双层加上一个由h-BN层改性的石墨烯单层。我们提出的分解过程,我们得到的手征子系统的有效参数表征的递归关系。在这种情况下,有效参数包括层间耦合和现场电位,与仅修改层间耦合的纯石墨烯多层系统相反。我们应用这一程序来讨论克莱因隧穿现象,并定量比较与纯石墨烯多层系统的结果。
2017-10-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Bending modes, anharmonic effects and thermal expansion coefficient in single layer and multilayer graphene
我们提出了一个简单的分析方法来研究单层,双层和多层石墨烯的非谐效应。面内模和面外模之间的耦合导致负的格吕奈森系数和负的热膨胀。热膨胀系数的值取决于与衬底的耦合。双层石墨烯中的弯曲刚度示出了长波长区域和短波长区域之间的交叉,在长波长区域中,其值由平面内弹性性质确定,在短波长区域中,其值接近单层的两倍。
2012-06-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Enhancement of magnetoresistance in manganite multilayers
以La_(0.67)Ca_(0.33)MnO_3为铁磁层,Pr_(0.7)Ca_(0.3)MnO_3和Nd_(0.5)Ca_(0.5)MnO_3为间隔层,制备了磁性多层膜。所有多层膜都是用脉冲激光沉积法在LaAlO 3(100)衬底上生长的。在这些多层膜中观察到大于98%的增强的磁阻(定义为(RH-R 0)/R 0)。在5000 Oe下,还观察到在这些多层膜中的41%的低场磁阻。增强的MR归因于间隔层中的诱导双交换,这引起更多数量的导电载流子。这是比较取代的间隔层与LaMnO 3,其中锰只存在于3+状态,并没有观察到增强在La 0.67 Ca 0.33 MnO 3/LaMnO 3多层膜的双交换机制不能由外部磁场诱导。
2000-06-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Polyelectrolyte multilayer formation: electrostatics and short-range interactions
我们研究了交替电荷聚电解质通过逐层沉积形成多层膜的现象。利用平均场论,我们发现,一个强大的短程吸引力之间的两种类型的聚合物链是必不可少的多层膜的形成。计算了所需的短程吸引力对聚合物电荷分数和盐浓度的依赖性。对于任何两个相邻层之间的弱短程吸引力,吸附量(每增加层)随着距离表面的增加而衰减,直到链完全停止吸附。对于强短程吸引,每层的吸附量在初始减少后增加,最后稳定在可以重复多次的多层膜的形式。
2006-01-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Stress-driven instability in growing multilayer films
我们研究了应力驱动的外延生长多层膜的形态不稳定性,这是相干和位错自由。我们构建了一个直接的弹性分析,从我们确定的弹性状态的系统递归的旧状态的埋层。反过来,我们使用的弹性状态的结果,推导出的表面轮廓的形态演化方程的一阶扰动,与解决方案明确表示的所有沉积层的生长条件和材料参数。我们将这些结果应用到两种多层结构。一个是交替拉伸/压缩多层结构,我们确定有效的稳定性,包括在不同的层,其相互作用与全球失配的多层膜的不同表面迁移率的影响,以及非对称结构的压缩和拉伸层对系统稳定性的影响。在稳定性图中发现的不对称性质的性质与实验观察一致。我们研究的其他多层结构是由堆叠的应变/间隔层组成的。我们还计算了动力学临界厚度的形态不稳定性的发病,并获得其减少和饱和的沉积层数的增加,这是符合最近的实验结果。与单层薄膜生长相比,上应变层的动力学临界厚度行为出现偏差。
2003-01-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Spin-layer coupling in altermagnets multilayer: a design principle for spintronics
本文通过第一性原理与对称性分析提出Cr2SX交变磁体单层及多层体系,揭示奇/偶层自旋-层耦合设计原理,并展示磁序、晶体对称性与外电场对自旋劈裂的调控作用。
2024-10-21 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Optical transmittance of multilayer graphene
我们研究了高达65层厚的多层石墨烯薄膜的光学透射率。通过对CVD多层石墨烯的大规模紧束缚模拟和光学测量相结合,发现石墨烯薄膜在可见光区的光透过率仅由石墨烯层数决定。我们认为,光学透射率测量是更可靠的确定层数比常用的拉曼光谱。此外,光学透射率测量也可以应用于具有弱范德华层间相互作用的其他二维材料。
2014-09-16 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
Magnetostatic bias in multilayer microwires: theory and experiments
研究了由软磁核、中间非磁层和外部硬磁层组成的多层微丝的磁滞曲线。磁性层之间的静磁相互作用被证明会引起类反铁磁耦合,从而导致软核磁滞曲线中的静磁偏置。这种静磁偏置效应的研究方面的微丝的几何形状。考虑到考虑到磁层之间的静磁相互作用的分析模型解释的实验结果。
2011-06-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Effects of the Zero-Mode Landau Level on Inter-Layer Magnetoresistance in Multilayer Massless Dirac Fermion Systems
本文报道了多层无质量狄拉克费米子系统$α$ -(BEDT-TTF)$_2$ I $_3$在静水压力下的层间磁电阻的实验结果及其解释。在垂直于二维平面的磁场中,我们成功地探测到了狄拉克锥接触点处的零模朗道能级(n=0朗道能级)。在层间磁电阻中可以清楚地看到零模朗道载流子的特征,包括塞曼效应。
2009-04-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Giant enhancement of room temperature magnetoresistance in La_{0.67}Sr_{0.33}MnO_{3}/Nd_{0.67}Sr_{0.33}MnO_{3} multilayers
通过制备具有超薄LSMO和NSMO单层的La $_{0.67}$ Sr $_{0.33}$ MnO $_{3}$(LSMO)/ Nd $_{0.67}$ Sr $_{0.33}$ MnO $_{3}$(NSMO)多层膜,改变CMR锰氧化物中的金属-绝缘体转变温度并使其接近室温。具有厚度约为$10Å$的超薄单层的LSMO/NSMO多层膜在270 K下表现出150%的磁阻,而具有约为$40Å$的中等单层厚度的LSMO/NSMO多层膜在相同温度下各自仅表现出15%的磁阻。我们已经表明,在个别层的厚度的减少导致增加的自旋波动,从而导致在增强的磁阻。
2006-01-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Enhancing spin-orbit torque by strong interfacial scattering from ultra-thin insertion layers
增加类阻尼自旋轨道力矩(SOT)对于实现自旋电子学现象的新研究具有根本的重要性,并且对于推进低功率自旋力矩存储器、逻辑和振荡器器件也具有技术紧迫性。在这里,我们表明,通过插入超薄层内的自旋霍尔金属与固有或侧跳机制,可以显着提高自旋霍尔比增强界面散射。通过亚单层Hf的插入,类阻尼SOT被增强了2倍,正如平面磁化磁存储器件的谐波响应测量和电流感应开关所证明的那样,其临界开关电流为~73 uA(开关电流密度为3.6x10^6 A/cm^2)。这项工作证明了一个非常有效的策略,最大限度地提高低功率自旋扭矩器件的阻尼SOT。
2019-04-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Raman spectroscopy at the edges of multilayer graphene
边缘自然存在于单层石墨烯样品中。类似地,多层石墨烯样品中的各个石墨烯层贡献了它们自己的边缘。我们研究了在n层石墨烯(nLG)上放置石墨烯层的边缘处的拉曼光谱。我们发现,从顶部石墨烯层的边缘观察到的D带呈现出与离子注入诱导的无序(n +1)LG相同的线形。基于D和2D谱带的光谱特征,我们确定了两种类型的取向配置在机械剥离的双层和三层石墨烯的边缘,其边缘从其光学图像中排列良好。
2014-12-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Layer breathing and shear modes in multilayer graphene: A DFT-vdW study
本文利用具有vanderWaals(vdW)泛函的密度泛函理论(DFT)研究了多层石墨烯的结构和振动性质。首先,我们分析不同的vdW泛函比较评估的晶格参数,弹性常数和振动频率的低能光学模式的石墨。我们的研究结果表明,vdW-DF 1-optB 88泛函具有最好的整体性能的振动特性的描述。接下来,我们使用该泛函来研究vdW相互作用对多层石墨烯的结构和振动性质的影响。具体来说,我们评估结合能,层间距离和声子频率的层呼吸和剪切模式。我们观察到我们的计算结果和可用的实验数据之间的良好的协议,这表明,该功能具有真正的预测能力层呼吸和剪切频率尚未测量。这表明仔细选择的vdW泛函可以以良好的准确度描述石墨烯相关系统中的层间键合。
2019-11-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
An Effective Reduction of Critical Current for Current-Induced Magnetization Switching by a Ru Layer Insertion in an Exchange-Biased Spin-Valve
最近,已经预测,自旋极化的电流直接流过磁性元件的平行面(CPP)可以通过自旋动量转移引起磁化翻转。本文首次报道了在室温下交换偏置自旋阀(ESPVs)中的电流诱导磁化翻转(CIMS)现象。ESPV在具有非常高的临界电流密度的扫频直流电流下表现出CIMS行为。它表明,薄钌(Ru)层插入之间的自由层和顶部电极有效地降低了临界电流密度的CIMS。当自由层的厚度增加时,还观察到“逆”CIMS行为。
2004-04-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Multilayer C2N: Effect of Stacking Order and Number of Layers on Bandgap and Its Controlled Electronic Properties by External Electric Field
成功合成了氮化多孔二维结构C2 N(Nat. Commun. 2015,6,1-7)提供了一种具有成本效益的方法来产生具有新的光学和电子特性的其他2D材料。以少层C2 N为模型,我们对层状C2 N的电子性质进行了从头算研究。该系统的带隙随层数的增加而单调减小。在体C2 N处有直接能隙到间接能隙的转变。另外,当在少层C2 N上施加面外电场时,多层C2 N的带隙会随着电场的增大而减小,在适当的电场下,五层C2 N会发生超导-半金属转变,而单层C2 N的带隙在电场下基本不变。C2 N层由于其禁带宽度可调范围大,在纳米电子和光电子器件中具有广阔的应用前景。
2015-05-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Layer-by-Layer Epitaxy of Multilayer MoS2 Wafers
MoS 2的二维(2D)半导体在硅之外的先进电子技术中具有巨大的潜力1 -9。到目前为止,高质量的单层MoS 2晶片10 -12已经可用,并且从单个晶体管到集成电路的各种演示也已经展示13 -15。除了单层,多层具有较窄的带隙,但改善了载流子迁移率和电流容量的单层5,16-18。然而,实现高质量的多层MoS 2晶片仍然是一个挑战。在这里,我们报告的高品质的多层二硫化钼4英寸晶圆的生长通过逐层外延工艺。外延导致相邻的外延层之间的明确定义的堆叠顺序,并提供了一个微妙的控制层数高达6。对不同层数的硅片进行了原子结构和电子性质的系统评价。正如预期的那样,在较厚层的场效应晶体管(FET)中发现了器件性能的显著改善。例如,在室温(RT)下的平均场效应迁移率(μFE)可以从单层的约80 cm 2 V-1 s-1增加到双层/三层器件的约110/145 cm 2 V-1 s-1。在Vds=2 V时,最高的RT μFE=234.7 cm 2 V-1 s-1,最高的导通电流密度为1.704 mAμm-1,开关比超过107.因此,我们的工作向2D MoS 2在电子领域的实际应用迈进了一步。
2022-03-18 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Asymmetric modification of the magnetic proximity effect in Pt/Co/Pt trilayers by the insertion of a Ta buffer layer
用界面敏感、元素特异的X射线共振磁反射率研究了Ta/Pt/Co/Pt多层膜中Co引起的上下Pt层的磁邻近效应。在Pt $L_3$吸收边(11567 eV)处测量了左右螺旋度的圆偏振X射线的不对称比,并在面内磁场($\pm158$ mT)下验证了其磁起源。底部Pt层中的邻近感生磁矩随着Ta缓冲层的厚度而减小。掠入射X射线衍射表明Ta缓冲层诱导Pt(011)而不是Pt(111)的生长,这反过来又降低了诱导力矩。详细的密度泛函理论研究表明,相邻的Co层在Pt(111)中感应的磁矩大于在Pt(011)中感应的磁矩。通过插入Ta缓冲层来操纵Pt中的磁性提供了一种控制磁邻近效应的新方法,该磁邻近效应在类似界面的自旋输运实验中具有巨大的重要性。
2019-11-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Breakdown of the resistor model of CPP-GMR in magnetic multilayered nanostructures
我们研究了改变多层膜中各层的顺序对CPP GMR的影响。使用紧束缚简单立方两带模型(s-d),磁输运性质的计算在零温度,零偏压的限制,在Landauer-Buttiker形式主义。我们证明,对于不同厚度的层形成的单个磁性金属和多层膜形成的两个磁性金属,GMR比和它的依赖于无序是敏感的层的顺序。这种效应在大无序的极限中消失,在那里恢复了广泛使用的玻尔兹曼方法的结果。
1999-03-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electron transmission through the stacking domain boundary in multilayers graphene
本文从理论上研究了多层石墨烯中电子通过AB-BA层间界面的传输。利用紧束缚模型和转移矩阵方法,计算了从双层到五层多层膜中电子通过边界的几率随电子费米能级的变化。我们发现,特别是在带接触点附近的传输被强烈抑制,这表明在一般的多层石墨烯的电子导电性显着干扰堆垛层错。层错对导电性的抑制作用在双层石墨烯中最强,随着层数的增加而逐渐减弱。在大的载流子密度下,我们观察到了三层和五层结构的透射率比双层和四层结构的透射率低的奇偶效应,这与奇层结构中存在的类单层线性带有关。对于双层石墨烯,我们还研究了垂直电场打开一个能隙的效果,并表明在固定的载流子密度下,能带变形增强了电子传输。
2015-05-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Scanning electron microscopy with polarization analysis for multilayered chiral spin textures
我们表明,扫描电子显微镜与极化分析(SEMPA),这是敏感的两个面内磁化分量可以用来成像的多层手性自旋纹理的面外磁化多畴状态。通过在多层膜的顶部沉积一层薄的铁,我们通过铁中的杂散场的映射来成像底层的面外畴态。我们还表明,SEMPA可以用来在这些系统中的磁畴壁手性的图像后,铣削掉的覆盖层和成像的最顶部的磁性层直接。
2017-08-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci