Dzyaloshinskii-Moriya interaction chirality reversal with ferromagnetic thickness
Univ. Grenoble Alpes, CEA, CNRS, Spintec（格勒诺布尔阿尔卑斯大学，法国原子能和替代能源委员会，法国国家科学研究中心，自旋科学与技术中心）；Univ. Grenoble Alpes, CNRS, Néel Institute（格勒诺布尔阿尔卑斯大学，法国国家科学研究中心，奈尔研究所）；Institut Universitaire de France (IUF)（法国大学学院）
通过调节铁磁层厚度，实现DMI手性反转，揭示界面结构松弛对DMI手性的影响，并提出新的调控方法。
2025-11-07 cond-mat.mtrl-sci
Anisotropy of ultra-thin ferromagnetic films and the spin reorientation transition
研究了单轴各向异性和偶极相互作用对超薄铁磁薄膜基态磁化方向的影响。基态能量可以用各向异性常数来表示，并详细计算了各向异性常数随系统参数和薄膜厚度的变化。特别是考虑非共线自旋安排。给出了自旋重取向转变出现的条件，并导出了与此转变有关的倾斜相宽度及其在外加磁场中的位移的解析结果。
2002-02-28 cond-mat.mtrl-sci
Large magnetoresistance using hybrid spin filter devices
夹在非磁性金属和磁性金属之间的磁性“自旋过滤器”隧道势垒用于创建新的磁阻隧道器件，有点类似于光学偏振器分析器配置。这些三层结构的电阻取决于自旋过滤器和铁磁电极的相对磁化方向。在这种配置中的自旋过滤产生以前未观察到的磁阻效应，超过100%。
2001-07-27 cond-mat.mtrl-sci
Layered CrGe1-xSe3+y with Cr Kagome Lattice and Antiferromagnetic Ordering
The University of Arizona（亚利桑那大学）；University of Pittsburgh（匹兹堡大学）
该研究报道了具有Cr Kagome晶格和反铁磁有序的分层CrGe1-xSe3+y材料的合成与性质，揭示了其反铁磁有序特性及铬的氧化态特征。
2026-01-08 cond-mat.mtrl-sci
Decoupled magnetic and electrical switching in manganite trilayer
我们报告的磁性和电输运的外延生长的三层薄膜结构，包括La 0.59 Ca 0.41 MnO 3夹在La 0.67 Ca 0.33 MnO 3电极的研究。由于La 0.59 Ca 0.41 MnO 3位于薄膜铁磁金属相场的边缘，因此可以预期相分离效果。这些效应可以解释所观察到的中间层的磁各向同性。相比之下，电极材料是磁单轴的。易轴磁场扫描的三层产生两个尖锐的磁性转变，但只有一个尖锐的转变，在电流面内电阻测量。
2005-11-25 cond-mat.mtrl-sci
Electrical detection of magnetic circular dichroism: application to magnetic microscopy in ultra-thin ferromagnetic films
对薄膜的磁结构进行成像是一个长期的研究领域。近几年来，二维铁磁材料的出现呼唤着磁成像领域的创新。由于磁矩非常小，因此SQUID、转矩磁力测量法、磁力显微镜和克尔效应显微镜等标准技术具有挑战性，并且通常会导致检测到寄生磁贡献或伪效应。在这项工作中，我们报告了一种新的磁显微镜技术的基础上相结合的磁性圆二色性和Seebeck效应在半导体/铁磁双层膜。我们实现了这种方法与垂直磁化（Co/Pt）多层膜溅射在Ge（111）。我们进一步表明，MCD的电检测是更敏感的克尔磁力，特别是在超薄膜制度，这使得它特别有前途的新兴的二维铁磁材料的研究。
2020-09-08 cond-mat.mtrl-sci
Ultrafast ferromagnetic fluctuations preceding magnetoelastic first-order transitions
一阶磁跃迁具有基础性和技术性的意义，因为它产生了许多新的相和功能。特别令人感兴趣的是巨磁热效应，这是由于一阶磁转变，并已引起广泛关注的固态制冷应用。虽然传统观点认为原子晶格在一阶磁跃迁中起着重要作用，但仍然缺乏对晶格和自旋自由度的相干微观描述。在这里，我们研究的磁相变动力学的金属间化合物LaFe 13-xSix，这是最经典的巨磁热系统之一，在频域和时域利用中子散射和超快X射线衍射。我们已经观察到一个强的磁漫散射的顺磁状态之前的一阶磁跃迁，对应于皮秒铁磁波动。在光子激发下，铁磁态在0.9 ps内被完全抑制，并在20 ps内恢复。超快动力学表明，磁自由度主导这种磁弹性转变和铁磁涨落可能是普遍相关的这类化合物。
2020-12-06 cond-mat.mtrl-sci
Ultrafast Vortex-Core Reversal Dynamics in Ferromagnetic Nanodots
为了验证超快涡核反转的确切机制以及涡旋态的稳定性，我们对坡莫合金圆柱纳米点在面内振荡磁场作用下的磁涡旋的动态演化进行了数值计算。计算结果揭示了涡对驱动外场的不同形式的非平凡动力响应。特别是，结果提供了洞察10 ps尺度的超快涡核反转驱动的小振幅（~10 Oe）面内场的物理。这项工作也提供了如何有效地操纵涡核方向的动态切换的基础。
2007-03-21 cond-mat.mtrl-sci
Ultra-low-power orbital-controlled magnetization switching using a ferromagnetic oxide interface
基于自旋的电子学的主要挑战是降低铁磁体的磁化切换的功耗，这是通过注入大的自旋极化电流来实现的。另一种方法是通过电场控制铁磁体的磁各向异性（MA）。然而，电压感应MA太弱，在没有辅助磁场的情况下无法确定性地切换磁化，并且实现该目标的策略仍然难以捉摸。在这里，我们展示了一个新的计划轨道控制的磁化翻转（OCMS）：一个急剧的变化，在MA诱导费米能级之间移动具有不同的轨道对称性的能带。使用铁磁氧化物界面，我们证明了OCMS可以用来实现确定性的和无磁场的90度磁化翻转，只需施加一个非常小的电场0.05 V/nm和一个可忽略不计的小电流密度10^-2 A/cm^2。我们的研究结果突出了带工程在铁磁材料中用于有效磁化控制的巨大潜力。
2019-04-24 cond-mat.mtrl-sci
Ferroelectric Phase Transitions in Ultra-thin Films of BaTiO3
我们提出了一个现实的模型的钛酸钡$_3$夹在短路的电极，以确定和理解膜的厚度，外延应变和电极的性质对其铁电相变的影响作为温度的函数的分子动力学模拟。我们确定了一个完整的外延应变温度相图中存在的完美电极。即使消失的去极化场，我们发现，铁电相变的状态与平面内和平面外的极化分量表现出厚度的依赖性，它产生的相互作用的局部偶极子与他们的静电图像中存在的电极。第二，在存在相对较差的金属电极的情况下，其仅部分地补偿表面电荷和去极化场，在低温下稳定具有条状畴的定性不同的相。
2007-05-24 cond-mat.mtrl-sci
Ferromagnetic-like closure domains in ferroelectric ultrathin films
本文从第一性原理出发，模拟了短路条件下两金属SrRuO $_3$电极间的BaTiO $_3$单胞电容器中铁电畴的能量、结构和电子性质。畴稳定下来，两个单位电池，采用封闭的域的形式，常见的铁磁体，但最近才在铁电薄膜的实验检测。通过电极的第一SrO层中的原子的面内弛豫，畴被闭合，其表现得比在金属SrRuO $_3$中更像在高度可极化SrTiO $_3$中的SrO。即使很小，这些横向位移是必不可少的稳定域，并可能提供一些线索，以解释为什么有些系统打破域，而其他人仍然在一个单域配置。静电势的分析揭示了铁电电极界面处的带电缺陷的钉扎的优先点，可能在膜疲劳中起主要作用。
2007-10-08 cond-mat.mtrl-sci
Element-specific and high-bandwidth ferromagnetic resonance spectroscopy with a coherent, extreme ultraviolet (EUV) source
研究使用台式HHG光源的EUV光谱技术，实现了62 GHz带宽的元素特异性铁磁共振测量，为不透明衬底上磁性器件动力学研究提供新方法。
2024-04-23 cond-mat.mtrl-sci
Switching ferromagnetic spins by an ultrafast laser pulse: Emergence of giant optical spin-orbit torque
更快的磁纪录技术是海量数据存储和大数据科学不可或缺的。{全光自旋开关提供了一种可能的解决方案}，但目前它仅限于少数昂贵且复杂的稀土亚铁磁体。在更丰富的铁磁体中的自旋开关可能会大大扩展全光自旋开关的范围。在这里，通过研究40，000个铁磁自旋，我们表明，这是决定自旋开关过程中的铁磁体和亚铁磁体的光学自旋轨道力矩。只有当合金中每种成分的有效自旋角动量超过临界值时，才会发生自旋转换。由于强交换耦合，铁磁体中的自旋开关比弱耦合亚铁磁体快得多。这为全光自旋开关建立了一个范例。由此产生的磁场（65 T）是如此之大，它将显著降低自旋电子学中的高电流，从而代表了光自旋电子学的开始。
2016-09-19 cond-mat.mtrl-sci
Spin-orbit-torque and magnetic damping in tailored ferromagnetic bilayers
我们研究了由Co和坡莫合金（Py）组成的铁磁（FM）双层膜中的自旋-轨道-力矩驱动的铁磁共振（FMR）。我们发现，FM层接触的Pt层占主导地位，决定自旋霍尔角，这是符合自旋透明模型。相比之下，FMR线宽不仅受到Pt上的自旋泵浦效应的影响，|在FMMgO界面处的双磁振子散射等自旋弛豫也导致了FMR线宽的增加，CoMgO界面导致了FMR线宽的显著增加，而Py界面导致了FMR线宽的显著增加。|MgO界面的影响较小。每个界面对自旋霍尔角和耗散参数的不同贡献表明Pt |Co| Py的堆叠构型|MgO需要比Pt |Py| Co更少的写入能量|MgO在自旋-轨道-力矩驱动的磁开关中的应用。我们的方法提供了一个很有前途的方法来优化材料参数的工程界面与重金属或氧化物层接触。
2018-08-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Using ultrashort optical pulses to couple ferroelectric and ferromagnetic order in an oxide heterostructure
利用时间分辨二次谐波（SHG）技术研究铁电/铁磁氧化物异质结构，实现了超快时间尺度上电磁序耦合的全光检测和控制.我们利用飞秒光脉冲改变Ba $_{0.1}$ Sr $_{0.9}$ TiO $_{3}$（BSTO）/La $_{0.7}$ Ca $_{0.3}$ MnO $_{3}$（LCMO）异质结的自旋取向，并利用二次谐波选择性地探测铁电响应。在这种异质结构中，泵浦脉冲光激发LCMO中的非平衡准粒子，这些准粒子在几十皮秒的时间尺度上经历自旋晶格弛豫之前与声子快速相互作用。这减少了LCMO中的自旋-自旋相互作用，通过磁致伸缩对BSTO施加应力。然后，这通过压电效应在比从LCMO到BSTO的激光诱导热扩散快得多的时间尺度上修改FE极化。因此，我们已经证明了超快间接磁电效应介导的FE/FM异质结构通过弹性耦合，与时间尺度主要由自旋晶格弛豫FM层。
2015-01-08 cond-mat.mtrl-sci
Rashba spin torque in an ultrathin ferromagnetic metal layer
在缺乏反转对称性的二维铁磁金属层中，巡游电子介导Rashba自旋轨道相互作用和铁磁序参量之间的相互作用，导致施加在磁化上的Rashba自旋力矩。利用Keldysh方法，在同时考虑磁性和自旋轨道耦合的情况下，我们导出了一个自旋扩散方程，该方程提供了对扩散自旋动力学的相干描述。讨论了在大自旋轨道耦合和弱自旋轨道耦合条件下自旋矩的特性及其对磁化动力学的影响。
2011-11-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Theory of the Spin Reorientation Transition of Ultra-Thin Ferromagnetic Films
在海森堡自旋模型的微观基础上研究了铁磁薄膜磁化强度的重取向转变。的温度依赖性的各向异性的解析表达式推导出从中可以看出，在有限的温度下，在膜表面的减少磁化起着至关重要的作用，这种转变。计算了温度-厚度平面上的详细相图。
1998-09-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Crossover from 2D ferromagnetic insulator to wide bandgap quantum anomalous Hall insulator in ultra-thin MnBi2Te4
本征磁性拓扑绝缘体为在较高温度下操作的稳健磁性拓扑相提供低无序和大磁性带隙。通过控制层的厚度，涌现的现象，如量子反常霍尔（QAH）效应和轴子绝缘体相已实现。这些观察发生在明显低于大块MnBi 2 Te 4的Neel温度的温度下，并且在超薄MnBi 2 Te 4中的狄拉克点处的磁能隙的测量尚未实现。实现该系统的承诺的关键是直接测量层相关的能隙，并验证间隙是否是磁性的QAH阶段。在这里，我们利用温度相关的角度分辨光电子能谱研究外延超薄MnBi 2 Te 4。我们直接观察到一个层依赖的交叉从一个2D铁磁绝缘体的带隙大于780 meV的一个七重层（1 SL）的QAH绝缘体具有大的能隙（>100 meV）在8 K的3和5 SL MnBi 2 Te 4。QAH带隙的起源被证实是磁性的，因为它随着温度的升高而突然减小，高于8 K。直接观察到的一个大的磁能隙在QAH相的few-SL MnBi_2Te_4是有希望进一步提高QAH材料的工作温度。
2021-03-17 cond-mat.mtrl-sci
Constructing ab initio models of ultra-thin Al-AlOx-Al barriers
超薄氧化物阻挡层的微观结构在现代纳米电子器件中通常起着重要作用。在超导电子电路的情况下，它们的操作取决于由超薄隧道势垒（也称为约瑟夫森结）形式的一个或多个这种氧化物层提供的电非线性。目前可用的制造技术制造非晶氧化物阻挡层，其被认为是器件内的主要噪声源。这种噪声的性质目前是一个悬而未决的问题，需要实验和理论研究。在这里，我们提出了一种方法来构建原子尺度的计算模型的约瑟夫森结使用分子力学，经验和从头计算方法相结合。这些结由夹在结晶铝之间的超薄无定形氧化铝层组成。这些障碍的稳定性和结构作为密度和化学计量的函数进行了研究，我们比较实验观察参数
2015-08-22 cond-mat.mtrl-sci
Coplanar waveguide based ferromagnetic resonance in ultrathin film magnetic nanostructures: impact of conducting layers
我们报告宽带铁磁共振（FMR）测量的基础上的共面波导（CPW）的磁膜结构，包括在平面内/平面外去耦层沉积在不同厚度的缓冲层或其他缓冲结构与不同的薄层电阻。我们表明，基本模式的激发可以大大提高（高达10倍）在缓冲层上沉积的结构相比，薄或弱导电缓冲层上沉积的结构具有低的薄层电阻。分析了导电缓冲层对共面波导电磁场的屏蔽作用。FMR吸收增强的效果对于利用双磁性铁磁层的磁化动力学的自旋电子器件中的应用是有吸引力的。
2014-05-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
A route to room temperature ferromagnetic ultrathin SrRuO$_3$ films
尽管基于密度泛函理论（DFT）和DFT+U的期望，但迄今为止稳定过渡金属氧化物薄膜铁磁性的实验努力都失败了。在这里，我们调查的最有前途的材料之一，SrRuO $_3$，并包括超越DFT的相关效应通过动力学平均场论。与实验结果一致，我们发现SrRuO $_3$薄膜中金属铁磁性存在一个本征厚度限制。事实上，我们证明，实现的铁磁薄膜是遥不可及的标准薄膜技术。提出载流子掺杂作为一种新的方法来操纵薄膜，我们预测室温铁磁性的电子掺杂SrRuO $_3$超薄膜。
2015-03-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Controlling the Polarity of the Transient Ferromagnetic-Like State in Ferrimagnets
在施加超短激光脉冲后，稀土-过渡金属合金中的反铁磁排列可以暂时变成具有稀土极性的铁磁。所提出的模型仅仅描述了这种效应，而没有显示其操纵的途径。在这里，我们使用广泛的原子自旋模型模拟和微磁理论的亚铁磁体在高温下预测，这种瞬态铁磁态的极性可以通过初始温度控制。我们表明，这是因为每个晶格的磁响应具有不同的温度依赖性，在低温下，过渡金属的响应速度比稀土，而在高温下，这种作用是互换的。我们的研究结果有助于对这种状态的物理理解和控制，从而为其在超快磁器件中的应用开辟了新的前景。
2014-02-03 cond-mat.mtrl-sci
Model of bound interface dynamics for coupled magnetic domain walls
铁磁系统中的畴壁在外部磁场的作用下会发生移动。超薄Co层夹在Pt之间已被证明是一个合适的实验实现的弱无序的二维介质中，研究一维界面（磁畴壁）的动力学。这些系统的行为被封装在畴壁的速度场响应v（H）中。在最近的一篇论文[P.J.Metaxas等人，物理修订信函104，237206（2010）]，我们研究了两个这样的非磁性层之间的铁磁耦合的效果，每个非磁性层表现出不同的v（H）特性。主要结果是在有限宽度的场范围内存在束缚态，其中两层中的壁以相同的速度一起移动。在这里，我们详细讨论了耦合系统中的畴壁动力学理论。特别是，我们表明，一个绑定蠕变状态是预期为零H，我们给出了分析，参数自由的表达，其速度与实验结果吻合得很好。
2011-05-24 cond-mat.mtrl-sci
Tuning the hysteresis loop for the anomalous Hall effect in Pt ultrathin films on $\rm{CoFe_2O_4}$ by electrolyte gating
铁磁绝缘体上的Pt纳米薄膜在自旋电子学应用中得到了广泛的研究，由于磁邻近效应（MPE），界面Pt原子的磁矩被认为是铁磁有序的。异常霍尔效应（AHE）通常用于检查Pt层的面外磁矩。为了调节Pt薄膜的铁磁特性，我们在$\rm{CoFe_2O_4}$（CFO）铁磁绝缘体上制备了厚度为5.9 nm和7.0 nm的Pt薄膜上的双电层晶体管。对于Pt（7.0 nm）/CFO样品，在没有栅极偏压的情况下，在异常霍尔电阻率中观察到磁滞回线，并且通过施加栅极偏压来调谐矫顽场。对于Pt（5.9 nm）/CFO样品，在没有栅极偏压的情况下没有观察到磁滞回线，但是通过施加栅极偏压（$V\rm{_G} =$ $\pm$ 3 V）打开了磁滞回线。这表明Pt膜中的磁矩的长程铁磁有序通过电场效应被打开和关闭。对于+3 V的$V\rm{_G}$，在高达19.5 K时观察到滞后回线，而在高达约室温时观察到AHE。
2022-10-31 cond-mat.mtrl-sci
Many-body theory of ultrafast demagnetization and angular momentum transfer in ferromagnetic transition metals
精确计算的时间演化的框架下的多电子模型的巡游磁性提供了新的见解激光诱导超快退磁观察铁磁（FM）过渡金属薄膜。局部自旋轨道相互作用和原子间跳跃之间的相互作用被证明是在所观察到的高稳定的本地磁矩之间的FM相关性的激发后击穿的起源。通过严格遵守所有基本守恒定律，从微观角度揭示了自旋和角动量转移背后的机制。对时间演化的能量分辨分析表明，在激发态，退磁过程的效率几乎达到100%。
2015-11-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Ultrafast optical manipulation of ferromagnetic order in InMnAs/GaSb
利用双色时间分辨磁光克尔效应（MOKE）研究了铁磁InMnAs/GaSb异质结。我们观察到超快的光致变化的MOKE信号引起的大密度的自旋极化的瞬态载流子只在InMnAs层内使用强烈的140 fs中红外脉冲。我们的数据清楚地表明，磁性，例如，剩磁和矫顽力可以被强烈地改变。这些变化的时间延迟，泵浦偏振，泵浦强度和样品温度的依赖关系进行了讨论。
2002-07-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Field dependent magnetization of BiFeO3 in ultrathin La0.7Sr0.3MnO3/BiFeO3 superlattice
本文报道了用极化中子反射率（PNR）观测BiFeO_3（BFO）/La_（0.7）Sr_（0.3）MnO_3（LSMO）超晶格中BFO的场致磁化。我们的PNR结果表明，在BFO/LSMO界面的磁化平行排列。研究表明，在10 K时，随着施加磁场的增加，平均磁化强度增加。我们观察到夹在BFO层（~ 2个晶胞）之间的BFO层（~ 2个晶胞）的饱和磁化强度为110 \pm 15 kA/m（~0.8 μB/Fe），这远高于体BFO中的倾斜磁矩（0.03 μB/Fe）。超晶格上的宏观VSM结果清楚地表明通常在锰氧化物纳米颗粒中观察到的超顺磁性行为。
2015-08-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Walker solution for Dzyaloshinskii domain wall in ultrathin ferromagnetic films
我们分析了在界面Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用以及面外和面内单轴各向异性存在的情况下，垂直磁化的铁磁薄膜中的电流和磁场驱动的畴壁运动.我们获得了由于自旋转移力矩和面外磁场而以恒定速度移动的一维畴壁形式的精确解析沃克型解。这些解决方案被嵌入到一个更大的家庭的传播解决方案的数值。在所考虑的模型中，我们发现畴壁速度对材料参数的依赖关系，并证明，增加面内各向异性可能会产生畴壁移动速度超过500米/秒，在现实的材料在中等的领域和电流。
2019-03-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Dynamic binding of driven interfaces in coupled ultrathin ferromagnetic layers
我们证明了实验动态界面结合系统由两个耦合的铁磁层。虽然每层中的畴壁具有不同的速度场响应，但是对于两个宽范围的驱动场H，两层中的畴壁被约束并且以共同的速度移动。束缚态有自己的速度场响应，并出现在每一层的孤立壁速度接近时，总是发生在H->0的条件。的束缚态的几个功能，使用一维模型再现，说明它们的一般性质。
2010-05-12 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Ultrafast enhancement of interfacial exchange coupling in ferromagnetic bilayer
在磁性异质结构中，不同材料之间的磁相互作用通常定义了器件的功能，快速自旋操纵是超快自旋电子学发展中的关键问题。虽然最近开发的光学方法，如超快自旋转移和自旋轨道扭矩打开新的途径，快速自旋操纵，这些过程没有充分利用铁磁多层系统中的界面磁耦合效应提供的独特的可能性。在这里，我们实验证明超快光增强界面交换相互作用的铁磁Co $_2$ FeAl/（Ga，Mn）As系统在低激光能量密度水平。在5 K时，Co $_2$ FeAl与（Ga，Mn）As层的激发效率比GaAs层的激发效率高30-40倍，这是由于两个铁磁层之间通过光激发电荷转移的光增强交换耦合相互作用。此外，相干自旋进动持续到室温，不包括在（Ga，Mn）As层中的光增强磁化的驱动，并指示邻近效应相关的光激发机制。结果强调了考虑铁磁异质结构中界面交换相互作用的范围以及如何利用这些磁耦合效应进行超快，低功率自旋操纵的重要性。
2022-03-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el physics.app-ph
Influence of magnetic field on paramagnetic-ferromagnetic transition in La$_{1-x}$Ca$_{x}$MnO$_{3}$ ($x\approx 0.25$) crystal: ultrasonic and transport studies
研究了$_{1-x}$-$_{x}$-MnO-$_{3}$（$x\approx 0.25$）的超声性能，其居里温度$T_C$约为200 K.测量了零磁场和不同恒定磁场下纵向声速和横向声速的温度依赖性。超声波研究得到了样品的磁性、电阻、磁阻、结构和其他测量的支持，这些测量有助于解释所获得的结果。磁场对声特性的影响在这项研究中发现，这些化合物的弹性和磁性之间的相互作用提出了一些新的特点。结果表明，所研究样品的顺磁-铁磁相变为一级相变，但在外加磁场的影响下可变为二级相变。
2006-07-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Ferromagnetic resonance linewidth in ultrathin films with perpendicular magnetic anisotropy
具有垂直磁各向异性（PMA）的过渡金属铁磁膜具有比诸如纯铁（Fe）和坡莫合金（NiFe）薄膜的软磁材料大一个数量级的铁磁共振（FMR）线宽。利用宽带铁磁共振装置研究了PMA掺杂Ni $|$ Co多层膜中线宽增强的原因。对于垂直施加的场，FMR线宽线性地依赖于频率，并且当磁化旋转到膜平面中时显著地增加。用氦离子辐照薄膜，降低了PMA和PMA参数的分布。这导致面内磁化的FMR线宽大大减小。这些结果表明，在PMA的波动导致一个大的两个磁振子散射贡献的线宽面内磁化，并建立吉尔伯特阻尼增强，在这样的材料（$α\approx 0.04$，相比于$α\approx 0.002$纯Fe）。
2009-06-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ferromagnetic resonance study of polycrystalline Cobalt ultrathin films
本文介绍了多晶的室温铁磁共振研究||Pt/10 nm Cu/tCo/10 nm Cu/Pt||薄膜作为Co层厚度的函数（1 < t < 10 nm）。FMR研究了高频宽带共面波导（高达25 GHz），使用倒装芯片的方法。共振场和线宽作为铁磁层厚度的函数进行测量。蒸镀薄膜的磁化强度（Ms = 1131 emu/cm ^3）低于溅射薄膜（Ms= 1333 emu/cm ^3），垂直表面各向异性几乎相等（Ks ~ -0.5 erg/cm ^2）。对于这两个系列的膜，观察到Co层厚度低于3 nm的线宽的强烈增加。对于铁磁层厚度小于4 nm的薄膜，溅射薄膜的阻尼大于蒸镀薄膜的阻尼。线宽的厚度依赖性可以从自旋泵浦效应的角度来理解，并由此推导出界面自旋混合电导g^{ \uparrow \downarrow }S^{-1}。
2005-09-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetization Reversal Mechanism in Exchange-Biased Spring-like Thin-Film Composite
现代自旋电子器件的发展需要表现出特定磁效应的材料。本文研究了[Co/Pdx]7/CoO/[Co/Pdy]7薄膜复合材料的磁化反转机制，其中反铁磁体夹在具有不同磁化率的硬铁磁体和软铁磁体之间。反铁磁/铁磁界面引起交换偏置效应。软铁磁膜和硬铁磁膜的应用导致类似交换弹簧的行为，而Co/Pd多层膜的选择提供了大的面外磁各向异性。我们观察到交换偏置各向异性场的大小和符号与反铁磁层中磁矩的排列有关。这种有序化是由相邻铁磁膜中存在的自旋取向引起的，而相邻铁磁膜又取决于外部磁场的取向和强度。
2021-01-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Thickness-dependent magnetic structure of ultrathin Fe/Ir(001) films: from spin-spiral states towards ferromagnetic order
本文详细研究了面心立方Ir（001）表面的Fe 3Fe薄膜的基态磁结构。我们使用自旋团簇展开技术结合相对论无序局域矩方案来获得自旋模型的参数，然后通过平均场方法和原子自旋动力学模拟来确定系统的有利磁结构。对于单层的Fe的情况下，我们发现，层弛豫非常强烈地影响基态自旋配置，而Dzyaloshinskiii-Moriya（DM）的相互作用和双二次耦合也有显着的效果。为了描述后者的影响，我们介绍和分析系统的自旋共线映射。而对于两个单层的Fe，我们发现一个单q自旋螺旋作为基态由于DM相互作用的情况下，四个单层的情况下，该系统显示出非共线的自旋结构与非零的净磁化。这些研究结果是一致的实验测量表明铁磁秩序的四个单层和更厚的膜。
2011-09-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Investigation of Ultrafast Demagnetization and Gilbert Damping and their Correlation in Different Ferromagnetic Thin Films Grown Under Identical Conditions
在铁磁镍中激光诱导超快退磁的演示之后，一些理论和唯象学命题试图揭示其潜在的物理。在这项工作中，我们重新审视三温度模型（3TM）和微观三温度模型（M3TM）进行比较分析，在20 nm厚的钴，镍和坡莫合金薄膜测量使用全光泵浦探测技术的超快退磁。除了在飞秒时间尺度的超快动力学，纳秒磁化进动和阻尼记录在不同的泵激发注量揭示了在退磁时间和阻尼因子的注量依赖性增强。我们证实，居里温度磁矩比的一个给定的系统作为一个品质因数的退磁时间，而退磁时间和阻尼因子显示出明显的灵敏度状态密度在费米能级为一个给定的系统。此外，从基于3TM和M3TM的超快退磁的数值模拟中，我们提取了最能再现实验数据的储层耦合参数，并估计了每个系统的自旋翻转散射概率值。我们讨论了如何的能量密度依赖性水库间的耦合参数提取可能会反映在低激光能量密度的磁化动力学中的非热电子所发挥的作用。
2023-01-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Element-selective probing of ultrafast ferromagnetic--antiferromagnetic order dynamics in Fe/CoO bilayers
Freie Universität Berlin（柏林自由大学）；Uppsala University（乌普萨拉大学）；Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie（柏林亥姆霍兹材料与能源中心）
本研究利用共振软X射线反射技术元素分辨探测Fe/CoO双层膜超快磁化动力学，结合原子自旋模型模拟，明确800纳米激发下Fe层激光激发电子向CoO磁矩的直接能量转移是主要退磁通道。
2024-08-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Chiral Porphyrin Monolayers on Ferromagnetic Thin Films: Ultrafast Spectroscopy of Hybrid Interfaces
Faculty of Chemistry, Adam Mickiewicz University（亚当·密茨凯维奇大学化学系）；Center for Advanced Technologies, Adam Mickiewicz University（亚当·密茨凯维奇大学先进技术中心）；Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf, Institute of Ion Beam Physics and Materials Research（德累斯顿-罗斯多夫亥姆霍兹中心离子束物理与材料研究所）；Faculty of Physics and Astronomy, Adam Mickiewicz University（亚当·密茨凯维奇大学物理与天文学系）
研究铁磁多层结构对含血红素染料的分子动态的影响，发现表面吸附缩短激发态寿命，但未观察到长寿命电荷转移产物。
2026-05-11 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Generation of exchange magnons in thin ferromagnetic films by ultrashort acoustic pulses
研究了超短皮秒声脉冲在铁磁薄膜中传播产生的交换磁振子。利用Landau-Lifshitz-Gilbert方程，我们导出了在相对于薄膜法线倾斜的外部磁场中交换磁振子的色散关系。将该解分解为一系列自旋驻波模，我们得到了描述单个磁振子模动力学的常微分方程组和驱动谐振子方程组。外部磁弹性驱动力由层内声应变脉冲的时间相关的空间傅立叶分量给出。磁振子激发效率对声脉冲持续时间和外部磁场的依赖性突出了声带宽和声子-磁振子相位匹配的作用。我们对铁磁镍的模拟证明了在飞秒泵浦-探测实验中容易获得的条件下，薄样品中声脉冲带宽内的交换磁振子的超快磁声激发的可能性。
2019-10-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Ultrafast kinetics of the antiferromagnetic-ferromagnetic phase transition in FeRh
了解短程相互作用如何快速地建立长程序是凝聚态物理中最有趣的课题之一。FeRh是研究磁性中这个问题的测试样本，其中微观自旋-自旋交换相互作用最终负责铁磁或反铁磁宏观秩序。飞秒激光激发可以在反铁磁FeRh中诱导铁磁性，但这种转变的机制和动力学是激烈争论的话题。采用双泵浦太赫兹发射光谱，使我们能够显着增加瞬态太赫兹发射探针的时间检测窗口，而不会牺牲任何分辨率或灵敏度的损失。它使我们能够研究从飞秒到纳秒时间尺度的FeRh/Pt双层膜中的紧急铁磁性的动力学。我们的研究结果强烈建议的初始泵浦激发和太赫兹辐射的铁磁核的发射之间的潜伏期。
2021-10-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Apparent Ferromagnetism in Exfoliated Ultra-thin Pyrite Sheets
在各向同性原子薄的二维晶体的铁磁有序的实验证据一直失踪，直到双层Cr2Ge2Te6，和三个原子厚的单层CrI3被证明保留铁磁有序在有限的温度。在这里，我们证明了成功的分离的非范德华型超薄纳米片的FeS2来自天然存在的黄铁矿矿物（FeS2）通过液相剥离。结构表征表明（111）取向的片层占主导地位，并通过密度泛函理论表面能计算得到理论支持。自旋极化密度理论计算进一步预测了（111）取向的三原子厚黄铁矿片具有不同于其抗磁块体对应物的稳定铁磁基态。这一理论研究结果进行了实验评估，采用低温超导量子干涉装置测量和观察到的异常铁磁的行为。
2021-08-28 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Towards an ideal graphene-based spin-filter
Fe $_3$ O $_4$（111）/graphene/Ni（111）三层膜被提出用作理想的自旋过滤夹层，其中利用磁铁矿的半金属性质。通过对石墨烯/Ni（111）上预沉积的薄铁层进行连续氧化，在石墨烯/Ni（111）上制备了薄磁铁矿层，并通过低能电子衍射（LEED）和芯能级以及价带的光电子能谱学（PES）研究了形成的系统。夹在两个铁磁层之间的石墨烯膜的电子结构和结构质量在磁铁矿形成后保持不变，如LEED和PES数据所证实的。
2011-02-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Asymmetric driven dynamics of Dzyaloshinskii domain walls in ultrathin ferromagnetic strips with perpendicular magnetic anisotropy
从微磁学的数值和解析两个方面研究了具有垂直磁各向异性的超导铁磁条中畴壁的动力学行为。的界面Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用的影响已被认为是一个双层条安排，引起Dzyaloshinskii域壁的形成。这种壁在平衡条件下具有由一定取向角限定的内部磁化结构，使得它们被认为是布洛赫壁和内尔壁之间的中间构型。两种不同的动力学被认为是，场驱动和电流驱动的动力学，特别是，由于自旋霍尔效应的自旋力矩促进的一个。结果表明，固有的不对称性与畴壁磁化方向的旋转之前，达到固定制度，其特征在于由一个恒定的终端速度。对于静止时的某个初始DW磁化取向，旋转确定DW磁化在达到静止运动之前的重新取向是平滑的还是突然的。这种不对称性影响DW运动，甚至可以在短时间内逆转。此外，它被发现，在电流驱动的动态的情况下，终端速度可能取决于初始DW磁化方向在休息或纵向注入电流的符号。
2015-09-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
What drives the insulating state in ultrathin films of SrRuO3?
使用密度泛函计算，我们已经研究了SrRuO 3薄膜生长在SrTiO 3衬底上的电子结构的演变作为膜厚度的函数。在两个单层（RuO 2-终止表面）的膜被发现是在边缘的自旋状态的转变，驱动系统的反铁磁和绝缘状态。将膜厚度增加到四个单层，人们发现两种完全不同的溶液共存的令人惊讶的结果。反铁磁绝缘溶液与对应于反铁磁表面和铁磁体的金属溶液共存。电子结构发现在100极限持续较厚的薄膜和一个不寻常的结果进行预测。较厚的薄膜被发现是金属预期的散装，但磁性不直接演变为散装铁磁状态。表面仍然是反铁磁的，而大部分表现出铁磁有序。
2009-06-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Critical thickness for itinerant ferromagnetism in ultrathin films of SrRuO$_3$
利用输运和磁光极向克尔效应研究了巡游铁磁体SrRuO $_3$的超薄膜。我们发现，低于4个单层的薄膜成为绝缘和磁性的变化，因为他们松散的简单的铁磁行为。我们观察到的磁矩的3个单层及以下的膜的平面在于一个强大的减少。交换偏置行为观察到低于临界厚度，并可能指向与铁磁区域接触的感应反铁磁性。
2008-11-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Electric field effects on magnetotransport properties of multiferroic Py/YMnO3/Pt heterostructures
本文报道了夹在金属电极（Pt）和软铁磁层（Py）之间的反铁磁和铁电六方晶系YMnO 3外延薄膜之间的交换偏置。进行各向异性磁阻测量以监测交换偏置场的存在。当异质结被电场偏置时，交换偏置场被抑制。我们讨论了所观察到的效应对电场的振幅和极性的依赖性。特别注意的是，在铁电层的电流泄漏的作用。
2007-01-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Coexistence of coupled magnetic phases in epitaxial TbMnO3 films revealed by ultrafast optical spectroscopy
利用超快光泵浦-探测光谱技术，通过TbMnO 3薄膜的时域特征，揭示了多铁性薄膜中反铁磁/铁电和铁磁耦合有序的共存.我们的观察结果解释了一个理论模型，描述了不同的磁性储层之间的耦合。这些结果可以指导研究人员创造新型多铁性材料，将铁磁、反铁磁和铁电特性结合在一种化合物中。
2012-09-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Dynamic interfacial effects in ultrathin ferromagnetic bilayers
该研究结合 TR-MOKE 测量与 μT 模拟，揭示 Co/Py 超薄双层膜在 fs 与 ns 尺度下界面耦合由解耦退磁转向协同进动的动态机制。
2025-05-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Large ferromagnetic-like band splitting in ultrathin ${\mathrm{SmC}}_{6}$ films
本研究利用分子束外延合成了超薄 ${\mathrm{SmC}}_{6}$ 薄膜，通过 ARPES 观测到由 Sm 4$f$ 磁矩与传导电子交换耦合驱动的大能带劈裂，为理解 Sm 基化合物磁有序的电子起源提供了光谱学见解。
2025-07-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Multipolar interactions and complex phases in ferromagnetic ultrathin films
我们提出了一个模型来描述在介观尺度下观察到的复杂相的磁性薄膜。该模型是基于偶极以及四极磁矩之间的相互作用。在强垂直晶体各向异性的特殊情况下，我们表明，四极自由度与畴壁的取向是必不可少的，以正确地描述所观察到的畴形成的现象。预测了以畴壁（条纹状）的取向顺序为特征但没有平移顺序的取向相。在热力学极限下，这种各向同性-相变属于Kosterlitz-无相变类型。然而，我们发现，在实际的实验尺度下，序参量的波动是正则化的样本大小，和取向的长程序，预测的平均场，应该是可观察的。该过渡可以完全通过测量磁结构因子以及非线性面内磁化率来实验表征。
2010-05-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
