Tunable spin-flop transition in artificial ferrimagnets
N. O. Antropov, E. A. Kravtsov, M. V. Makarova, V. V. Proglyado, T. Keller, I. A. Subbotin, E. M. Pashaev, G. V. Prutskov, A. L. Vasiliev, Yu. M. Chesnokov, N. … 展开作者
N. O. Antropov, E. A. Kravtsov, M. V. Makarova, V. V. Proglyado, T. Keller, I. A. Subbotin, E. M. Pashaev, G. V. Prutskov, A. L. Vasiliev, Yu. M. Chesnokov, N. G. Bebenin, V. V. Ustinov, B. Keimer, Yu. N. Khaydukov
Spin-flop transition (SFT) consists in a jump-like reversal of antiferromagnetic magnetic moments into a non-collinear state when the magnetic field increases above the critical value. Potentially the SFT can be utilized in many applications of a rapidly developing antiferromagnetic spintronics. However, the difficulty of using them in conventional antiferromagnets lies in (a) too large switching magnetic fields (b) the need for presence of a magnetic anisotropy, and (c) requirement to apply magnetic field along the correspondent anisotropy axis. In this work we propose to use artificial ferrimagnets in which the spin-flop transition occurs without anisotropy and the transition field can be lowered by adjusting exchange coupling in the structure. This is proved by experiment on artificial Fe-Gd ferrimagnets where usage of Pd spacers allowed us to suppress the transition field by two orders of magnitude.
Transition between canted antiferromagnetic and spin-polarized ferromagnetic quantum Hall states in graphene on a ferrimagnetic insulator
在石墨烯的量子霍尔机制中，在零朗道能级处的反铁磁态和自旋极化铁磁态竞争，导致取决于所施加的磁场的方向和大小的倾斜反铁磁态。在这里，我们调查这种过渡在2.7 K的石墨烯霍尔棒，接近耦合到亚铁磁绝缘体Y $_{3}$ Fe $_{5}$ O $_{12}$。从非局域输运测量，我们证明了在石墨烯中的诱导磁交换场，这降低了所需的磁场调制的磁性状态在石墨烯。这些结果表明，石墨烯中的磁邻近效应是二维材料开发的重要组成部分，其中期望物质的有序状态可以用相对小的施加磁场（> 6 T）来调节。
Anomalous Hall Effect and Perpendicular Magnetic Anisotropy in Ultrathin Ferrimagnetic NiCo$_2$O$_4$ Films
反尖晶石铁磁NiCo $_2$ O $_4$具有高磁居里温度$T_C$、高自旋极化和应变可调的磁各向异性。了解这些有趣的磁性在NiCo $_2$ O $_4$薄膜的厚度缩放限制是至关重要的，它们在纳米自旋电子应用的实施。本文报道了MgAl $_2$ O $_4$基片上外延（001）NiCo $_2$ O $_4$薄膜在室温下的非常规磁输运性质。反常的霍尔效应测量表明，对于低至1.5个晶胞（1.2 nm）的薄膜，具有强的垂直磁各向异性，而对于3个晶胞和更厚的薄膜，$T_C$保持在300 K以上。反常霍尔电导率（$σ_{xy}$）的符号变化及其与纵向电导率（$σ_{xx}$）的标度关系可以归因于杂质散射和能带本征Berry曲率之间的竞争效应，后者在厚度驱动的金属-绝缘体转变后消失。我们的研究揭示了薄膜厚度在调整电荷相关、Berry相位效应、自旋轨道相互作用和杂质散射的相对强度方面的关键作用，为设计可扩展的外延磁性隧道结和使用NiCo $_2$ O $_4$的传感器件提供了重要的材料信息。
Strain Tuning of Orbital-Driven Giant Magnetoresistance in van der Waals ferrimagnet Mn$_3$Si$_2$Te$_6$
Institute for Solid State Physics, The University of Tokyo（东京大学固体离子体研究所）；The University of Tokyo（东京大学）；Department of Physics and Astronomy, The University of Manchester（曼彻斯特大学物理与天文学系）；The University of Manchester（曼彻斯特大学）；Department of Physics, Institute of Science Tokyo（东京科学大学物理系）；Institute of Science Tokyo（东京科学大学）
Gate-tunable magnetoresistance in six-septuple-layer MnBi$_2$Te$_4$
最近发现的反铁磁拓扑绝缘体MnBi $_2$ Te $_4$具有多种奇异的拓扑量子相，如轴子绝缘体和陈氏绝缘体态。在这里，我们报告系统的栅极电压依赖于磁输运的研究在六个七层MnBi $_2$ Te $_4$。在p型载流子区，当MnBi $_2$ Te $_4$在铁磁态被面外磁场极化时，我们观察到正的线性磁阻。而在n型区，观察到明显的负磁电阻行为。在这两个制度的磁阻是非常强大的对温度，甚至高达内尔温度。在反铁磁状态下，当施加栅极电压时，磁电阻的行为表现出从负到正的转变。实验相图中不同磁阻行为之间的边界可以通过表示自旋翻转转变过程的与栅电压无关的磁场来明确表征。丰富的输运现象显示了MnBi $_2$ Te $_4$中拓扑结构、磁性和维数之间复杂的相互作用。
Engineering Ferrimagnetic Interactions in Molecular Quantum Systems
Empa—Swiss Federal Laboratories for Materials Science and Technology（瑞士联邦材料科技研究院）；QuTech and Kavli Institute of Nanoscience, Delft University of Technology（代尔夫特理工大学量子科技与卡弗里纳米科学研究所）；Max Planck Institute of Microstructure Physics（马克斯·普朗克微观结构物理研究所）；Center for Advancing Electronics Dresden (cfaed) & Faculty of Chemistry and Food Chemistry, Technische Universität Dresden（德累斯顿工业大学先进电子中心及化学与食品化学学院）；Department of Chemistry, University of Zurich（苏黎世大学化学系）；College of Materials Science and Optoelectronic Technology & Center of Materials Science and Optoelectronics Engineering, University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学材料科学与光电技术学院及材料科学与工程中心）；Beijing National Laboratory for Molecular Science, CAS Key Laboratory for Organic Solids, Institute of Chemistry, Chinese Academy of Sciences（中国科学院化学研究所有机固体院重点实验室及北京分子科学国家实验室）；Department of Chemistry, Biochemistry and Pharmaceutical Sciences, University of Bern（伯尔尼大学生物化学与药学系化学部）
Institute of Physics, Johannes Gutenberg University Mainz（美因茨约翰内斯·古腾堡大学物理研究所）；Université Grenoble Alpes, CNRS, CEA, SPINTEC（格勒诺布尔阿尔卑斯大学，法国国家科学研究中心，法国原子能和替代能源委员会，SPINTEC）；Laboratory for Nanoelectronics and Spintronics, Research Institute of Electrical Communication, Tohoku University（东北大学电气通信研究所纳米电子与自旋电子学实验室）；Peter Grünberg Institute, Forschungszentrum Jülich and JARA（于利希研究中心和JARA的彼得·格林伯格研究所）；Department of Physics and Astronomy, Uppsala University（乌普萨拉大学物理与天文学系）；Wallenberg Initiative Materials Science, WISE, Uppsala University（乌普萨拉大学瓦伦堡材料科学倡议WISE）；Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie GmbH（柏林亥姆霍兹材料与能源中心有限公司）
