General analysis of the complementary nature of coercivity enhancement and exchange bias in ferro-antiferromagnet (F-AF) exchange coupled systems
从层状体系到任意组态的铁-反铁磁（F-AF）交换耦合体系，利用F磁化强度的相干旋转，证明了交换偏置和磁化强度增强的互补性.在证明中，F-AF耦合的影响被吸收到F部分的各向异性中，导致F部分的任意各向异性。证明开始于对单畴粒子初始磁化率的一般讨论。然后讨论了单畴粒子在任意易磁化方向上的最大初始磁化率与临界场之间的基本关系，在该方向上磁化强度变得不稳定。最后，讨论了沿任意选取的易磁化方向的初始开关场与实际开关场的差异。
2006-12-03 cond-mat.mtrl-sci
Tailoring Exchange Couplings in Magnetic Topological Insulator/Antiferromagnet Heterostructures
磁性拓扑绝缘体，如Cr掺杂的（Bi，Sb）2 Te 3，为实现多功能时间反演破磁物理提供了一个平台。通过在反铁磁CrSb中构建Néel有序异质结构和在Cr掺杂的（Bi，Sb）2 Te 3中构建磁拓扑有序异质结构，实现了可以通过人工结构工程定制的界面磁现象.通过故意的异质结构和超晶格的几何设计，我们证明了反铁磁交换耦合在操纵的拓扑表面大量狄拉克费米子的磁性。这项工作为拓扑绝缘体与反铁磁材料的结合提供了一个新的框架，并为无耗散拓扑反铁磁自旋电子学开辟了新的途径。
2016-05-16 cond-mat.mtrl-sci
Role of atomic vacancies and second-neighbor antiferromagnetic-exchange coupling in a ferromagnetic nanoparticle
Thapar Institute of Engineering and Technology（塔帕尔工程技术学院）；Panjab University（潘杰布大学）
研究原子空位和次邻反铁磁交换耦合对铁磁纳米颗粒温度依赖磁性质的影响，发现两者可增强超顺磁行为。
2026-02-19 cond-mat.mtrl-sci
Origin of training effect of exchange bias in Co/CoO due to irreversible thermoremanent magnetization of the magnetically diluted antiferromagnet
单一磁稀释外延反铁磁Co $_{1-y}$ O（100）层的不可逆热剩磁由其正剩磁和负剩磁下的热剩磁平均值决定。在磁场循环过程中，热释磁磁化强度呈现出连续的降低，这与对相应的Co $_{1-y}$ O（100）/Co双层测量的交换偏置的训练效应（TE）一致。交换偏置的TE被证明在磁稀释AFM的不可逆热释电磁化的TE中具有其微观起源。
2012-01-04 cond-mat.mtrl-sci
Giant perpendicular exchange bias with antiferromagnetic MnN
我们研究了基于反铁磁体MnN的面外交换偏置系统。采用反应磁控溅射法在SiO_2 $_x$衬底上制备了Ta / MnN / CoFeB / MgO / Ta多晶高织构薄膜叠层，并对其进行了X射线衍射和克尔磁测量。交换偏置和垂直磁各向异性的非平凡的修改被观察到作为薄膜厚度的函数，以及场冷却温度。在优化的薄膜叠层，一个巨大的垂直交换偏置3600 Oe和矫顽场350 Oe在室温下观察。有效界面交换能估计为$J_\mathrm{eff} = 0.24$ mJ/m $^2$和反铁磁体的有效单轴各向异性常数为$K_\mathrm{eff} = 24$ kJ/m $^3$。CoFeB层的最大有效垂直各向异性场为$H_\mathrm{ani} = 3400$ Oe。这些值大于任何以前报道的值。这些结果可能为磁稳定的、交换偏置的垂直磁化自旋阀开辟了一条道路。
2017-04-25 cond-mat.mtrl-sci
Thermal enhancement of the antiferromagnetic exchange coupling between Fe epilayers separated by a crystalline ZnSe spacer
我们已经投入证据铁外延层分离的ZnSe晶体半导体之间的反铁磁耦合的存在。在室温下薄于4 nm的ZnSe间隔层已观察到的效果。耦合常数耦合常数随温度线性增加，斜率为~ 5.5 × 10-9 J/m2 K。手稿中讨论了可能解释这种交换相互作用的机制。它的结果是，热诱导的有效交换耦合介导的自旋依赖于和关闭共振隧穿的电子通过本地化的中间间隙的缺陷状态在ZnSe间隔层似乎是最合理的机制，以诱导反铁磁耦合。
2005-03-07 cond-mat.mtrl-sci
New Reversal Mode in Exchange Coupled Antiferromagnetic/Ferromagnetic Disks: Distorted Viscous Vortex
磁涡旋由于其独特的反转机制、迷人的拓扑性质和令人兴奋的潜在应用，近年来引起了人们的极大兴趣。此外，磁涡旋与反铁磁体的交换耦合也被证明会导致一系列新的现象和功能。本文报道了交换耦合Ir_（20）Mn_（80）/Fe_（20）Ni_（80）微粒中磁涡旋的一种新的磁化反转模式：扭曲粘性涡旋反转。与先前已知或提出的反转模式相反，涡旋在靠近界面处被扭曲，并且由于薄反铁磁体的未补偿自旋而被粘性地拖曳，这导致了湮灭场和成核场中的意外不对称。这些结果提供了一个更深入的了解交换耦合涡旋的物理，也可能有重要的影响，涉及交换耦合纳米结构的应用。
2015-04-27 cond-mat.mtrl-sci
Nature of magnetic exchange interactions in kagome antiferromagnets FeGe and FeSn
Institute of High Pressure Physics, School of Physical Science and Technology, Ningbo University（宁波大学物理科学与技术学院高压物理研究所）；College of Science, Nanjing University of Aeronautics and Astronautics（南京航空航天大学理学院）
研究kagome反铁磁体FeGe和FeSn中的磁交换相互作用，揭示其由层间耦合和Fe原子内铁磁耦合主导，且近邻交换能与Fe-Fe键长线性相关，压缩应变可提升反铁磁序温度。
2025-09-04 cond-mat.mtrl-sci
Effects of nonmagnetic metal additives in metallic antiferromagnets on exchange bias
从结构、磁性和蒙特卡罗模拟的角度研究了金属反铁磁体（AFM）中添加金属杂质对CoFe/IrMn：Cu双层膜交换偏置（EB）的影响.稀释由铜原子的原子力显微镜IrMn的体积引起增强的EB场的温度在5 K和300 K之间。AFM的热释磁磁化强度也随着稀释而增强，定性地显示出与EB场相同的温度依赖性，并且是EB机制的起源。基于Heisenberg模型的蒙特卡罗模拟和与温度相关的未补偿AFM矩很好地证实了实验结果。
2007-01-08 cond-mat.mtrl-sci
Imprint from ferromagnetic skyrmions in an antiferromagnet via exchange bias
磁性Skyrmions是一种自旋拓扑结构，作为纳米级信息载体具有巨大的潜力。最近，Skyrmions已经被预测在反铁磁体中，在稳定性，尺寸和动力学性质方面比它们的铁磁类似物具有关键优势。然而，他们的实验证明仍然缺乏。在这里，我们展示了在室温和零外部磁场下，使用交换偏置，从铁磁skyrmions到IrMn反铁磁体薄膜的印记。使用高空间分辨率的X射线磁圆二色性光电子显微镜（XMCD-PEEM），我们观察到的印记自旋纹理内IrMn从XMCD信号的未补偿Mn自旋在界面处的铁磁体。这一结果为基于反铁磁体中skyrmion操纵的逻辑和存储器件开辟了一条道路。
2021-11-24 cond-mat.mtrl-sci
First principles investigation of exchange interactions in quasi-one-dimensional antiferromagnet CaV2O4
系统地研究了自旋为1的准一维反铁磁体CaV 2 O 4中轨道自由度对交换相互作用的影响。为此，构造了一个实际的低能模型，其参数来自于第一性原理计算。交换相互作用的计算使用的理论的无穷小自旋旋转附近的平均场基态和超交换模型，这提供了一个一致的描述。所获得的交换相互作用的行为实质上不同于先前提出的基于磁性测量和结构考虑的唯象图像，即：（i）尽管晶体结构的准一维特征由边缘共享的VO 6八面体的锯齿形链组成，但电子结构基本上是三维的，这导致链之间的有限相互作用;（ii）沿链腿的交换相互作用似乎占主导地位;（iii）在两个晶体学上不等价的链中，交换相互作用存在实质性差异。这三个因素的组合成功地再现了实验磁化率的行为。
2014-10-27 cond-mat.mtrl-sci
Atomistic origin of exchange anisotropy in $γ$-IrMn$_3$-CoFe bilayers
交换作用决定了原子自旋的铁磁（FM）或反铁磁（AFM）有序。当铁磁体和反铁磁体耦合在一起时，它们通常表现出交换偏置效应，即单向界面交换场引起磁滞回线的移动。这种界面交换场的有效大小最多是体交换的百分之几，这是由反铁磁体中的钉扎界面自旋引起的。已知钉扎自旋只占界面自旋总数的一小部分，但它们的确切性质和物理起源迄今为止还很难理解。在这里，我们表明，在技术上重要的$γ- IrMn_3/CoFe$结构的钉扎界面自旋实际上是离域的整个界面层。由于自然原子无序，反铁磁体中每个磁性子晶格中的自旋数量的微小不平衡产生钉扎自旋。这些被钉扎的自旋强烈地耦合到体反铁磁体，解释了它们显著的稳定性。此外，我们发现，铁磁体强烈扭曲的反铁磁体的界面自旋结构，导致一个大的可逆界面磁化，不有助于交换偏置。钉扎界面自旋的意外离域性质解释了它们的数量和稳定性，揭示了交换偏置效应的神秘微观起源。
2020-10-15 cond-mat.mtrl-sci
Origin of the reduced exchange bias in epitaxial FeNi(111)/CoO(111) bilayer
我们采用软、硬X射线共振磁散射和极化中子衍射技术研究了典型外延Ni $_{81}$ Fe $_{19}$（111）/CoO（111）交换偏置双层的磁界面和体反铁磁畴态。这些分散工具的组合提供了前所未有的详细见解，仍然不完全理解的一些关键表现的交换偏差效应。我们表明，几个数量级的预期值和测量值的交换偏置场之间的差异是由几乎各向异性的反铁磁畴的面内取向。它们的构型的不可逆变化导致训练效果。这直接被看作是磁化反转后磁性半阶布拉格峰的变化。一个30纳米大小的反铁磁畴提取的宽度（1/2 1/2 1/2）的反铁磁峰测量中子和X射线散射。与测得的反铁磁有序温度相比，降低的阻挡温度清楚地对应于反铁磁畴的阻挡。此外，一个很好的反铁磁畴的大小，交换偏置场和冻结的自旋比之间的相关性被发现，提供了一个全面的理解在外延系统中的交换偏置的起源。
2008-12-01 cond-mat.mtrl-sci
Exchange bias in Fe/Ir20Mn80 bilayers: Role of spin-glass like interface and bulk antiferromagnet spins
为了研究Fe/Ir_（20）Mn_（80）体系界面的磁性，我们进行了温度（T）、冷场（HFC）、交换偏置（EB）和训练效应等磁性测量。用直流磁控溅射法在室温下制备了不同厚度的Ir 20 Mn 80双层薄膜样品。随着Ir 20 Mn 80厚度的增加，交换偏置场（HEB）的变化预测了反铁磁（AFM）体自旋对EB的贡献。HEB和矫顽场（HC）随温度的指数衰减揭示了类自旋玻璃（SG）界面的存在。此外，HEB随HFC增加而降低证实了界面处的SG样挫折。此外，训练效果实验数据的拟合设想在这些EB系统的磁阻挫界面处存在冻结和可旋转自旋。
2019-06-04 cond-mat.mtrl-sci
Exchange energies in CoFeB/Ru/CoFeB Synthetic Antiferromagnets
层间交换耦合赋予合成反铁磁体特定的性质，使其适用于自旋电子学的几个应用。这种磁结构的有效使用需要深入了解磁特性及其与材料结构的相关性。在这里，我们建立了一个可靠的程序来量化层间交换耦合和层内交换刚度合成反铁磁体，我们将其应用到超光滑和非晶Co $_{40}$ Fe $_{40}$ B $_{20}$（5-40 nm）/Ru/ Co $_{40}$ Fe $_{40}$ B $_{20}$材料平台。两种交换相互作用之间的复杂相互作用导致在堆叠的厚度上的磁化取向的梯度，其以非平凡的方式改变堆叠的磁滞和自旋波本征模式。我们测量了限制在堆叠厚度内的前四个自旋波的频率的场依赖性。我们模拟这些频率和相应的厚度轮廓，这些自旋波使用微磁模拟。与实验结果的比较，可以推断出最好的解释样品行为的磁性参数。交换刚度确定为16 $\pm$ 2 pJ/m，与Co $_{40}$ Fe $_{40}$ B $_{20}$厚度无关。对于最薄的层，层间交换耦合从-1.7 mJ/m $^2$开始，并且对于厚至40 nm的CoFeB层，其可以保持在-1.3 mJ/m $^2$以上。我们的方法与早期的表征使用唯一的饱和场的比较认为，需要重新审查厚合成反铁磁体层间交换耦合的列表值。
2022-11-04 cond-mat.mtrl-sci
Characteristic temperatures of exchange biased systems
分析了铁磁-反铁磁交换偏置系统的特征温度.除了交换偏置$T_{B}$的通常阻断温度和反铁磁体$T_{N}$的Néel温度之外，诱导温度$T_{ind}$，即最近提出了建立交换各向异性方向的温度。我们证明了这个温度在一般情况下不同于$T_{B}$和$T_{N}$。物理和实验方法来测量诱导温度进行了讨论。除了$T_{B}$和$T_{N}$之外，对$T_{ind}$的测量提供了关于铁磁-反铁磁异质结构中交换相互作用的重要信息.
2006-12-19 cond-mat.mtrl-sci
Coexistence of in-plane and out-of-plane exchange Bias in correlated kagome antiferromagnet Mn3- xCrxSn
具有交换偏置（EB）的材料由于在磁传感器中的重要应用而得到了广泛的研究，但其潜在的机制仍然是一个谜。在这里，我们报告的新颖共存的面内和面外的EB在铬掺杂Mn 3Sn，非共线反铁磁体与几何受挫Kagome平面的Mn。场冷却实验与所施加的场平行和垂直于挫折戈薇平面表现出回路移位和增强的双折射率。有趣的是，在Mn2.58Cr0.42Sn样品中观察到沿面外方向的最大EB场为1090 Oe，高于面内值。结果表明，沿垂直kagome平面的交换偏置主要是由于界面对称性的破坏而引起的Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用，而沿kagome平面的EB则是由于AFM和FM分量在界面处的交换效应引起的.这些发现为可果美AFM材料中电子束的研究提供了新的视角，对反铁磁自旋电子学的应用具有重要的意义和巨大的潜力。
2022-07-09 cond-mat.mtrl-sci
Possibility of exchange switching ferromagnet - antiferromagnet junctions
本文研究了由铁磁金属（FM）、反铁磁导体（AFM）和闭合电路的非铁磁金属组成的磁性结中的电流流动。具有高各向异性和晶格中磁性原子的钉扎自旋的FM层相对于AFM层充当自旋注入器。为了在AFM层中获得最终的磁化，施加磁场，其可以变化以控制磁化。来自FM层的自旋极化电流产生扭矩，并使得可以切换磁化。一种可能性，以降低阈值电流密度的数量级的磁场的装置。
2010-11-18 cond-mat.mtrl-sci
Observation of Exchange Bias in Antiferromagnetic Cr$_{0.79}$Se due to the Coexistence of Itinerant Weak Ferromagnetism at Low-temperatures
本文报道了反铁磁过渡金属单硫族化合物Cr $_{0.79}$ Se的结构、电输运和磁性质。与现有的非化学计量组成不同，发现Cr $_{0.79}$ Se被合成为相同的NiAs型六方晶体结构的CrSe。电阻率数据表明Cr $_{0.79}$ Se在低温下是费米液体型金属，而在中间温度下电阻率随温度呈次线性变化。最终，在升高的温度下，电阻率的变化率随着温度的升高而迅速减小。磁性测量表明在225 K的N $\acute{e}$ el温度下从顺磁相转变为反铁磁相。进一步降低样品温度，在100 K以下，样品中出现弱铁磁性和反铁磁性共存。其结果是，低于100 K，我们确定显着的交换偏置由于铁和反铁磁相之间的相互作用。此外，从随温度变化的X射线衍射测量中，我们观察到NiAs型结构在高达600 $^o$ C时是稳定的。
2021-10-11 cond-mat.mtrl-sci
Strongly two-dimensional exchange interactions in the in-plane metallic antiferromagnet Fe$_2$As probed by inelastic neutron scattering
为了理解Cu $_2$ Sb结构类型材料中的自旋相互作用，在不同温度和入射中子能量下研究了Fe $_2$ As单晶的非弹性中子散射。实验声子谱与用密度泛函理论（DFT）计算得到的模拟声子谱吻合得很好。将测量的磁振子谱与通过线性自旋波理论获得的模拟磁振子谱进行比较，其中交换耦合常数使用Zhang等人（2013）中的自旋极化相对论Korringa-Kohn-Rostoker方法计算。模拟得到的磁振子谱与实验结果基本一致，但沿$K$方向的能量值被低估。Fe原子之间的交换耦合常数通过拟合实验磁振子谱进行了修正，揭示了比以前报道的更强的最近邻Fe 1-Fe 1交换耦合。尽管声子相互作用具有三维性质，但这种交换耦合的强度几乎比其他交换相互作用高一个数量级。在能量超过60毫电子伏的散射强度的缺乏，使得不受约束的确定的全套交换相互作用困难，这可能是一个根本的挑战，在金属反铁磁体。
2020-11-22 cond-mat.mtrl-sci
Rotational modes in molecular magnets with antiferromagnetic Heisenberg exchange
为了理解最近合成的分子磁体的低温行为，我们提出了量子自旋与最近邻反铁磁海森堡交换相互作用系统中存在旋转带的数值证据。虽然这一结果以前已经注意到了环阵列的偶数个自旋网站，我们发现，它也适用于环的奇数个网站，以及为所有的多面体配置，我们已经调查（四面体，立方体，八面体，二十面体，三棱柱，轴向截断二十面体）。它演示了如何在许多情况下，可以准确地预测使用底层的自旋阵列的子晶格结构的旋转带的水平。我们说明了如何旋转带的特性可以提供有价值的估计低温磁化率。
2000-09-21 cond-mat.mtrl-sci
Trigonal layered rosiaite-related antiferromagnet MnSnTeO6: ion-exchange preparation, structure and magnetic properties
Na 2SnTeO 6在熔盐混合物中的离子交换处理导致与玫瑰石（PbSb 2 O 6）相关的MnSnTeO 6。用Rietveld法对其晶体结构进行了优化。在Sn/Te分布的三种可能模型中，基于键距，无序模型（（P3 Im，a = 5.23093（11）A，c = 4.62430（16）A）是优选的。然而，据推测，每个单独的（SnTeO 6）2层保留完整的前体的顺序和明显的无序只是由于堆垛层错。磁性研究表明，MnSnTeO_6在Neel温度TN = 9.8K时为反铁磁有序。有效磁矩与假设Mn 2+（S = 5/2）的高自旋组态的理论估计合理地一致。电子自旋共振揭示自旋动力学按照反铁磁有序与临界增宽的ESR线宽表明低维类型的交换相互作用。基于温度和磁场相关的磁化强度研究，构建了新化合物的磁相图。
2020-10-06 cond-mat.mtrl-sci
Exchange enhanced anisotropy in ferromagnetic/antiferromagnetic multilayers: dynamic consequences
交换各向异性的现象是众所周知的静态磁化性质，如增强的磁化强度和磁化回路移位。这些效应主要与通过与强各向异性反铁磁体交换耦合引入铁磁体的有效各向异性有关。这些有效的各向异性可以被理解为更基本的交换诱导的磁化率的表现。我们表明，这种观点的一个后果是，一类不寻常的动态效应与交流的敏感性也应该存在。在反铁磁体的有序温度附近，这种效应变得明显，并影响畴壁速度、畴壁共振和铁磁体的旋进开关。
2005-12-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Experimental determination of exchange constants in antiferromagnetic Mn$_2$Au
Mn $_2$ Au是一种重要的自旋电子学反铁磁材料。由于其非常高的Néel温度（约1500 K），一些基本性质难以探索，例如AF磁化率和交换常数。在薄膜中，由于反位和界面上不可避免地存在未补偿的准松散自旋，这些性质的实验测定变得更加复杂。利用X射线磁性圆二色性（XMCD）测量了Mn $_2$ Au（001）薄膜在垂直于面内磁矩方向上和高达8T的磁场下自旋和轨道对磁化率的贡献。通过在7 K的低温和室温下进行这些测量，我们能够将松散的自旋贡献与AF耦合自旋的磁化率分开。对于10 nm厚的Mn $_2$ Au（001）膜，用该方法获得的AF交换常数的值等于（24 $\pm$ 5）meV。
2018-03-09 cond-mat.mtrl-sci
Anisotropic Gigahertz Antiferromagnetic Resonances of the Easy-Axis van der Waals Antiferromagnet CrSBr
我们报告测量反铁磁共振的范德华易轴反铁磁CrSBr。层间交换场和磁晶各向异性场可与实验室磁场相媲美，从而可以获得多种千兆赫频率的动力学模式。通过将共振频率映射为外加磁场的大小和角度的函数，我们确定了反铁磁动力学的不同区域。的光谱表现出良好的协议与朗道-Lifshitz模型的两个反铁磁耦合的子晶格，占层间交换和三轴磁各向异性。拟合使我们能够量化控制磁动力学的参数：在5 K时，层间交换场为$μ_0 H_E =$ 0.395（2）T，硬轴和中间轴各向异性参数为$μ_0 H_c =$ 1.30（2）T和$μ_0 H_a =$ 0.383（7）T。面内各向异性的存在使得可以使用面内磁场来控制反铁磁共振之间的杂化程度。
2022-08-05 cond-mat.mtrl-sci
Zero-field magnetic skyrmions in exchange-biased ferromagnetic-antiferromagnetic bilayers
本研究利用原子尺度自旋动力学模拟表明，交换偏置FM-AFM双层膜可借助AFM有效场和界面粗糙度在零外场下稳定铁磁斯格明子。
2024-03-02 cond-mat.mtrl-sci
Bi-domain state in the exchange bias system FeF2/Ni
独立交换偏置子系统可以共存于FeF 2/Ni双层膜后，各种场冷却协议。我们发现双磁滞回线的中间冷却领域，而对于小或大的冷却领域的负或正移动的单回路，分别遇到。子环和单环具有相同的交换偏置场的绝对值，μ_0H_E = 0.09T。这表明反铁磁体分裂成两个符号相反但作用于铁磁体的偏置幅度相等的磁子系统。在这种情况下，铁磁体不经历来自反铁磁体的平均偏置，而是经历两个独立的子系统（“双畴”状态）。这一想法得到了包括反铁磁效应在内的微磁模拟的证实。我们还提出了实验，这些反铁磁的“域”边界的热激活运动可以实现。
2005-01-06 cond-mat.mtrl-sci
Numerical simulation of magnetization process in antiferromagnetic ferromagnetic bilayer with compensated interface
利用海森堡哈密顿量的自洽平均场近似，研究了反铁磁双层膜的性质。在具有补偿界面的双层膜中发现了垂直交换耦合。对于均匀的反铁磁薄膜，由于在一定的外磁场临界值下，反铁磁薄膜内部产生横向不稳定性，因此计算出对称的磁滞回线。另一方面，对于由多个与易磁化各向异性轴方向垂直的畴组成的非均匀反铁磁薄膜，在有限交换偏置场作用下，得到了位移磁滞回线.
2005-08-02 cond-mat.mtrl-sci
Dilution dependence of blocking temperature distribution in the exchange bias system CoO(111)/Co(111)
在外延生长的CoO（111）/Co（111）双层膜中，我们确定了阻挡温度分布f（Tb），它与反铁磁畴尺寸（z）分布f（z）有关。后者是通过反向反铁磁畴在连续更高的温度在反向冷却场探测。发现在整个反铁磁体CoO中实施反铁磁缺陷引起CoO内的畴尺寸分布f（z）的加宽，如加宽的f（Tb）所证明的。这种加宽是负责交换偏置场的增强。
2006-06-20 cond-mat.mtrl-sci
Magnon Transport in the Presence of Antisymmetric Exchange in a Weak Antiferromagnet
Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用（Dzyaloshinskiii-Moriya interaction）是自旋电子学研究领域许多现代发展的核心。已知磁致伸缩产生非共线的磁性纹理，并且在反铁磁体中可以采取两种形式：均匀或子晶格间，导致小的倾斜力矩和不均匀或子晶格内，导致手性结构的形成。在这项工作中，我们首先确定的有效领域所产生的反铁磁性氧化铁赤铁矿，$α$ -Fe $_2$ O $_3$的薄膜中，使用SQUID基于磁强计和运输测量的强度。我们证明，在不同取向的磁场下，在这些薄膜中的长距离磁振子输运中引入了可重构性。当塞曼能量与电磁场产生的有效场竞争时，在相反方向上旋转的外部场的易磁化轴方向周围出现磁滞现象，其宽度随着磁场的增加而减小。
2021-10-18 cond-mat.mtrl-sci
Giant magnetocaloric effect in exchange-frustrated GdCrTiO5 antiferromagnet
本文报道了交换阻挫对GdCrTiO $_5$化合物磁热性能的影响。由于磁相互作用的高度交换阻挫性质，在GdCrTiO $_5$，长程反铁磁有序发生在更低的温度$T_N$ =0.9 K和磁冷却功率显着增强相对于在几个几何阻挫系统中观察到的。在5 K以下，当磁场变化（$ΔH$）为7 T时，等温磁熵变（- $ΔS_{\rm m}$）为36 J kg $^{-1}$ K $^{-1}$.此外，- $ΔS_{\rm m}$不会随着$T$的降低而从其最大值降低到非常低的温度，并且本质上是可逆的。当$ΔH$ =7 T时，绝热温度变化$ΔT_{\rm ad}$为15 K。这些磁热参数显着大于几个潜在的磁制冷剂，即使是小的和中等的磁场变化。本研究不仅表明GdCrTiO $_5$可以被认为是一种潜在的低温磁制冷剂，而且促进了交换阻挫对磁热效应作用的进一步研究。与此相反，只有几何挫折的磁热效应的作用，以前报道的理论和实验研究的很少系统。
2018-05-05 cond-mat.mtrl-sci
Modeling exchange bias microscopically
交换偏置是在铁磁层与反铁磁层接触时观察到的磁滞回线的水平位移。由于交换偏置与反铁磁体的自旋结构有关，因此为了对其进行基本的理解，不可避免地需要详细了解反铁磁体层的物理特性。一个模型进行了研究，其中域中形成的体积的AFM稳定稀释。这些磁畴在初始冷却过程中被冻结，携带引起和控制交换偏置的recrystalnet磁化。通过改变反铁磁体的各向异性，我们发现交换偏置对反铁磁体各向异性的依赖性很大。
2002-03-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Strain-driven switching between antiferromagnetic states in frustrated antiferromagnet UO2 probed by exchange bias effect
本研究通过UO2/Fe3O4双层膜的交换偏置效应，利用衬底应变调控单离子各向异性，实现受阻反铁磁体UO2中不同对称性反铁磁态的可逆切换，为自旋电子学应用提供新途径。
2023-10-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Exchange bias driven by the Dzyaloshinskii-Moriya interaction and ferroelectric polarization at G-type antiferromagnetic perovskite interfaces
交换偏置通常是合理的调用自旋钉扎效应所造成的未补偿的反铁磁界面。然而，补偿反铁磁体的其他外在因素，如界面粗糙度或自旋倾斜，必须考虑产生一个小的未补偿。作为替代方案，在这里，我们提出了两个（相关）可能的机制，驱动的内在Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用和铁电极化，在钙钛矿与补偿G型反铁磁性的交换偏置效应的解释。其中一种机制仅在涉及多铁性材料时才起作用，并且可由电场控制。
2009-09-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Antiferromagnetic Exchange Interaction between Electrons on Degenerate LUMOs in Benzene Dianion
本文利用有效$π$轨道模型的数值对角化方法，讨论了苯二价阴离子（Bz $^{2-}$）的基态。发现其基态可以是自旋单重态，LUMO之间的交换耦合可以是反铁磁的。
2012-08-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el physics.atm-clus
Rotation of easy axis in training effect and recovery of exchange bias in ferromagnet/antiferromagnet bilayers
对于铁磁/反铁磁双层膜，在用FeNi/FeMn系统测量训练效应和交换偏置恢复的过程中，观察到了\textit{for the first time}易磁化轴的旋转。这些突出的现象强烈建议反铁磁自旋在随后的磁滞回线测量的不可逆运动。结果表明，易磁化轴的旋转可以部分解释训练效应和交换偏置的恢复。
2007-10-13 cond-mat.mtrl-sci physics.soc-ph physics.space-ph
Paramagnetic molecule induced strong antiferromagnetic exchange coupling on a magnetic tunnel junction based molecular spintronics device
本文报道了我们的Monte Carlo（MC）研究，旨在解释实验观察到的顺磁性分子诱导的铁磁（FM）电极之间的反铁磁耦合。近年来发展起来的磁性隧道结分子自旋电子学器件（MTJMSDs），是通过在磁性隧道结暴露的侧边的FM电极之间化学键合顺磁性分子而制备的，表现出分子诱导的强反铁磁耦合。我们的MC研究集中在类似MTJMSD的原子模型上，研究了分子与两个FM电极的磁耦合效应。模拟结果表明，当分子与一个电极建立铁磁耦合，与另一个电极建立反铁磁耦合时，理论结果有效地解释了实验结果。理论和实验研究表明，分子与FM电极之间的交换耦合强度应是FM电极原子间交换耦合强度的50%。
2019-12-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Single-shot laser-induced switching of an exchange biased antiferromagnet
磁有序的超快操纵挑战了我们对磁性材料的基本性质和动力学性质的理解。到目前为止，Single Shot磁开关仅限于亚铁磁合金和多层膜。在铁磁（FM）/反铁磁（AFM）双层膜中，交换偏置（He）来自两层之间的界面交换耦合，反映了反铁磁的微观取向。在这里，我们证明了Single Shot开关的反铁磁体（改变的符号和振幅的他）与一个单一的飞秒激光脉冲在IrMn/CoGd双层的可能性。我们展示了切换为不同的层厚度和组合物的宽范围的注量。原子模拟预测超快开关和恢复的AFM磁化的时间尺度为2 ps。这些结果提供了最快和最节能的方法来设置交换偏置，并为超快自旋电子器件的潜在应用铺平了道路。
2023-02-09 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Magnetic properties of double exchange biased diluted magnetic alloy/ferromagnet/antiferromagnet trilayers
研究了由稀磁合金CuMn（Cu0.99Mn0.01）、软磁铁磁体Py（Ni0.8Fe0.2）和反铁磁体α-Fe_2 O_3组成的三层膜的磁性能。在T = 3-100 K温度范围内对用超高真空磁控溅射法生长的样品进行了磁性表征。观察到典型的交换偏置特征，即明显的磁滞回线移动和矫顽力增强。此外，还在明确限定的温度和CuMn厚度范围内获得了反向偏置的存在，这对于基于自旋玻璃的结构已经有报道。
2013-04-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Readout of a antiferromagnetic spintronics systems by strong exchange coupling of Mn2Au and Permalloy
在反铁磁自旋电子学中，交错磁化或Neel矢量的读出是利用反铁磁体的超快动力学和稳定性用于新器件的关键障碍。在这里，我们展示了Mn2Au，一种独特的金属反铁磁体，具有尼尔自旋轨道扭矩，薄铁磁坡莫合金层的强交换耦合。这使我们能够受益于铁磁体的良好建立的读出方法，同时保留反铁磁自旋电子学的基本优势。我们显示一对一的印记上的铁磁畴图案的反铁磁。相反地，坡莫合金磁化的对齐使Mn2Au Neel矢量重新定向，这是一种效果，其可以通过调整铁磁层厚度而被限制到大磁场。为了了解强耦合的起源，我们进行了高分辨率电子显微镜成像，我们发现，我们的生长产生了一个界面，具有明确的形态，导致强交换耦合。
2021-06-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Electrical-controllable antiferromagnet-based tunnel junction
本文实现了Pt/Co/Pt/Co/IrMn/MgO/Pt电控反铁磁隧道结，利用IrMn中交换弹簧和交换偏置的自旋轨道矩翻转，同时实现信息存储与16种布尔逻辑运算，为反铁磁逻辑存储器奠定基础。
2024-04-01 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Mn$_2$VAl Heusler alloy thin films: Appearance of antiferromagnetism and an exchange bias in a layered structure with Fe
采用超高真空磁控溅射法在MgO（100）单晶衬底上外延生长Mn $_2$ VAl Heusler合金薄膜。A2和L2 $_1$型Mn $_2$ VAl顺序由沉积温度控制。A2型Mn $_2$ VAl薄膜没有自发磁化，L2 $_1$ VAl薄膜在室温下表现出亚铁磁行为，最大饱和磁化强度为220 emu/cm $^3$.在室温下用中子衍射观察到在400 $^\circ$ C沉积的A2型Mn $_2$ VAl膜的反铁磁反射。反铁磁A2 Mn $_2$ VAl和Fe的双层样品在10 K时显示出120 Oe的交换偏置。
2017-07-21 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Complete $T_c$ suppression and Néel triplets-mediated exchange in antiferromagnet-superconductor-antiferromagnet trilayers
理论上证明反铁磁绝缘体-超导体-反铁磁绝缘体三层膜中Néel三重态Cooper对可通过AFI层Néel矢量夹角控制超导临界温度并介导交换相互作用。
2023-10-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Epitaxial growth, structural characterization and exchange bias of non-collinear antiferromagnetic Mn$_{3}$Ir thin films
反铁磁材料是自旋电子学的重要研究对象。本文对非共线反铁磁体Mn $_{3}$ Ir的薄膜的生长、结构表征和磁性能进行了全面的研究。利用MgO（001）和Al $_{2}$ O $_{3}$（0001）单晶衬底上的外延工程，我们控制了立方$γ$ -Mn $_{3}$ Ir在（001）和（111）晶向的生长，并讨论了生长条件的优化，以获得具有低表面粗糙度的高质量晶体结构。在双层膜中研究了交换偏置，在室温下在Mn $_{3}$ Ir（111）/坡莫合金异质结构中测量的交换偏置场高达-29 mT（相当于11.5 nJ cm $^{-2}$的单向各向异性常数）。此外，在Mn $_{3}$ Ir（001）/ Py双层膜中，还观察到了面内晶向对阻断温度的明显依赖性。这些研究结果进行了讨论的背景下，手性反铁磁畴结构，并将告知拓扑反铁磁自旋电子器件的进展。
2019-03-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Exchange striction determines how fast antiferromagnetic insulators demagnetize
Istituto Italiano di Tecnologia（意大利理工学院）；Institute for Molecules and Materials, Radboud University（拉德堡德大学分子与材料研究所）
该研究发现交换耦合对离子位移的导数是预测绝缘反铁磁体退磁速度的可计算参数，通过实验与模拟揭示Cr₂O₃退磁远快于FeBO₃源于交换收缩效应，为相关材料筛选提供了实用路径。
2026-09-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
The magnetic exchange parameters and anisotropy of the quasi-two dimensional antiferromagnet NiPS$_3$
用中子非弹性散射测量了粉末状NiPS $_3$（一种准二维蜂窝晶格反铁磁体，自旋为$S = 1$）的磁激发.光谱显示出清晰的，色散的磁振子与$\sim 7$ meV的间隙在布里渊区中心。使用具有单离子各向异性的海森堡哈密顿量来拟合数据，假设蜂窝平面之间没有磁交换。磁交换相互作用的第三intraplanar最近的邻居是必需的。拟合结果表明，NiPS $_3$具有与$Δ= 0.3$ meV的易轴各向异性，第三近邻具有$J_3 = -6.90$ meV的强反铁磁交换。数据可以合理地拟合与$J_1 < 0$或$J_1 > 0$，然而，最好的定量协议与高分辨率数据表明，最近邻的相互作用是铁磁性与$J_1 = 1.9$毫电子伏，第二个最近邻的交换是小的和反铁磁性与$J_2 = -0.1$毫电子伏。色散在布里渊区拐角处具有最小值，该最小值略大于布里渊区中心处的最小值，表明NiPS $_3$的磁结构接近不稳定。
2018-08-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Crystal Structure Manipulation of the Exchange Bias in an Antiferromagnetic Film
交换偏置是磁学中研究最广泛的现象之一，因为当铁磁体（FM）与反铁磁体（AFM）耦合时，它对铁磁体（FM）施加单向各向异性，因此交换偏置的控制对于诸如磁性随机存取存储器和巨磁阻传感器的技术应用是非常重要的。在这封信中，我们报告的晶体结构操纵的交换偏置在外延hcp Cr_2O_3薄膜。通过外延生长Cr原子的c轴和自旋位于膜平面内的Cr_2O_3（10-10）取向薄膜，我们证明了Cr_2O_3与相邻坡莫合金层之间的交换偏置从（0001）取向Cr_2O_3薄膜中观察到的面外偏置调整到面内偏置。这是由于Cr原子的自旋和相邻的FM层之间的共线交换耦合。这种高度各向异性的交换偏置现象在多晶膜中是不可能的。
2016-06-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Understanding the non-collinear antiferromagnetic IrMn$_3$ surfaces and their exchange-biased heterostructures from first principles
我们对T1非共线反铁磁L1 $_2$ -IrMn $_3$表面和L1 $_2$-IrMn $_3$ /Fe异质结构的热力学稳定性、结构参数和磁性进行了完整和系统的第一性原理研究。此外，我们研究了异质结中的交换偏置效应，并描述了其以前未知的复杂的界面处的磁耦合。我们考虑了四种原子配置和四种磁性安排，找到两个稳定的终端的表面和异质结构，这是在很好的协议与实验HR-TEM数据。用比较的方法来分析异质结的交换偏置特性，我们发现Mn-Fe相互作用的数量与交换偏置强度有关。这一发现可能会导致新的交换偏置剪裁方法，通过控制层的终止。最后，我们能够准确地描述界面磁耦合原子原子，我们发现在界面处的反铁磁秩序和异质结构的稳定性之间的关系。我们的分析提供了一个可能的机制，在非共线/共线异质结的交换偏置的外观，它是在很好的协议与实验滞后测量的IrMn $_3$ /Fe系统。
2020-10-14 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Large exchange-dominated domain wall velocities in antiferromagnetically coupled nanowires
磁性纳米线支持场和电流驱动的畴壁运动的信息存储和处理的新方法的设想。其实际应用的一个主要障碍是畴壁速度，这是传统上有限的，由于沃克击穿时发生的强迫场或电流达到临界阈值。我们通过数值和分析模型表明，沃克击穿极限可以扩展或完全消除反铁磁耦合的磁性纳米线。这些耦合的纳米线允许通过场和/或电流经由自旋转移扭矩驱动的巨畴壁速度，与传统的纳米线相比。
2014-06-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Anomalous Hall effect in an amorphous antiferromagnet with inverted hysteresis
School of Materials Science and Engineering, Tsinghua University（清华大学材料科学与工程学院）
研究发现非晶反铁磁体在零场下实现磁反转并产生大异常霍尔效应，为低功耗存储器件设计提供新途径。
2025-12-03 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Voltage-controlled antiferromagnetism in magnetic tunnel junctions
我们证明了在CoFeB/MgO/CoFeB磁性隧道结中的电压控制的交换偏置效应，该效应与在CoFeB电极和MgO势垒之间形成的界面Fe（Co）Ox有关。界面反铁磁性，巨隧穿磁电阻，和急剧切换的磁化CoFeB的独特组合允许灵敏的检测交换偏置。发现在低温下，交换偏置场可以由磁场等温控制。更重要的是，交换偏置也可以有效地操纵的电场施加到MgO势垒由于电压控制的反铁磁各向异性在这个系统中。
2021-01-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Transient Exchange Interaction in a Helical Antiferromagnet
我们已经进行了时间分辨共振X射线散射研究在镧系金属Dy揭示的动态响应的螺旋顺序交换耦合注入非极化自旋。所观察到的自旋动力学显着慢于镧系金属中的铁磁相所表现出的，并强烈依赖于温度和激发通量。这种独特的行为是由于传导电子费米表面形状的瞬态变化和随后的散射事件将激发转移到核心自旋。
2014-09-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Anomalous exchange coupling in transition-metal-oxide based superlattices with antiferromagnetic spacer layers
在垂直磁各向异性的SrMnO 3/SrRuO 3超晶格中，矫顽场（HC）和磁场依赖的电阻率（MR）之间存在直接相关性。对于面内电流和面外磁场，磁阻在Hc处显示出急剧的跳跃。HC和高场MR也振荡的SrMnO 3间隔层的厚度分离的金属铼。由于在这些超晶格中的间隔没有移动载流子，以促进振荡耦合，我们将观察到的行为归因于自旋极化的量子隧穿的铁磁层和反铁磁有序的SrMnO 3的t2 g自旋之间的电子。
2007-07-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Strain driven antiferromagnetic exchange interaction in SrMnO$_3$ probed by phase shifted Spin Hall magnetoresistance
多铁性在拓扑磁性和逻辑存储器应用中重新引起了人们的兴趣。其中，SrMnO $_{3}$，具有很强的磁电耦合是获得关注的设计共存的磁性和极性的订单应变。在这里，我们证明了反铁磁交换相互作用应变SMO薄膜中提取的自旋霍尔磁阻，这还没有被探索在早期的工作中，如在磁性绝缘体的相位响应的一个新的功能。我们解释了我们的研究结果与模型，包括沿[110]方向的磁各向异性，证实与DFT研究，是一致的SrMnO $_{3}$的铁电极化的方向。从我们的研究中获得的基本见解确立了这种材料在磁电耦合器件中用于不同逻辑和存储器应用的潜力。
2022-11-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
