Thermally assisted domain wall nucleation in perpendicular anisotropy trilayer nanowires
研究了焦耳热效应对垂直磁各向异性CoFeB三层纳米线中热辅助畴壁的产生的影响。利用反常霍尔效应检测磁化反转，研究畴壁的产生。我们观察到的统计分布在开关过程中，这是一致的热激活过程。我们的研究结果表明，所提出的方法提供了一个有效的方式产生磁畴壁的垂直磁性纳米线在预定义的位置。
2014-04-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetic anisotropy in Fe/U and Ni/U bilayers
Fe/U和Ni/U双层膜系统的磁测量结果表明，在0 nm - 8 nm范围内，U的厚度对磁各向异性的影响是非单调的，Fe/U双层膜的磁各向异性效应比Ni/U双层膜的磁各向异性效应更显著。对Fe/U的强响应归因于Fe和U的强3d-5 f杂化。这种非单调行为被认为是由铀覆盖层中的量子阱态引起的。从非单调数据估计振荡周期，并将其与密度泛函理论计算结果进行比较，我们发现波矢与实验数据相匹配，可以用于α-U电子结构的（010）和（100）切割中的高谱密度区域，与薄膜中测量的织构一致。出乎意料的是，在相对大的U厚度的Fe/U样品的子集中也有垂直磁各向异性的迹象。
2021-02-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Contributions of Co and Fe orbitals to Perpendicular Magnetic Anisotropy of MgO/CoFeB Bilayers with Spin-Orbit-Torque-Related (Ta, W, IrMn, and Ti) Underlayers
我们研究了CoFeB/MgO双层膜与W、Ta、IrMn和Ti接触时的垂直磁各向异性（PMA），它们被认为是与自旋-轨道-力矩相关的底层。由于形成死层，CoFeB的饱和磁化强度取决于底层材料，从而影响每个膜的PMA强度。X射线磁性圆二色性测量表明，界面混合只抑制Fe的垂直轨道矩，而同时抑制Co的垂直和面内轨道矩。
2017-05-29 cond-mat.mtrl-sci
Engineering spin-orbit torque in Co/Pt multilayers with perpendicular magnetic anisotropy
为了解决尺寸减小的自旋电子器件的热稳定性问题，我们研究了具有强垂直磁各向异性的Co/Pt多层膜中的自旋轨道力矩。注意，自旋-轨道力矩是由来自每个Co层的顶部和底部界面的自旋电流的全局不平衡引起的。通过插入Ta或Cu层来加强自顶向下的不对称性，可以在不损害垂直磁各向异性的情况下极大地修改自旋-轨道扭矩效率。最重要的是，效率随着层数的增加而增加，从而在多层结构中同时实现稳健的热稳定性和高自旋轨道扭矩效率。
2015-10-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Strong and Tunable Spin Lifetime Anisotropy in Dual-Gated Bilayer Graphene
我们报告发现了一个强大的和可调的自旋寿命各向异性具有良好的自旋寿命高达7.8 ns的双栅双层石墨烯。值得注意的是，这实现了通过电控自旋轨道场来操纵石墨烯中的自旋，这是由于石墨烯的弱固有自旋轨道耦合而意想不到的。我们利用面内磁场Hanle进动和倾斜Hanle进动测量直接比较面外与面内自旋的寿命。我们发现，在电荷中性点附近，垂直电场的应用打开了带隙，并产生了一个面外自旋轨道场，该场使面外自旋稳定，从而导致大的自旋寿命各向异性。这种有趣的行为发生是因为双层石墨烯独特的自旋谷耦合能带结构。我们的研究结果表明，高度可调的自旋电子器件的基础上的双栅二维材料的潜力。
2018-06-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ferromagnetic resonance of exchange-coupled perpendicularly magnetized bilayers
在垂直磁化系统中，强铁磁层间交换耦合$J$正变得越来越受欢迎。我们研究是否铁磁层间交换耦合可以测量宽带铁磁共振方法和磁磁滞回线的组合。为此，我们模拟开关和双层系统中的本征激发，包括一个软层耦合到一个较厚的硬层，具有较高的垂直磁各向异性。对于大的$J >0$，开关场基本上与$J$无关，但是双层的光学本征模的频率和声学和光学本征模的线宽直接对耦合敏感。我们推导出一个语料库的紧凑的解析表达式来分析这些频率，它们的线宽，并讨论其意义。我们说明了这个语料库上的系统模仿的磁隧道结的自旋力矩应用程序的固定层。
2016-04-21 cond-mat.mtrl-sci
Edge-modulated perpendicular magnetic anisotropy in [Co/Pd]n and L10-FePt thin film wires
纳米结构磁性薄膜边缘的厚度调制对其垂直磁各向异性有重要影响。用双层抗蚀剂剥离法从[Co/Pd]20多层膜或L10-FePt膜制备具有锥形边缘的薄膜线。利用磁力显微镜和微磁学模型研究了刃口锥度对反转过程的影响。在[Co/Pd]20的各向异性是较低的锥形边缘区域切换在一个较低的反向场相比，线的中心。L10-FePt线表现出相反的行为，锥形区域表现出更高的各向异性。
2015-10-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Experimental verification of the inverse Anomalous spin Hall effect with perpendicular magnetic anisotropy Materials
通过自旋泵浦技术在BIG/NiO/Fe样品中实验验证反常逆自旋霍尔效应，发现垂直磁化构型下存在依赖于磁化、自旋极化与自旋电流方向的独特自旋-电荷转换机制。
2023-12-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Origin of perpendicular anisotropy in thin Co/Pt bilayers grown on alumina
本文研究了生长在Al 2 O3上的Co（1.6nm）/Pt（3.0nm）双层膜中垂直各向异性的起源。高于350 $^{\circ}$ C时，所有层都表现出垂直各向异性。矫顽场随退火温度线性增加，有两个不同的速率：低于550 $^{\circ}$ C时为0.05 T/100 $^{\circ}$ C，高于550 C时为0.8 T/100 $^{\circ}$ C。通过使用X-射线衍射和透射电子显微镜进行仔细的结构表征，我们证明了在550 $^{\circ}$ C以下存在L1 $_{1}$型的短程相关性，而在550 $^{\circ}$ C以上，观察到L1 $_{0}$化学有序。我们的结论是，观察到的垂直各向异性的Co/Pt双层氧化铝和退火生长不仅是由于界面各向异性，通常调用，但也CoPt合金化和化学有序，发生在生长后退火。
2011-10-12 cond-mat.mtrl-sci
Finite lattice size effect in the ground state phase diagram of quasi-two-dimensional magnetic dipolar dots array with perpendicular anisotropy
在有限尺寸框架下，利用Landau-Lifshift-Gilbert经典自旋动力学方法研究了具有垂直各向异性偶极相互作用的一般图案化磁结构的原型哈密顿量.讨论了对基态相图的修正，着重讨论了有限晶格尺寸效应导致面内相的基态连续简并消失的问题。晶格尺寸增加后的自旋控制的基态演化提供了一个关键的洞察系统过渡到无限的极端。
2004-08-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Room-temperature spin-lifetime anisotropy exceeding 60 in bilayer graphene spin valves proximity coupled to WSe$_2$
nd Institute of Physics and JARA-FIT, RWTH Aachen University（亚琛工业大学第二物理研究所和JARA-FIT）；Peter Grünberg Institute (PGI-9), Forschungszentrum Jülich（于利希研究中心彼得·格林贝格研究所（PGI-9））
研究通过近邻耦合实现双层石墨烯自旋阀中室温自旋寿命各向异性超过60，揭示了自旋轨道耦合对自旋寿命的影响。
2026-02-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Scanning Kerr microscopy of current induced switching in Ta/CoFeB/MgO films with perpendicular magnetic anisotropy
具有垂直磁各向异性的Ta/CoFeB/MgO三层膜有望在下一代电流和电场切换存储器和逻辑器件中发挥关键作用。在这项研究中，我们使用克尔显微镜旁边的电输运测量，以深入了解这种设备的基本开关机制。我们发现开关是一个随机的，畴壁驱动的过程，其速度是强烈依赖于开关电流。克尔成像示出了在器件边缘处的畴成核，建模揭示了可能由奥斯特场的垂直分量辅助。进一步的磁畴生长，导致磁化反转，可以通过自旋扭矩来辅助。
2015-08-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Strain-assisted magnetization reversal in Co/Ni multilayers with perpendicular magnetic anisotropy
由具有垂直磁各向异性的磁性薄膜与铁电基片结合而成的多功能材料代表了低功耗、快速、高密度自旋电子学的一种新途径。本文报道了在铁电PZT [Pb（Zr_xTi_1-x）O_3]基片上直接生长的饱和磁化强度和垂直各向异性可调的Co/Ni多层膜。高达+/-2 MV/m的电场使PZT膨胀0.1%，并在Co/Ni多层膜中产生至少0.02%的面内压缩。用电压改变应变可以使矫顽场降低30%以上。我们还表明，交替在平面内的拉伸和压缩应变（小于0.01%）可以用来传播磁畴壁。这种操纵高各向异性磁性薄膜的能力可以证明对于降低未来压控自旋电子器件中磁性元件的开关能量是有用的。
2016-01-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Measurement of orbital asymmetry and strain in Co90Fe10/Ni multilayers and alloys: Origins of perpendicular anisotropy
我们利用宽带铁磁共振谱和X射线衍射研究了Co_（90）Fe_（10）/Ni多层膜中垂直各向异性的根本原因。通过仔细评估的光谱g因子，我们确定沿面外和面内方向的轨道矩。对于多层膜，我们发现轨道矩不对称性和垂直各向异性之间存在直接关系，这与Bruno的理论[P.Bruno，Phys. Rev. B，39，865（1989）]一致。系统的X射线衍射研究表明，在某些样品中存在高达0.7%的三角形应变。然而，我们发现应变和各向异性之间没有直接的相关性，表明各向异性不占主导地位的磁弹性效应。为了进一步研究界面结构对各向异性的影响，我们制备了一组等效合金试样。合金样品中的应变与多层样品中的应变相当;然而，合金样品中的轨道矩不对称性显示出非常不同的趋势，使我们能够隔离多层中的界面的影响。
2013-02-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Measurement of magnetization using domain compressibility in CoFeB films with perpendicular anisotropy
我们提出了一种方法来映射的饱和磁化强度与垂直各向异性的软铁氧体薄膜，我们说明它来评估的CoFeB（1 nm）/MgO薄膜的磁化强度的成分依赖性。该方法依赖于定义线性域的平行畴壁的偶极排斥的测量。薄膜的磁化强度与畴的场压缩性有关。该方法还产生了两个壁之间的最小距离之前，他们的合并，这设置了一个实际的限制，在自旋电子器件中使用畴壁作为存储实体的存储密度。
2013-07-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Acoustic Wave Induced FMR Assisted Spin-Torque Switching of Perpendicular MTJs with Anisotropy Variation
我们已经研究了表面声波（SAW）诱导的铁磁共振（FMR）辅助自旋转移力矩（STT）开关的垂直MTJ（p-MTJ）的非均匀性使用微磁模拟，包括热噪声的影响。在适当的频率激励下，声表面波能在磁致伸缩材料中诱发铁磁共振，使磁化强度沿垂直于磁致伸缩材料方向的大偏转圆锥进动。随着通过横向各向异性变化以及室温热噪声的不均匀性的并入，在不同增益下的磁化旋进可以是显著不相干的。有趣的是，不同晶粒中的进动被发现是同相的，即使进动幅度（从垂直方向的偏转角）在不同各向异性的晶粒之间变化。然而，高平均偏转角可以通过显著降低STT电流来补充STT切换;即使施加的应力引起的各向异性变化远低于总各向异性势垒。这项工作表明，SAW辅助开关可以提高能量效率，同时可扩展到非常小的尺寸，这对STT-RAM具有重要的技术意义，并阐明了这种范例在具有热噪声和材料不均匀性的现实场景中的潜在鲁棒性的物理机制
2020-03-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Modification of perpendicular magnetic anisotropy and domain wall velocity in Pt/Co/Pt by voltage-induced strain
通过经由压电换能器施加的应变，在Pt/Co（0.85-1.0 nm）/Pt薄膜中改变蠕变状态下的垂直磁各向异性K $_e$ $_f$ $_f$、磁化反转和场驱动畴壁速度。K $_e$ $_f$ $_f$，通过非常霍尔效应测量，通过面外拉伸应变ε $_z$ = 9 × 10-4降低10 kJ/m $^3$，与膜厚度无关，表明对磁致伸缩的主要体积贡献。相同的应变减少了2-4 Oe的矫顽场，并增加了30- 100%的宽场克尔显微镜测量的畴壁速度，观察到更厚的Co层的变化较大。我们考虑如何应变引起的变化的垂直磁各向异性可以修改的矫顽场和畴壁速度。
2015-03-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Effects of Antiferromagnetic Spin Rotation on Anisotropy of Ferromagnetic/Antiferromagnetic Bilayers
在外延（111）取向Ni $_{80}$ Fe $_{20}$ /Fe $_{50}$ Mn $_{50}$双层，我们将两种不同的行为分开：单向各向异性厚Fe $_{50}$ Mn $_{50}$中的交换偏置在薄Fe $_{50}$ Mn $_{50}$中，通过测量磁化强度对旋转磁场的响应，我们定量地确定了相关的各向异性，并证明了磁性增强与Fe $_{50}$ Mn $_{50}$的旋转磁各向异性有关。我们还证明了各向异性随温度变化的后果。
2004-10-04 cond-mat.mtrl-sci
Anatomy of perpendicular magnetic anisotropy in Fe/MgO magnetic tunnel junctions: First principles insight
利用第一性原理计算方法，通过计算轨道和层分辨对总各向异性值的贡献，阐明了Fe/MgO磁性隧道结中垂直磁各向异性（PMA）的微观机制.结果表明，大的PMA值的来源远远不是简单地考虑Fe-3d $ and O-2p orbitals at the interface between the metal and the insulator. On-site projected analysis show that the anisotropy energy is not localized at the interface but it rather propagates into the bulk showing an attenuating oscillatory behavior which depends on orbital character of contributing states and interfacial conditions. Furthermore, it is found in most situations that states with $ d_{yz(xz)} $ and $ d_{z^2} $ character tend always to maintain the PMA while those with $ d_{xy} $ and $ d…
2013-08-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Positive unidirectional anisotropy in Y3Fe5O12/Ir20Mn80 bilayers
本研究实验揭示了Y3Fe5O12/Ir20Mn80双层膜中非常规的正交换偏置现象，其源于界面自旋间的反铁磁耦合，而较小的偏置场归因于界面粗糙度引起的亚晶格自旋相互作用竞争。
2025-04-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Perpendicular magnetic anisotropy and magnetization process in CoFeB/Pd multilayer films
利用磁滞回线和克尔效应研究了[CoFeB $t$ nm/Pd 1.0 nm] $_n$（$t$ = 0.4，0.6，0.8，1.0和1.2 nm; $n$ = 2 - 20）多层膜的垂直磁各向异性和动态磁化反转过程.强和可控的PMA的有效单轴各向异性高达7.7 $\times$ 10 $^6$ J.m $^{-3}$和低至200 emu/cc的饱和磁化强度。CoFeB/Pd界面的表面/界面各向异性，PMA的主要贡献，是从有效的单轴各向异性的膜分离，并出现增加的CoFeB/Pd双层的数量。在磁化反转过程中，使用极性磁光克尔显微镜观察的磁畴示出了详细的行为的成核和位移的域壁。
2014-06-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Gate Switchable Transport and Optical Anisotropy in 90° Twisted Bilayer Black Phosphorus
各向异性描述了材料性质的方向依赖性，例如传输和光学响应。在传统的块体材料中，各向异性本质上与晶体结构相关，因此不能通过现代电子学中使用的选通技术进行调节。在这里，我们表明，在双层黑磷与层间扭转角为90°，其电子结构和光学跃迁的各向异性是可调的门控。使用第一性原理计算，我们预测，一个实验室可访问的栅极电压可以诱导一个空穴的有效质量是30倍沿笛卡尔轴比沿其他轴，和两个轴可以通过翻转栅极电压的符号交换。这种门控能带结构还导致可切换的光学线性二向色性，其中最低能量光学跃迁（吸收或发光）的偏振可通过门控来调谐。因此，各向异性是扭曲双层黑磷中的可调自由度。
2017-02-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Anatomy and giant enhancement of the perpendicular magnetic anisotropy of cobalt-graphene heterostructures
我们从第一性原理和实验两个方面报道了石墨烯涂层对Co薄膜垂直磁各向异性的增强作用。我们的计算表明，石墨烯可以显着提高钴膜的表面各向异性高达其原始对应物的两倍，并可以扩展面外有效各向异性高达前所未有的厚度25纳米。这些发现支持我们的实验上生长在Ir衬底上的Co膜上的石墨烯涂层。此外，我们报告层分辨和轨道杂化分辨各向异性分析，这有助于理解PMA的物理机制，更实际地可以帮助设计结构与巨大的PMA。作为一个例子，我们提出了超交换稳定的Co-石墨烯异质结构，其具有稳健的面外恒定有效PMA和线性增加的界面各向异性作为膜厚度的函数。这些发现指出了工程石墨烯/铁磁金属异质结构的可能性，其巨大的磁各向异性比传统多层膜大20倍以上，这构成了未来石墨烯和传统自旋电子技术的标志。
2015-08-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Orbital torque switching of perpendicular magnetization in light metal/ferrimagnet bilayers
本文在轻金属/亚铁磁双层中演示了垂直磁化的轨道矩翻转，并通过调控Gd成分将力矩效率提高四倍，证明轻金属与稀土-过渡金属亚铁磁体可用于高效轨道电子学器件。
2024-10-03 cond-mat.mtrl-sci
First-principles investigation of the very large Perpendicular Magnetic Anisotropy at Fe|MgO Interfaces
采用第一性原理计算研究了铁磁过渡金属与金属氧化物界面处的垂直磁各向异性。在这项工作中，非常大的PMA值高达3 erg/cm $^2$在Fe $|$ MgO界面的报道与最近的实验。PMA的起源归因于$p_z$和过渡金属$d_{z^2}$轨道与$d_{xz(yz)}$轨道的杂化之间的重叠，对于垂直磁化取向，在费米能级周围具有较强的自旋-轨道耦合诱导分裂。此外，它表明，PMA值减弱的情况下，过氧化或氧化不足时，氧$p_z$和过渡金属$d_{z^2}$轨道重叠的无序的强烈影响，与磁性隧道结中的实验观察。
2010-11-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Dynamical Skyrmion State in a Spin Current Nano-Oscillator with Perpendicular Magnetic Anisotropy
研究了基于垂直磁各向异性Pt/[Co/Ni]磁性多层膜的自旋电流纳米振荡器的光谱特性。通过改变所施加的磁场和电流，实现了振荡的局域和传播自旋波模式。在小的领域，我们观察到一个突然发病的调制边带。我们使用微磁模拟来确定这种状态作为一个动态的磁skyrmion稳定在有源器件区域的自旋电流注入，其电流诱导的动力学是伴随着由于歪斜偏转的核心的回旋运动。我们的研究结果表明，在磁性薄膜中利用自旋电流对skyrmion进行可控操纵是一条实用的途径。
2015-03-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Switching of Perpendicularly Polarized Nanomagnets with Spin Orbit Torque without an External Magnetic Field by Engineering a Tilted Anisotropy
自旋轨道力矩（SOT）提供了一种有效的方式产生自旋电流，有望显着降低开关纳米磁体所需的电流。然而，由于对称性原因，面内电流生成的SOT不能确定性地切换垂直极化的磁体。另一方面，对于高密度数据存储应用，垂直极化磁体优于面内磁体，因为它们在超尺度尺寸中具有显著更大的热稳定性。在这里，我们表明，它是可能的开关垂直极化的磁铁SOT，而不需要一个外部磁场。这是通过设计磁体中的各向异性来实现的，使得磁易轴稍微倾斜远离膜法线。这种倾斜的各向异性打破了问题的对称性，并使确定性地切换磁体成为可能。使用一个简单的Ta/CoFeB/MgO/Ta异质结，我们证明了可逆的磁化切换通过反转所施加的电流的极性。该演示提出了一种新的方法来控制纳米磁体与自旋轨道扭矩。
2015-06-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Exchange Anisotropy in Epitaxial and Polycrystalline NiO/NiFe Bilayers
(001)用离子束溅射法在单晶MgO（001）衬底上生长了取向NiO/NiFe双层膜，研究了NiO反铁磁层的晶向对NiFe铁磁层磁化曲线的影响。简单的模型预测（001）取向的表面没有交换各向异性，在其体终止磁补偿。尽管如此，交换各向异性存在于外延膜中，尽管它大约是同时生长的多晶膜中的一半大。实验表明，多晶和外延NiFe/NiO双层膜对之间的交换场和介电性的差异，由于诱导的表面各向异性的变化，而不是从终止NiO平面的补偿程度的差异。这些意见的影响，在NiO/NiFe双层夫妇的诱导交换各向异性模型将进行讨论。
1997-01-16 cond-mat.mtrl-sci
Interfacial tuning of perpendicular magnetic anisotropy and spin magnetic moment in CoFe/Pd multilayers
本文报道了在真空室中用直流溅射法制备的[CoFe 0.4nm/Pdt]6（t = 1.0- 2.0nm）多层膜的强垂直磁各向异性。多层膜的饱和磁化强度$M_s$和单轴各向异性$K_u$随着间隔厚度的增加而减小，在间隔厚度t = 2 nm时，$M_s$为155 emu/cc，$K_u$为1.14 $\times 10^5$ J/m $^3$。X射线吸收光谱和X射线磁圆二色性测量结果表明，CoFe薄膜中Co和Fe的自旋和轨道磁矩随Pd厚度的增加而减小，表明表面/界面磁性对薄膜的磁性能有重要贡献.
2013-09-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Giant variation of the perpendicular magnetic anisotropy at Fe/MgO interfaces by oxygen migration: a first-principles study
采用{ \it ab initio}方法对Fe/MgO界面氧迁移路径进行了系统的能量学研究，揭示了Fe/MgO界面氧迁移对垂直磁各向异性（VCMA）电压控制的特征依赖性.我们发现，表面各向异性能表现出玻尔兹曼S形行为作为迁移的O原子浓度的函数。所获得的VCMA效率因子$β$的变化揭示了超过临界浓度的迁移O，约$54\%$，在该各向异性开关从垂直到平面内的饱和极限。此外，取决于所施加的电压的变化范围，两个政权与可逆或不可逆的离子位移预测发生，产生不同的VCMA响应。根据我们的发现，可以从$β$的数量级区分VCMA驱动机制：几十fJ/（V.m）的效应可能与电荷介导效应结合轻微的可逆氧置换相关，而几千fJ/（V.m）的效应更可能与不可逆氧离子迁移相关。
2018-12-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Origin of Perpendicular Magnetic Anisotropy in Yttrium Iron Garnet Thin Films Grown on Si (100)
报道了用脉冲激光沉积技术制备的钇铁石榴石（YIG）薄膜的磁性。在Si（100）衬底上沉积厚度为15 - 50 nm的薄膜。通过铁磁共振谱研究了磁性表征。垂直磁易轴达到50 nm的厚度。我们观察到，垂直各向异性值减少，增加膜厚度。垂直磁各向异性（PMA）的起源归因于YIG薄膜中的织构和晶格畸变。我们期望在硅衬底上垂直磁化的钇铁石榴石薄膜为更便宜和兼容的制造工艺铺平了道路。
2021-07-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Enhancement of Perpendicular Magnetic Anisotropy and Transmission of Spin-Hall-Effect-Induced Spin Currents by a Hf Spacer Layer in W/Hf/CoFeB/MgO Layer
我们报告说，强垂直磁各向异性的铁磁层在W/CoFeB/MgO多层结构中，可以通过插入一个Hf层薄至0.25 nm之间的W和CoFeB层建立。Hf间隔物还允许由W层中的面内电荷电流产生的自旋电流的传输，以在CoFeB上施加强自旋扭矩，从而实现电流驱动的磁切换。施加在1 nm CoFeB层上的自旋扭矩的抗阻尼和类场分量在此几何形状中具有可比的幅度。这两种成分都源于下面的W层中的自旋霍尔效应。
2014-01-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Highly tunable Gilbert damping in two-dimensional van der Waals ferromagnet Fe3GaTe2: From bilayer to the twisted bilayer
本研究通过第一性原理计算发现，扭转双层Fe3GaTe2可有效降低垂直磁化的吉尔伯特阻尼，并将其取向各向异性增强高达635%，为二维范德华铁磁体的阻尼调控开辟新途径。
2025-09-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
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
Electric-field control of the magnetic anisotropy in an ultrathin (Ga,Mn)As/(Ga,Mn)(As,P) bilayer
本文报道了（Ga，Mn）As/（Ga，Mn）（As，P）双层铁磁膜中的磁各向异性的电控制。载流子分布以及因此有效各向异性的强度由场效应器件的栅极电压控制。反常的霍尔效应测量结果证实了上层（Ga，Mn）As层中载流子的耗尽导致了面内各向异性的降低。单轴各向异性场被发现减少了一个因素~ 4在探索的栅极电压范围内，使过渡到一个面外易轴配置几乎达到。
2012-11-29 cond-mat.mtrl-sci
Enhancing Perpendicular Magnetic Anisotropy in Garnet Ferrimagnet by Interfacing with Few-Layer WTe2
铁磁或亚铁磁（FM）薄膜的磁各向异性设计在自旋电子器件中是至关重要的。改变磁各向异性的一种方法是通过FM薄膜的表面。在这里，我们报告出现的垂直磁各向异性（PMA）引起的界面相互作用在异质结构组成的石榴石亚铁磁体，Y3Fe5O12（YIG），和低对称性，高自旋轨道耦合（SOC）过渡金属二硫属化物，WTe2。同时，我们还观察到在WTe2覆盖的YIG区域中吉尔伯特阻尼的增强。界面诱导PMA和吉尔伯特阻尼增强的幅度都没有观察到的WTe2厚度依赖性下降到单个四层，这表明界面相互作用起着关键作用。WTe 2增强FM薄膜中的PMA的能力，结合其先前报道的产生面外阻尼（如自旋扭矩）的能力，使得其对于磁存储器应用是期望的。
2022-02-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Nanoscale Domain Wall Dynamics in Micromagnetic Structures with Weak Perpendicular Anisotropy
本文利用时间分辨软X射线成像研究弱垂直各向异性坡莫合金微结构，揭示振荡磁场下畴壁反转点平移、自旋波成核及涡核回旋等动力学。
2025-06-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Surface magnetic anisotropy at a compensated interface of ferromagnetic antiferromagnetic bilayer
铁磁和反铁磁自旋从相应的均匀配置的周期性偏差被证明是积极有利的铁磁/反铁磁双层补偿界面附近。的偏差的幅度呈指数下降到膜体积作为一个函数的坐标垂直于界面。发现相互作用能与单位铁磁和反铁磁矢量的标量积的平方成正比。
2005-07-25 cond-mat.mtrl-sci
Fast spin precession and strong perpendicular magnetic anisotropy in ferrimagnetic Mn4N thin films improved by Pd buffer layer
本文制备并研究Pd缓冲层上的亚铁磁Mn4N薄膜，证明其可通过拉伸应力弛豫增强晶体质量与PMA，并实现室温近100 GHz自旋进动。
2025-02-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Effects of transition-metal spacers on the spin-orbit torques, spin Hall magnetoresistance, and magnetic anisotropy of Pt/Co bilayers
我们研究了在Pt/Co界面处插入0.5 nm厚的间隔层（Ti，V，Cr，Mo，W）对自旋轨道力矩、霍尔效应、磁电阻、饱和磁化强度和磁各向异性的影响。我们发现，阻尼样的自旋轨道扭矩大幅减少，为所有样品与间隔层相比，参考Pt/Co双层，一致的原子自旋轨道耦合常数的间隔元件相对于Pt的相反符号。对于等电子的3d、4d和5d元素，除了V具有比Cr更强的影响之外，阻尼类扭矩的减小与原子序数单调。类场自旋轨道扭矩几乎消失的所有间隔层，无论其组成，这表明该扭矩主要起源于Pt/Co界面。异常霍尔效应、磁阻和饱和磁化强度也都显著降低，而薄层电阻在存在间隔层的情况下增加。最后，我们证明了自旋轨道力矩的幅度，自旋霍尔类磁阻，和垂直磁各向异性之间的相关性。这些结果突出了重金属/铁磁系统的磁输运性质的显着影响的重金属/铁磁间隔层。
2020-02-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Determination of the Spin-Hall-Effect-Induced and the Wedged-Structure-Induced Spin Torque Efficiencies in Heterostructures with Perpendicular Magnetic Anisotropy
我们报告，通过测量电流感应磁滞回线位移与面内偏置磁场，自旋霍尔效应（SHE）的贡献，电流感应有效场单位电流密度，$χ_{SHE}$，可以估计为Pt和Ta基的磁性异质结构与垂直磁各向异性（PMA）。我们将这种技术应用到Pt基样品与其铁磁（FM）层被楔形沉积，并发现一个额外的有效场的贡献，$χ_{Wedged}$，由于沉积FM层的不对称性。通过磁光克尔（MOKE）显微镜证实了$χ_{Wedged}$和FM层中磁化翻转过程中的非对称脱钉过程之间的相关性。这些结果表明，工程确定性的自旋-轨道扭矩（SOT）开关的可能性，通过控制域扩展的对称性，通过材料的生长过程。
2016-01-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Angular dependence of magnetization reversal in epitaxial chromium telluride thin films with perpendicular magnetic anisotropy
研究了分子束外延碲化铬薄膜的磁各向异性和磁化反转机制。我们报告存在强的垂直各向异性在这些薄膜，随着一个相对较强的二阶各向异性的贡献。从磁阻测量观察到的开关场的角度变化的定量解释使用一维缺陷模型。该模型揭示了成核和钉扎在磁化反转的相对作用，取决于所施加的磁场方向。微磁模拟进行可视化的域结构和开关过程。
2017-05-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Tuning the perpendicular anisotropy of ferromagnetic films by thickness, width, and profile
垂直磁各向异性被发现是高度敏感的标称厚度和形态的横向异质CoPd膜附近的金属绝缘体过渡。我们利用该效应通过具有不均匀横截面厚度轮廓的光刻图案化条纹的宽度来调整各向异性。该现象和方法可适用于通过自旋电子逻辑电路元件的形状和横向尺寸来控制自旋电子逻辑电路元件的局域各向异性。
2022-05-03 cond-mat.mtrl-sci
Positive and Perpendicular Exchange Bias CoO/Co Bilayers
利用磁光克尔效应、SQUID磁强计、极化中子反射率、X射线衍射和原子力显微镜对一系列不同Co层厚度的CoO/Co（111）织构双层膜的交换偏置效应进行了详细的实验研究。与第二次反转相比，所有样品在第一次磁化反转时表现出明显的磁滞不对称性。极化中子反射率测量表明，第一个反转发生通过成核和畴壁运动，而第二个反转的特点是磁化旋转。非镜面扩散自旋翻转散射表明界面磁畴的存在。所有的样品都具有一个小的正交换偏置的阻断温度以下，其次是一个占主导地位的负交换偏置场的温度降低。对于非常薄的Co膜的铁磁畴与平行和垂直的磁化方向的共存，导致一个特殊的形状的磁滞与扩展的高原状区域几乎为零的磁化。
2003-05-13 cond-mat.mtrl-sci
Perpendicular magnetic anisotropy of cobalt films intercalated under graphene
利用自旋极化低能电子显微镜（SPLEEM）和俄歇电子能谱（AES）研究了石墨烯/Ir（111）界面纳米Co薄膜的磁性。我们表明，石墨烯顶层促进垂直磁各向异性的Co膜下面，即使相对较厚的插层沉积。石墨烯/Co界面的磁各向异性能明显大于自由Co表面。石墨烯和Co电子轨道的杂化被认为是所观察到的垂直磁各向异性的起源。
2014-04-02 cond-mat.mtrl-sci
Stress-tailoring magnetic anisotropy of V$_2$O$_3$/Ni bilayers
本文报道了V $_2$ O $_3$ /Ni双层膜在温度驱动下的面内磁各向异性的可逆变化。这是由于在$T_C$ = 160 K时V $_2$ O $_3$的菱面体到单斜结构相变引起的。平面内磁各向异性在$T_C$以上是单轴的，但是当双层通过结构相变冷却时，出现第二磁易轴。铁磁共振测量表明，这种磁各向异性的变化是可逆的温度。我们确定了两个结构特性的V $_2$ O $_3$ /Ni双层膜影响面内磁各向异性：（1）生长诱导的单轴磁各向异性与双层微结构中的阶梯状台阶和（2）低温应变诱导的双轴各向异性与V $_2$ O $_3$结构相变。磁电阻测量证实了磁各向异性的变化在整个结构转变，并建议镍的负磁致伸缩导致应变诱导的易轴的出现。这表明V $_2$ O $_3$中的温度依赖性结构转变可用于调节相邻铁磁薄膜中的磁各向异性。
2021-12-23 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Impact of Anisotropy on Antiferromagnet Rotation in Heusler-type Ferromagnet/Antiferromagnet Epitaxial Bilayers
采用面内电流结构研究了铁磁/反铁磁Fe $_2$ CrSi/Ru $_2$ MnGe外延双层膜的磁输运性质.在Ru $_2$ MnGe层的临界厚度以上，观察到对称和非对称曲线响应于FM磁晶各向异性的方向。因为每个磁阻曲线显示全部和部分AFM旋转，磁阻曲线暗示Fe $_2$ CrSi磁晶各向异性的影响来支配AFM旋转。双层膜的角度相关电阻变化率的最大值比单层Fe $_2$ CrSi膜大一个数量级以上，这是由于AFM自旋通过FM旋转重新取向所致。这些结果突出了控制AFM旋转的重要作用，并揭示了一种简便的方法来检测AFM的时刻，即使在电流平面配置FM/AFM双层。
2017-03-22 cond-mat.mtrl-sci
Spin Hall Switching of the Magnetization in Ta/TbFeCo Structures with Bulk Perpendicular Anisotropy
首次研究了具有体垂直磁各向异性（bulk-PMA）的Ta/TbFeCo图形结构中的自旋-轨道力矩。研究了在垂直场、纵向场和横向场存在下的电流诱导磁化翻转。为了排除焦耳热效应，切换的磁化也证明使用电流脉冲。发现与自旋霍尔效应相关的反阻尼力矩很强，得到了约为0.12的自旋霍尔角。在这种结构中，与Rashba效应相关的类场扭矩可以忽略不计，这表明界面在类Rashba扭矩中起着重要作用。
2015-01-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Perpendicular magnetic anisotropy in Co$_2$MnGa
我们报告垂直磁各向异性的铁磁Heusler合金Co $_2$ MnGa中的MgO/Co $_2$ MnGa/Pd三层堆叠的Co $_2$ MnGa厚度高达3.5 nm。通过反常霍尔效应，我们研究了从垂直磁各向异性到面内磁各向异性的自旋重取向转变。从反常霍尔效应的温度依赖性，我们观察到预期的缩放的$ρ_{xy}^{AHE}$与$ρ_{xx}$，这表明本征和侧跳机制在很大程度上负责在这种材料中的反常霍尔效应。
2016-11-16 cond-mat.mtrl-sci
Electric-field modulation of exchange stiffness in MgO/CoFeB with perpendicular anisotropy
我们观察到在电场作用下具有垂直易磁化轴的MgO/CoFeB的磁畴结构。电畴结构呈现迷宫状，周期与电场有关。我们发现除了已知的磁各向异性调制外，还考虑了电场对交换刚度常数的调制，从而解释了周期的电场调制。
2016-03-28 cond-mat.mtrl-sci
Impurity induced enhancement of perpendicular magnetic anisotropy in Fe/MgO tunnel junctions
采用第一性原理计算，研究了Cr和V杂质对Fe/MgO磁性隧道结的磁各向异性和自旋极化的影响.它表明使用层分辨各向异性计算技术，而在界面附近的杂质有一个激烈的影响，在降低垂直磁各向异性（PMA），它的位置在体内允许保持高表面PMA。此外，有效磁各向异性具有强烈的趋势，从面内到面外的字符作为Cr和V浓度的函数，有利于面外的磁化方向为约1.5 nm厚的Fe层在杂质浓度高于20%。同时，自旋极化不受影响，甚至在大多数情况下增强，有利于增加隧道磁电阻（TMR）值。
2014-04-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Enhanced anisotropy and study of magnetization reversal in Co/C60 bilayer thin film
有机半导体[OSC]/铁磁[FM]材料之间的界面由于轨道杂化而表现出铁磁性。从FM到OSC层可能发生电荷/自旋转移，导致形成“自旋界面”，即呈现有限磁矩的界面。本工作通过对Co/C双层薄膜的磁性研究，探讨了Co与C $_{60}$层之间的界面。极化中子反射率（PNR）测量表明，自旋界面的厚度和磁矩分别为$\sim$ 2 $\pm$ 0.18 nm和0.8 $\pm$ 0.2 $μ_B$ /笼.比较了Co/C $_{60}$双层膜和单层Co薄膜的磁化反转，发现自旋界面改变了畴结构.此外，双层系统的各向异性显示出显着的增强（$\sim$两次）相比，其单层对应物，这可能是由于在Co/C $_{60}$界面的轨道杂化所产生的额外的界面各向异性。
2019-11-26 cond-mat.mtrl-sci
Perpendicular magnetic anisotropy in bulk and thin-film CuMnAs for antiferromagnetic memory applications
提出了将具有垂直磁各向异性的CuMnAs作为反铁磁存储器的活性物质。信息可以存储在反铁磁畴状态，而写入和读出可以依赖于表面磁化的存在。根据第一性原理计算预测，用Ge、Si、Al或B取代少量的As原子，可以在CuMnAs中获得易轴各向异性.这种效应是由于空穴掺杂引起费米能级附近的某些电子能带的占据发生了变化。计算的磁各向异性的温度依赖性没有表现出任何异常。CuMnAs（001）薄膜也具有垂直磁各向异性。
2018-09-29 cond-mat.mtrl-sci
Full-Heusler Co2FeSi alloy thin films with perpendicular magnetic anisotropy induced by MgO-interface
采用对靶溅射（FTS）方法，在衬底温度TS = 300 ℃时，制备了厚度为100 nm的L21有序全Heusler Co2 FeSi（CFS）合金薄膜。薄膜的L21阶和B2阶的程度分别为0.37和0.96。此外，FTS方法成功地形成了具有由MgO界面磁各向异性诱导的垂直磁各向异性（PMA）的全Heusler CFS合金薄膜。当dCFS为0.6 nm <= dCFS <= 1.0 nm时，CFS/MgO堆叠层显示PMA。这些结构中的PMA是CFS/MgO界面垂直磁各向异性的结果。
2017-12-14 cond-mat.mtrl-sci
