全 3d 氮化物异质界面处的涌现磁态与可调交换偏置
材料科学
2022-09-13 v1 强关联电子
摘要
界面磁性激发了异质界面处巨磁阻和自旋轨道耦合的发现，促进了自旋输运与复杂磁结构之间的紧密关联。数十年来，由于难以合成高质量且组分正确的氮化物薄膜，由氮化物构成的功能异质界面很少被探索。在此，我们报道了具有精确控制厚度的单晶铁磁 Fe3N 薄膜的制备。随着薄膜厚度减小，磁化急剧恶化，电子态从金属性转变为绝缘性。引人注目的是，高温铁磁性在厚度低至 2 u. c.（约 8 {\AA}）的 Fe3N 层中得以保持。磁阻表现出强烈的面内各向异性，同时当 Fe3N 层厚度超过 5 u. c. 时反常霍尔电阻保持符号不变。此外，我们在铁磁 Fe3N 与反铁磁 CrN 的界面处观察到可观的交换偏置。交换偏置场和饱和磁矩强烈依赖于使用圆柱直径工程（CDE）技术的可控弯曲曲率，意味着在晶格形变下可调的磁态。本工作为探索功能氮化物薄膜并将其界面现象应用于创新视角下的实际应用提供了指导。
引用
@article{arxiv.2209.05209,
title = {Emergent magnetic states and tunable exchange bias at all 3d nitride heterointerfaces},
author = {Qiao Jin and Qinghua Zhang and He Bai and Amanda Huon and Timothy Charlton and Shengru Chen and Shan Lin and Haitao Hong and Ting Cui and Can Wang and Haizhong Guo and Lin Gu and Tao Zhu and Michael R. Fitzsimmons and Kui-juan Jin and Shanmin Wang and Er-Jia Guo},
journal= {arXiv preprint arXiv:2209.05209},
year = {2022}
}