倾斜三维 CoFe/IrMn 微米线中交换偏置的几何依赖性
材料科学
2026-01-16 v2
摘要
交换偏置（EB）效应源于铁磁（FM）层与反铁磁（AF）层之间的界面耦合，它诱导出单向磁各向异性，并支撑了广泛的自旋电子学功能。将 EB 效应扩展到三维（3D）架构使得研究非平面结构中的界面耦合成为可能，这是实现超越平面系统的自旋电子学功能的关键一步。实现这一目标需要在非平面支架上制备具有光滑界面和明确厚度的 FM/AF 双层膜，并辅以合适的表征方法。在这项工作中，我们通过结合双光子光刻与磁控溅射，实现了交换偏置的 3D FM/AF 微米线。CoFe/IrMn 双层膜被沉积在相对于基底倾斜角为 0 度、30 度、45 度的微米线支架上，并使用暗场磁光克尔效应（DF-MOKE）磁强计探测其磁化反转。我们发现交换偏置场和矫顽场以特征方式随倾斜角变化，这与倾斜定向沉积预期的薄膜厚度系统性减小一致。此外，交换偏置的大小受到非平面几何形状的表面粗糙度与双层膜定向生长的共同影响，这凸显了 3D 支架表面质量对于集成磁性多层膜的重要性。这些结果为在 3D 几何结构上溅射沉积的、具有功能性界面的磁性多层膜的生长和磁行为提供了深入见解。
引用
@article{arxiv.2601.09653,
title = {Geometric dependence of exchange bias in tilted three-dimensional CoFe/IrMn microwires},
author = {Balram Singh and Aman Singh and Stefan Mikulik and Jakub Jurczyk and Volker Neu and Amalio Fernández-Pacheco},
journal= {arXiv preprint arXiv:2601.09653},
year = {2026}
}