一种有前景的斯格明子材料：亚铁磁 Mn$_4$N 中的界面混合效应
材料科学
2022-08-25 v1
摘要
元素界面混合是薄膜沉积中一种众所周知的现象。对于薄膜磁性异质结构，界面成分不均匀会对由此产生的功能特性产生剧烈影响。因此，必须仔细表征拟用于器件的薄膜的成分与磁学性质。近年来，亚铁磁 MnN 薄膜因表现出垂直磁各向异性、高畴壁迁移率和良好的热稳定性而引起了相当大的兴趣。在本研究中，我们采用 X 射线光电子能谱（XPS）和极化中子反射（PNR）测量来研究在 450 C 下外延生长的 MgO/MnN/Pt 三层膜的界面。XPS 揭示两个界面处元素混合区域的厚度均接近 5 nm。利用 PNR，我们发现这些界面在室温下表现出基本为零的净磁化强度。尽管在 450 C 下进行高温沉积，混合区域的厚度与室温下沉积的磁性薄膜中观察到的相当。微磁模拟表明，这种界面混合不应阻碍小斯格明子的稳健形成，与近期实验一致。所得结果对于将热稳定的 MnN 集成到未来自旋电子器件中的潜力而言是令人鼓舞的。
引用
@article{arxiv.2208.02681,
title = {Interfacial Mixing Effect in a Promising Skyrmionic Material: Ferrimagnetic Mn$_4$N},
author = {Chung T. Ma and Wei Zhou and Brian J. Kirby and S. Joseph Poon},
journal= {arXiv preprint arXiv:2208.02681},
year = {2022}
}