超薄膜铁磁性讲义

在这些讲义中，我们回顾了从由 3d 过渡金属覆盖层组成的超薄膜铁磁性研究中涌现出的一些基本原理。它们的生长通常是逐层进行的。这种生长模式沿垂直方向产生量子阱，深刻影响材料的任何物理性质。此外，垂直限制建立了自旋系综，这些系综沿面内方向延伸至宏观距离，而沿垂直（垂直）方向是有限的，即它们是二维的。因此，它们展现出源于二维性的基态性质，例如“死”磁层或“增强磁矩”、振荡的层间磁耦合，以及反常的垂直与面内磁各向异性，这在某些特定情况下会产生自旋的垂直集体取向。在有限温度下，观察到铁磁序持续存在，并且基于重正化群对超薄膜磁序的分析为解释这一观察提供了合适的框架。铁磁序在相变处消失，该相变紧密遵循二维伊辛普适类，正如对临界点附近数据的精确分析所示。通常观察到垂直自旋取向通过重取向相变转变为面内取向，这也由重正化群论证恰当地描述。最后，垂直自旋取向引入了铁磁序的拓扑激发，由反向垂直自旋方向的条纹组成。条纹序经历向顺磁态的相变，这一相变尚未被完全理解。