Y$_3$Fe$_5$O$_{12}$/Gd$_3$Fe$_5$O$_{12}$异质结构中的磁耦合

亚铁磁性Y$_3$Fe$_5$O$_{12}$（YIG）因其极低的阻尼而成为研究磁子特性的典型材料。通过用其他具有净磁矩的稀土元素替代钇，我们可以引入额外的自旋自由度。在此，我们研究了通过脉冲激光沉积生长的外延Y$_3$Fe$_5$O$_{12}$/Gd$_3$Fe$_5$O$_{12}$（YIG/GIG）异质结构中的磁耦合。通过体敏感的磁强计测量以及表面敏感的自旋塞贝克效应（SSE）和自旋霍尔磁电阻（SMR）测量，我们确定了异质结构磁化随温度和外部磁场的取向。YIG与GIG中铁子晶格之间的铁磁耦合主导了异质结构的整体行为。由于钆磁矩随温度变化，可以识别出整个双层体系的一个磁补偿点。由于铁磁矩的平行排列，该补偿点随YIG厚度增加向低温移动。我们表明，可以通过调节各层厚度来控制异质结构的磁性质，这为基于耦合磁性绝缘体的磁子器件开辟了广阔空间。这些器件有可能像巨磁电阻器件中的电子输运一样控制磁子输运。