非平面几何效应对三维纳米磁电路中磁电信号的影响
介观与纳米尺度物理
2025-02-28 v1
摘要
将纳米磁学与自旋电子学拓展到三维（3D）为基础和技术研究提供了巨大机遇。然而，探测复杂 3D 几何对磁电现象的影响提出了重要的实验与理论挑战。在这项工作中，我们研究使用直写纳米加工集成到微电子电路中的铁磁 3D 纳米器件的磁电信号。由于电流和磁化均具有 3D 矢量性质，多种磁电效应发生复杂叠加。通过在施加 3D 磁场下进行电测量，结合宏自旋模拟与有限元建模，我们厘清了叠加效应，发现 3D 几何如何导致众所周知磁输运效应（如反常霍尔效应）的异常角依赖关系。关键的是，我们的分析还揭示了三维纳米结构固有的非共线退磁场的强作用，其导致角依赖的磁子磁电阻，对总磁电信号贡献显著。这些发现是理解 3D 自旋电子学系统的关键，并支撑进一步的基礎与基于器件的研究。
引用
@article{arxiv.2011.09199,
title = {Non-planar geometrical effects on the magnetoelectrical signal in a three-dimensional nanomagnetic circuit},
author = {Fanfan Meng and Claire Donnelly and Claas Abert and Luka Skoric and Stuart Holmes and Zhuocong Xiao and Jung-Wei Liao and Peter J. Newton and Crispin H. W. Barnes and Dédalo Sanz-Hernández and Aurelio Hierro-Rodriguez and Dieter Suess and Russell P. Cowburn and Amalio Fernández-Pacheco},
journal= {arXiv preprint arXiv:2011.09199},
year = {2025}
}