氧化物/铁磁金属界面的垂直磁各向异性与Dzyaloshinskii-Moriya相互作用

Weinan Lin; Baishun Yang; Andy Paul Chen; Xiaohan Wu; Rui Guo; Shaohai Chen; Liang Liu; Qidong Xie; Xinyu Shu; Yajuan Hui; Gan Moog Chow; Yuanping Feng; Giovanni Carlotti; Silvia Tacchi; Hongxin Yang; Jingsheng Chen

doi:10.1103/PhysRevLett.124.217202

氧化物/铁磁金属界面的垂直磁各向异性与Dzyaloshinskii-Moriya相互作用

材料科学 2020-06-26 v1 介观与纳米尺度物理

作者: Weinan Lin , Baishun Yang , Andy Paul Chen , Xiaohan Wu , Rui Guo , Shaohai Chen , Liang Liu , Qidong Xie , Xinyu Shu , Yajuan Hui , Gan Moog Chow , Yuanping Feng , Giovanni Carlotti , Silvia Tacchi , Hongxin Yang , Jingsheng Chen

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摘要

我们报道了氧化物/铁磁金属（FM）界面即BaTiO3（BTO）/CoFeB处的垂直磁各向异性（PMA）与Dzyaloshinskii-Moriya相互作用（DMI）研究。得益于BTO薄膜的功能特性及其生长的精确控制能力，我们得以区分氧化物终止端（TiO2 vs BaO）的主导作用与BTO薄膜中铁电极化的适度效应，对氧化物/FM界面处PMA与DMI的影响。我们发现BaO-BTO/CoFeB结构的界面磁各向异性能量是TiO2-BTO/CoFeB的两倍，而TiO2-BTO/CoFeB界面的DMI更大。我们通过第一性原理计算解释了观察到的现象，将其归因于氧化物/铁磁金属界面处费米能级附近不同的电子态以及不同的自旋翻转过程。本研究为进一步探究各类氧化物/FM结构中的PMA与DMI及其在极具前景的节能器件领域的应用铺平了道路。

关键词

垂直磁各向异性 Dzyaloshinskii-Moriya相互作用氧化物/铁磁金属界面 BaTiO3 CoFeB 第一性原理计算

引用

@article{arxiv.2006.14268,
  title  = {Perpendicular magnetic anisotropy and Dzyaloshinskii-Moriya interaction at an oxide/ferromagnetic metal interface},
  author = {Weinan Lin and Baishun Yang and Andy Paul Chen and Xiaohan Wu and Rui Guo and Shaohai Chen and Liang Liu and Qidong Xie and Xinyu Shu and Yajuan Hui and Gan Moog Chow and Yuanping Feng and Giovanni Carlotti and Silvia Tacchi and Hongxin Yang and Jingsheng Chen},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2006.14268},
  year   = {2020}
}

备注

14 pages, 4 figures, 1 table

氧化物/铁磁金属界面的垂直磁各向异性与Dzyaloshinskii-Moriya相互作用

摘要

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