Pt/Co基全Heusler合金/MgO薄膜结构中的垂直磁各向异性
材料科学
2019-10-30 v1
摘要
超薄磁性结构中的垂直磁各向异性（PMA）是开发电控自旋电子器件的关键因素。由于其相对较大的自旋极化、高居里温度和低吉尔伯特阻尼，Co基全Heusler合金从科学和应用角度具有特殊重要性。在此，我们研究了Pt/Co基全Heusler合金/MgO薄膜结构中PMA的机制。我们表明，即使在无磁退火的情况下，超薄Heusler薄膜也表现出强PMA。通过铁磁共振实验，我们证明有效磁化强度表现出依赖于Heusler层厚度的两区域行为。利用俄歇能谱测量，我们证实了底层/Heusler界面处的相互扩散以及界面富CoFe层的形成，这导致了双区域行为。在超薄薄膜的情况下，界面富CoFe层通过金属合金和氧轨道在铁磁体/MgO界面上的电子杂化促进了强PMA。此外，界面富CoFe层还导致超薄薄膜的吉尔伯特阻尼增加，超出了自旋泵浦效应。我们的结果表明，强PMA并非Heusler/MgO界面的固有属性，而是受到相互扩散的积极影响，而相互扩散可以通过适当选择底层材料来调节，正如我们对Pt、Ta和Cr底层的情况所示。
引用
@article{arxiv.1910.13107,
title = {Perpendicular magnetic anisotropy in Pt/Co-based full Heusler alloy/MgO thin films structures},
author = {M. S. Gabor and M. Nasui and A. Timar-Gabor},
journal= {arXiv preprint arXiv:1910.13107},
year = {2019}
}
备注
23 pages, 9 figures