合成反铁磁体中反铁磁态与铁磁态的相共存及相变
介观与纳米尺度物理
2024-02-05 v2
摘要
在合成反铁磁体 (SAF) 中，反铁磁有序与利用常规溅射技术进行的合成相结合，产生了有利于自旋电子学应用的系统。本文介绍了兼具垂直磁各向异性和 Dzyaloshinskii-Moriya 相互作用的 SAF 多层膜的制备与研究。这些多层膜具有反铁磁 (AF) 排列的基态，但通过施加约 100 mT 的面外磁场可使其转变为完全的铁磁 (FM) 排列。我们利用光发射电子显微镜、磁力显微镜和洛伦兹透射电子显微镜等互补方法成像自旋织构，研究了这些多层膜在基态以及 AF 态与 FM 态之间转变点（磁场约 40 mT）附近的自旋织构。通过磁场转变为 FM 态的过程遵循成核与生长机制：首先形成斯格明子核，随后扩展为包含 FM 排列迷宫图案的区域，最终占据整个薄膜。值得注意的是，此过程发生时多层膜的净磁矩并未发生显著变化。在转变中间阶段，微米尺度上 AF 排列区域与 FM 排列区域的混合，让人联想到表现出相共存的一级相变。这些结果对于指导利用由 SAF 制成的手性磁织构设计自旋电子器件具有重要意义。
引用
@article{arxiv.2401.16273,
title = {Phase Coexistence and Transitions between Antiferromagnetic and Ferromagnetic States in a Synthetic Antiferromagnet},
author = {Christopher E. A. Barker and Kayla Fallon and Craig Barton and Eloi Haltz and Trevor P. Almeida and Sara Villa and Colin Kirkbride and Francesco Maccherozzi and Brice Sarpi and Sarnjeet S. Dhesi and Damien McGrouther and Stephen McVitie and Thomas A. Moore and Olga Kazakova and Christopher H. Marrows},
journal= {arXiv preprint arXiv:2401.16273},
year = {2024}
}