磁电性B:Cr2O3中沉积后界面奈尔温度调控
材料科学
2023-12-05 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
硼（B）合金化将磁电反铁磁体Cr2O3转变为一种多功能单相材料，可实现电场驱动的奈尔矢量π/2旋转。非易失、电压控制的奈尔矢量旋转是反铁磁自旋电子学中备受青睐的材料特性，可实现超低功耗、超高速、非易失存储与逻辑器件应用。奈尔矢量旋转借助脉冲激光沉积B:Cr2O3薄膜邻近的重金属（Pt）霍尔条进行检测。为便于B:Cr2O3基器件在CMOS环境中工作，功能薄膜的奈尔温度TN须可调至显著高于室温的值。冷中子深度剖析与X射线光电子能谱深度剖析揭示了沉积于Al2O3衬底上的薄膜中B在B:Cr2O3/真空界面的热激活累积。我们将B富集归因于表面偏析。磁输运数据证实了在约50 nm厚、器件特性所在的界面层中的B累积。此处TN从退火前的334 K提升至退火数小时后的477 K。标度分析确定了TN随退火温度的函数关系。退火后器件特性的稳定性由在370 K下数周内可复现的奈尔矢量旋转所证实。
引用
@article{arxiv.2309.12493,
title = {Post deposition interfacial N\'eel temperature tuning in magnetoelectric B:Cr2O3},
author = {Ather Mahmood and Jamie Weaver and Syed Qamar Abbas Shah and Will Echtenkamp and Jeffrey W. Lynn and Peter A. Dowben and Christian Binek},
journal= {arXiv preprint arXiv:2309.12493},
year = {2023}
}