预测具有垂直磁各向异性的新型铁石榴石薄膜
材料科学
2020-03-18 v1
摘要
垂直磁各向异性（PMA）是许多自旋电子学应用（如自旋轨道转矩翻转、逻辑与存储器件）的必要条件。一类重要的在室温下具有低 Gilbert 阻尼的磁性绝缘体是铁石榴石，其仅有少数几种 PMA 类型，如铽铁石榴石和钐铁石榴石。研究者需要更多且稳定的 PMA 石榴石选项以探究新的自旋电子现象。在本研究中，我们预测了 20 种在室温下具有稳定 PMA 的新型衬底/磁性铁石榴石薄膜组合。使用形状、磁弹性和磁晶各向异性项计算了与 5 种不同市售石榴石衬底晶格匹配的 10 种不同石榴石薄膜的有效各向异性能量。应变类型（依衬底选择为拉伸或压缩）以及石榴石磁致伸缩常数的符号与大小决定石榴石薄膜是否可能具有 PMA。我们展示了在所研究的石榴石衬底类型上，钐、钆、铽、钬、镝和铥石榴石可能具有 PMA 的条件。给出了获得低阻尼石榴石薄膜的指南。具有可调饱和磁矩与磁场的新型 PMA 石榴石薄膜可改进自旋轨道转矩存储与补偿型磁子薄膜器件。
引用
@article{arxiv.1905.13042,
title = {Predicting New Iron Garnet Thin Films with Perpendicular Magnetic Anisotropy},
author = {Saeedeh Mokarian Zanjani and Mehmet C. Onbasli},
journal= {arXiv preprint arXiv:1905.13042},
year = {2020}
}
备注
27 pages, 5 figures