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抗亚磁性体和薄膜可靠磁感应:矫正Mn3Sn/MgO系统中的基底 artifacts

材料科学 2026-01-09 v1

摘要

抗磁性和另磁性自旋电子学的快速进展导致对具有消失总磁化但强旋度相关传输特性的磁性材料日益关注。随着此类材料薄膜成为设备概念的核心,精确的磁学表征变得至关重要,以量化固有moment并解释诸如异常霍尔效应等传输信號。本文我们表明,商业MgO基底(常用于等向生长)常常产生 substantial parasitic磁信号,这些信号可匹配或超过弱磁薄膜的响应。我们识别了两个主要组成部分:一个来自epi-ready表面的低场类铁磁贡献,以及与稀释bulk杂质相关的温度依赖性paramagnetic背景。这些artifacts在样品之间变化,不能使用标准线性背景减除或测量参考基底进行校正。为此,我们提出了一种补偿方案,结合两种互补的非破坏性测量协议。我们展示了在不要求先对裸基底进行测量的情况下实现最高97%的有效性。该提议框架使可靠提取固有磁信号成为可能,为包括拓扑相和二维磁性材料等新兴类材料的高保真磁感应提供了通用策略。我们还报告了晶体MgO的 diamagnetic susceptibility,chi_MgO = -4.0 x 10^-7 emu/g/Oe。

关键词

引用

@article{arxiv.2507.01385,
  title  = {Reliable Magnetometry for Antiferromagnets and Thin Films: Correcting Substrate Artifacts in Mn3Sn/MgO Systems},
  author = {Katarzyna Gas and Maciej Sawicki},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2507.01385},
  year   = {2026}
}

备注

18 pages, 12 figures