室温下通过应变控制轴向和基面亚磁各向异性
材料科学
2025-10-15 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
亚磁性材料是开发超快 spintronics 和 magnonics 的理想平台，因其稳健的磁性、高频相对论动力学、低损耗传输以及支持拓扑纹理的能力。然而，实现薄膜中亚磁有序的确定性控制仍是一个重大挑战，由于竞争性磁各向异性和应力相互作用导致多域态的形成。因此，成功实现亚磁材料的应用迫切需要精心工程化其各向异性。本文展示了在室温下通过应变对 a-Fe2O3 这一有前景的自旋器件材料中实现多种亚磁各向异性和纳米尺度域的稳健控制。通过在广阔的温度-应变相空间内施加等向和非等向面内应变，我们系统性地调节了磁晶各向异性与磁弹性相互作用的相互作用。我们发现，应变驱动的控制将系统引导至对齐的亚磁态，同时保持拓扑自旋纹理，如莫森、反莫森和双莫森。我们采用集成了现场应变和温度控制的线性二色扫描透射 X 射线显微镜直接映射了纳米尺度亚磁有序。 Landau 模型和微磁动力学模拟揭示了应变如何重塑磁能 landscape。这些发现表明，应变可作为一种多功能的控制机制，用于按需重新配置 a-Fe2O3 中的平衡或动态亚磁态，为下一代自旋器件和磁声器件铺平了道路。
引用
@article{arxiv.2510.12222,
title = {Room temperature control of axial and basal antiferromagnetic anisotropies using strain},
author = {Jack Harrison and Junxiong Hu and Charles Godfrey and Jheng-Cyuan Lin and Tim A Butcher and Jörg Raabe and Simone Finizio and Hariom Jani and Paolo G Radaelli},
journal= {arXiv preprint arXiv:2510.12222},
year = {2025}
}
备注
*Correspondence: [email protected]; {\dag}These authors contributed equally