坡莫合金-氧化镍双层膜中的驻立自旋波作为界面交换耦合的探针
介观与纳米尺度物理
2024-02-28 v1 其他凝聚态物理
摘要
铁磁/反铁磁（FM/AFM）双层膜的动力学由于界面处发生的相互作用而成为近期研究热点，其中AFM的磁矩可以印刻到FM中，且交换偏置场会影响这些动力学。这里，我们通过静态（克尔效应）和动态（自旋波）测量以及微磁模拟，研究了坡莫合金（Py）和NiO（Py/NiO）杂化结构，并对比了单一Py薄膜，其Py厚度范围从几纳米到200纳米。我们观察到均匀模式（铁磁共振FMR，n=0）与垂直驻立自旋波（PSSW，n=1,2）之间的混合模式，并且从实验和模拟中均发现，当Py与NiO界面接触时，PSSW模式的频率明显增强。随着薄膜厚度增加，这种增强变得不那么明显，表明其界面起源根植于FM和AFM层之间的交换耦合。此外，通过微磁模拟，我们研究并关联了PSSW空间轮廓的变化与界面交换耦合。随着厚度增加，我们看到n=1和n=2模式开始与基本FMR模式耦合，导致相对于Py层中心不对称的模式。我们的结果表明，铁磁体中的PSSW检测提供了一种探测与相邻AFM层界面交换耦合的手段。此外，由AFM层控制的空间对称性破坏使得能够工程化FM中具有不同空间轮廓的PSSW。
引用
@article{arxiv.2402.10292,
title = {Standing spin waves in Permalloy-NiO bilayers as a probe of the interfacial exchange coupling},
author = {Diego Caso and Ana García-Prieto and Eugenia Sebastiani-Tofano and Akashdeep Kamra and Cayetano Hernández and Pilar Prieto and Farkhad G. Aliev},
journal= {arXiv preprint arXiv:2402.10292},
year = {2024}
}
备注
15 pages, 18 figures