中文

用于传感器应用的应变控制磁畴壁注入纳米线

应用物理 2021-11-24 v1

摘要

我们通过实验研究了外加应变对从成核垫注入 180^\circ 磁畴壁(DW)到磁性纳米线中的影响,这类纳米线通常用于基于 DW 的传感器。在我们的研究中,由基底弯曲产生的应变由于磁弹性耦合在材料中诱导出单轴各向异性。为比较应变效应,我们沉积了具有面内磁化且不同磁弹性耦合的 Co40Fe40B20Co_{40}Fe_{40}B_{20}NiNiNi82Fe18Ni_{82}Fe_{18} 样品。在这些样品中,我们通过磁光克尔显微镜中的差分对比成像测量注入 DW 所需的磁场。我们发现应变增加了 DW 注入场,然而,开关机制强烈依赖于应变相对于线轴的方向。我们观察到低磁各向异性有利于在垫与线连接处产生畴壁,而应变诱导的磁易轴显著增加了成核垫的矫顽场。此外,我们发现机械应变的影响可被垂直于应变诱导易轴的磁单轴各向异性抵消。在 Co40Fe40B20Co_{40}Fe_{40}B_{20} 中,我们表明该各向异性可通过磁场退火诱导。我们进行了微磁模拟以支持实验发现的解释。我们的模拟表明,上述观察可由器件中的有效各向异性解释。该各向异性影响成核垫中的开关机制以及 DW 在导线入口处的钉扎。由于 DW 注入是传感器性能的关键操作,观察表明应变对传感器磁场工作窗口施加了下限。

关键词

引用

@article{arxiv.2108.13881,
  title  = {Strain-controlled Domain Wall injection into nanowires for sensor applications},
  author = {Giovanni Masciocchi and Mouad Fattouhi and Andreas Kehlberger and Luis Lopez-Diaz and Maria-Andromachi Syskaki and Mathias Kläui},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2108.13881},
  year   = {2021}
}