基于杂散场的 Ni80Fe20-Nb-Ni80Fe20 三层膜磁阻机制

我们报道了由低自旋极化 Ni80Fe20（表现出面内各向异性但无单轴各向异性）和低临界温度 $T_c$ 的 Nb 组成的混合三层膜和双层膜的输运与磁学性质。我们揭示了一种显著的磁阻效应。在我们的三层膜中，当进入超导态时，磁阻增加了两个数量级：从常规正常态的 0.6% 上升到 $T_c$ 以下温度的 1000%。相比之下，在双层膜中该效应较小，仅从正常态的 3% 增加到 $T_c$ 以下温度的 70%。我们展示了纵向和横向磁分量的磁化数据。最重要的是，我们不仅提供了 Nb 正常态的数据，还提供了其超导态的数据。引人注目的是，这些数据表明在其 $T_c$ 以下，受外层 Ni80Fe20 层影响，Nb 中间层获得了垂直于外场的磁化分量。通过对比输运和磁化数据，我们提出了一种候选机制，用以解释在三层膜中观察到的显著磁阻效应。外层 Ni80Fe20 层之间充分的静磁耦合是由杂散场驱动的，这些杂散场自然产生于其整个表面，源于它们在接近矫顽力时形成的多畴磁结构。我们利用原子力显微镜检查了界面粗糙度是否可能促进这种静磁耦合。关于双层膜，虽然仍观察到单层 Ni80Fe20 磁化的面外旋转，但在这些结构中由于缺乏第二个 Ni80Fe20 层而未发生静磁耦合，因此观察到的磁阻峰值仅适中。