金属铁磁体的超低磁阻尼
材料科学
2016-09-21 v1
摘要
磁阻尼的现象学对于旨在利用电子自旋自由度的器件至关重要，因为阻尼强烈影响器件运行所需的能量和速度。然而，理论一直难以定量预测阻尼，即使在常见铁磁材料中也是如此。这对依赖具有超低阻尼材料和结构的自旋电子学（spintronics）与自旋轨道电子学（spin-orbitronics）的广泛应用提出了挑战。此类系统使得许多实验研究得以开展，从而深化我们对阻尼以及由手性和 Rashba 效应介导的自旋输运等诸多磁现象的理论理解。尽管有此需求，但普遍认为由于磁振子被传导电子散射，金属铁磁体中实现超低阻尼受到限制。然而，我们报道了一种 Co 与 Fe 的二元合金克服了这一障碍，并展现出接近 0.0001 的阻尼参数，该值与仅见于亚铁磁绝缘体报道的数值相当。我们用该体系能带结构的一个独特特征来解释这一现象：态密度在费米能级处呈现尖锐极小值，且出现在磁阻尼最小的相同合金浓度处。这一发现既提供了对阻尼机制的重要基础性理解，也构成对理论预测的一个检验。
引用
@article{arxiv.1512.03610,
title = {Ultra-low magnetic damping of a metallic ferromagnet},
author = {Martin A. W. Schoen and Danny Thonig and Michael L. Schneider and T. J. Silva and Hans T. Nembach and Olle Eriksson and Olof Karis and Justin M. Shaw},
journal= {arXiv preprint arXiv:1512.03610},
year = {2016}
}