YIG 薄膜中出乎意料的结构与磁性深度依赖性
材料科学
2017-10-11 v1
摘要
我们报告了在钆镓石榴石（GGG）和钇铝石榴石（YAG）衬底上生长的钇铁石榴石（YIG）薄膜的测量结果，包括有和没有薄 Pt 顶层的样品。我们提供三个主要结果：观察到 Pt/YIG 界面处的界面区域，我们对 Pt 层的感应磁性设定了上限，并确认了 GGG/YIG 界面处界面层的存在。使用极化中子反射计（PNR）来获得这些结构在结构和磁性上的深度依赖性。我们发现 GGG 上的 YIG 薄膜最好由三个不同的层来描述：靠近 GGG 的界面层，约 5 nm 厚且非磁性；一个磁性体相；以及靠近表面的一个非磁性且成分不同的薄层。我们推测，与薄膜厚度无关的底层是由 Gd 扩散引起的。顶层在逆自旋霍尔效应测量中可能极其重要，并且极有可能是 Y₂O₃ 或非常类似的物质。Y₂O₃ 层的存在提高了 PNR 对 Pt 中任何感应磁矩的磁性灵敏度；发现任何磁矩都小于 0.02 μB/原子。
引用
@article{arxiv.1703.08752,
title = {Unexpected structural and magnetic depth dependence of YIG thin films},
author = {J. F. K. Cooper and C. J. Kinane and S. Langridge and M. Ali and B. J. Hickey and T. Niizeki and K. Uchida and E. Saitoh and H. Ambaye and A. Glavic},
journal= {arXiv preprint arXiv:1703.08752},
year = {2017}
}
备注
10 pages, 4 figures