我们从理论和实验上研究了由具有 Dzyaloshinskii-Moriya 相互作用的倾斜反铁磁体共振引起的自旋泵浦信号,并证明它们可以产生易于观察的逆自旋霍尔电压。使用双层赤铁矿/重金属作为模型系统,我们在室温下测量反铁磁共振和相关的逆自旋霍尔电压,其值与共线反铁磁体一样大。正如对相干自旋泵浦的预期,我们观察到逆自旋霍尔电压的符号提供了有关模式手性的直接信息,这是通过比较赤铁矿、氧化铬和亚铁磁体钇铁石榴石推断出来的。我们的研究结果通过对具有低阻尼和倾斜矩的反铁磁体进行功能化,开辟了产生和检测太赫兹频率自旋电流的新方法。当代自旋电子学利用电子自旋进行信息处理和微电子学,主要基于铁磁器件架构。从提高数据处理速度和缩小片上信息处理规模的长远发展来看 [1],反铁磁体自旋电子学是一个很有前途的途径 [2]。与铁磁体相比,反铁磁体的关键优势在于它们的共振频率通过子晶格的交换耦合得到增强,因此通常在太赫兹范围内 [2,3]。然而,在补偿反铁磁体中,净矩的缺失严重阻碍了对其超快动力学的简单获取,尤其是在薄膜中,以及基于超快反铁磁体的器件的开发 [4,5]。因此,界面自旋输运现象可以为反铁磁体中的自旋弛豫过程和自旋动力学提供新的见解 [5–8]。
1 Vida Products, Inc.,美国加利福尼亚州罗纳特公园 94928 2 加州大学伯克利分校,美国加利福尼亚州伯克利 94720 3 内布拉斯加大学林肯分校物理与天文系,美国内布拉斯加州林肯 68588 4 劳伦斯伯克利国家实验室分子铸造厂,美国加利福尼亚州伯克利 94720 5 劳伦斯伯克利国家实验室材料科学部,美国加利福尼亚州伯克利 94720 6 加州大学圣克鲁斯分校物理系,美国加利福尼亚州圣克鲁斯 95064 7 劳伦斯伯克利国家实验室分子铸造厂国家电子显微镜中心,美国加利福尼亚州伯克利 94720 8 长冈工业大学材料科学与技术系,日本新泻长冈 940-2188 9科罗拉多州立大学,科罗拉多州柯林斯堡 80523,美国 10 斯坦福大学 Geballe 先进材料实验室,加利福尼亚州斯坦福 94305,美国 11 斯坦福大学应用物理系,加利福尼亚州斯坦福 94305,美国 12 奥本大学电气与计算机工程系,阿拉巴马州奥本 36849,美国 13 高折射率光学公司,加利福尼亚州海沃德 94545,美国 14 内布拉斯加大学林肯分校内布拉斯加材料与纳米科学中心,内布拉斯加州林肯 68588,美国 15 圣克拉拉大学电气与计算机工程系,加利福尼亚州圣克拉拉 95053,美国
本综述介绍了采用铁磁共振电动力学理论测量铁磁线宽、磁导率张量和饱和磁化强度的最新进展。结果表明,与常用的微扰和静磁理论相比,电动力学理论可以显著提高这些参数的测量精度。与微扰法相反,电动力学理论并不局限于小样本。它允许在适当选择的金属外壳中确定任意尺寸的球形和圆柱形旋磁样品的共振频率和 Q 因子。用电动力学理论对非常小的样本得到的结果与用微扰和静磁理论得到的结果相同。给出了微波频率下铁磁线宽、磁导率张量和饱和磁化强度的测量结果。
该提案描述了基于爱因斯坦De-Haas实验的布置。外部施加的磁场通过将微波功率频率降低到铁氧体芯周围的线圈,从而磁化了铁氧体芯。铁磁共振。核心在铁磁共振时达到负渗透性。由于负渗透性,铁氧体应对施加到铁氧体芯一端的DC电场引起的磁性。在某些情况下,负渗透性可能导致磁场的驱逐,导致B等于材料内部的B。这种诱发的现象与在超导体中观察到的Meissner效应有些类似。在负渗透性的情况下,负磁反应有效地将材料的内部屏蔽到外部磁场上。磁场的卷曲为零,导致移动电荷载体上等于零的净力。
该提案描述了基于爱因斯坦De-Haas实验的布置。外部施加的磁场通过将微波功率频率降低到铁氧体芯周围的线圈,从而磁化了铁氧体芯。铁磁共振是由于Zeeman拆分对材料的宏观磁化而导致自旋进液磁矩相互作用的影响。核心在铁磁共振时达到负渗透性。由于负渗透性,铁素体将磁化点抵消到施加的直流电场上给出的铁氧体芯的一端。在某些情况下,负渗透性可能导致磁场的驱逐,导致B等于材料内部的B。这种诱发的现象与在超导体中观察到的Meissner效应有些类似。在负渗透性的情况下,负磁反应有效地将材料的内部屏蔽到外部磁场上。磁场的卷曲为零,导致移动电荷载体上等于零的净力。简介:一种有趣的科学现象,但尚未理解的是磁性。磁性材料用于许多重要的技术,从大规模发电,存储,传输电动机和发电机的高性能磁铁到纳米级上的磁性信息,包括使用SpinTronics概念的存储,逻辑和传感器设备。物质的磁性继续引起科学的好奇心和想象力。电子的自旋是磁性的基本组成部分,铁磁,铁磁和抗磁磁性材料的多样性以及磁磁性和磁磁材料的多样性是由附近电子旋转的材料中附近电子旋转的不同耦合产生的。磁性材料的特征,行为和效用受材料内部竞争相互作用引起的显微镜旋转构型的影响。外源磁,电场和光场以及光本身都会影响或修改磁化本身。这为将来的超湿,超快速和低功率微电子系统的发展打开了大门。即将到来的技术时代(IoT)时代将受到技术,经济,环境和社会的这些成就的影响[1]。
磁化动力学的轨道分量(例如由铁磁共振 (FMR) 激发的轨道分量)可能在纳米磁性器件中产生“轨道电子”效应。然而,区分轨道动力学和自旋动力学仍然是一个挑战。在这里,我们采用 X 射线磁圆二色性 (XMCD) 来量化 Ni 80 Fe 20 薄膜中 FMR 诱导动力学的轨道分量和自旋分量之间的比率。通过在 Ni L 3 ; 2 边缘应用 XMCD 求和规则,我们获得动态磁化的轨道自旋比为 0.108 6 0.005。该值与静态磁化的 0.102 6 0.008 一致,使用与动态 XMCD 实验相同的 X 射线束配置进行探测。所展示的方法提出了一种可能的途径,可以将轨道电子效应与磁性介质中的自旋电子对应物区分开来。
声子的探测对于研究共振耦合的磁振子与声子的相互转化至关重要。本文我们报道了通过微聚焦布里渊光散射在 Ni/LiNbO 3 混合异质结构上直接可视化磁振子和声子的共振耦合。表面声子的静态图样源于入射波 𝜓 0 (𝐴 0 , 𝒌, 𝜑 0 ) 与反射波 𝜓 1 (𝐴 1 , −𝒌, 𝜑 1 ) 之间的干涉,由于磁振子-声子耦合,磁场可以调制表面声子的静态图样。通过分析从布里渊光谱中获得的声子信息,可以确定磁振子系统(Ni 薄膜)的性质,例如铁磁共振场和共振线宽。该结果提供了关于耦合磁振子-声子系统中声子操控和检测的空间分辨信息。
拓扑量子材料的独特电子性能,例如受保护的表面状态和外来的准粒子,可以提供带有垂直磁各向异性磁铁的外部无磁场磁力切换所需的平面自旋偏振电流。常规自旋 - 轨道扭矩(SOT)材料仅提供平面自旋偏振电流,而最近探索的具有较低晶体对称性的材料可提供非常低的平面自旋偏振电流组件,不适用于能量固定的SOT应用。在这里,我们使用拓扑WEYL半候选牛头牛Tairte 4具有较低的晶体对称性,在室温下在室温下表现出大型的脱离平面阻尼样SOT。我们基于Tairte 4 /ni 80 Fe 20异质结构进行了自旋 - 扭矩铁磁共振(STFMR)和第二次谐波霍尔测量,并观察到大型平面外阻尼样的SOT效率。估计平面外旋转大厅的构成为(4.05±0.23)×10 4(ℏ⁄ 2 e)(ωm)-1,这比其他材料中报道的值高的数量级。
复杂的铁磁氧化物已被鉴定为自旋电流来源的可能候选材料。在这里,我们在LSAT底物上研究Fer-Romagnetic(LA 2/3 SR 1/3)MNO 3(LSMO)和金属Caruo 3(CRO)的双层,作为用于自旋泵送的模型系统。铁磁共振(FMR)测量结果表明,沿界面上旋转泵送的证据以吉尔伯特阻尼增加的形式增加了CRO。fmr表示CRO的存在修改了LSMO的磁各向异性。通过增加CRO厚度,我们发现平面外各向异性和易于轴在平面内的同时旋转降低,从⟨110⟩到100轴。通过FMR与大量的鱿鱼磁力测定法测量的磁各向异性的演变,并伴随着通过X射线衍射测量的LSMO层中的结构畸变,从而表明磁性偏移变化归因于cro构成的结构变形,这是由CRO归因于LSMO的结构。这些结果表明,尽管LSMO和CRO仍然有希望的候选者,分别用于有效的纯自旋电流生成和检测,但钙钛矿的外延整合会导致其他变化,这在Spintronics应用中必须考虑到。
我们已经研究了垂直磁性共振(FMR)辅助自旋转移扭矩(STT)垂直MTJ(P-MTJ)的辅助旋转转移扭矩(STT)切换,并使用微磁模拟使用包括热噪声效应的微磁模拟使用不均匀性。具有适当的频率激发,锯可以在磁刻录材料中诱导铁磁共振,并且磁化强度可以在圆锥体中进攻,从垂直方向高挠度。随着通过侧向各向异性变化以及室温热噪声掺入不均匀性的情况下,不同增长的磁化进攻可能显着不合同。有趣的是,即使在不同各向异性的晶粒之间,不同晶粒的进动物也处于相位状态。然而,由于声感应的FMR引起的高平均挠度角可以通过显着降低STT电流来补充STT开关。即使施加的应力诱导的各向异性变化远低于总各向异性屏障。这项工作表明,锯诱导的FMR辅助开关可以提高能源效率,同时可扩展到非常小的尺寸,这对于STT-RAM在技术上很重要,并阐明了这种范式在具有热噪声和材料不显着性的现实情况下这种范式在现实情况下的潜在鲁棒性的物理机制。