Przejdź do głównej treści

Widok zawartości stron Widok zawartości stron

Centrum SOLARIS

Widok zawartości stron Widok zawartości stron

Lista publikacji naukowych

Widok zawartości stron Widok zawartości stron

Efekt bliskości jako metoda wpływu na temperaturę uporządkowania magnetycznego antyferromagnetyka

Efekt bliskości jako metoda wpływu na temperaturę uporządkowania magnetycznego antyferromagnetyka

Badania użytkowników SOLARIS na linii PIRX pokazują jak bliskość antyferromagnetycznej warstwy CoO wpływa na właściwości magnetyczne ultracienkich warstw wustytu (FeO) w układzie FeO/CoO. Porównawcze pomiary spektroskopii Mössbauera wykonane dla MgO/FeO/MgO(001) i MgO/FeO/CoO/MgO(001) dowodzą, że warstwa CoO może znacząco podnieść temperaturę uporządkowania magnetycznego warstw wustytu.

Antyferromagnetyki (AFM) ze względu na swoje unikalne właściwości są obiecującymi kandydatami na materiały spintroniczne nowej generacji [1], [2]. Szeroka grupa materiałów AFM wydaje się nie mieć zastosowań aplikacyjnych ze względu na niską temperaturę uporządkowania (tzw. temperaturę Néela, TN), powyżej której zanika porządek dalekiego zasięgu. Okazuje się, że temperatura uporządkowania magnetycznego może zostać zwiększona za pomocą tzw. efektu bliskości magnetycznej [3].

Użytkownicy Centrum SOLARIS udowodnili w badaniach, że obecność warstwy CoO silnie wpływa na właściwości magnetyczne warstwy FeO w układzie FeO/CoO. Dla warstw wustytu w układzie dwuwarstwowym FeO/CoO/MgO zaobserwowali znaczny wzrost TN w porównaniu z układem FeO/MgO, w którym warstwa antyferromagnetyka została przygotowana bezpośrednio na podłożu MgO.  Wynik ten pokazuje, że ograniczenie niskiej temperatury uporządkowania wustytu można przezwyciężyć dzięki oddziaływaniu z sąsiadującą warstwą AFM, która posiada wyższą temperaturę uporządkowania.

Do wyznaczenia temperatury Néela warstw CoO w układzie FeO/CoO użyto metody liniowego dichroizmu magnetycznego promieniowania rentgenowskiego (XMLD). Widma absorpcji promieniowania rentgenowskiego (XAS) zostały zebrane na linii pomiarowej PIRX Narodowego Centrum Promieniowania Synchrotronowego SOLARIS. Rysunek 1 przedstawia przykładowe widma XAS dla CoO o grubości 2 nm w układzie FeO/CoO, zebrane w temperaturze 80 K dla dwóch różnych kątów padania promieniowania względem normalnej do powierzchni próbki. Analiza widm XAS zmierzonych w funkcji temperatury umożliwiła wyznaczenie TN warstw CoO w układzie FeO/CoO.

Figura 1. widma XAS

Rys. 1. Widma XAS krawędzi L3 dla Co zmierzone dla kąta φ = 0° (czarna linia ciągła) i φ = 60° (czerwona linia przerywana) otrzymane dla FeO/CoO w 80 K. Wstawka pokazuje geometrię pomiaru.

Cała publikacja dostępna pod aktywnym linkiem:

A. Kozioł-Rachwał et al., Beating the Limitation of the Néel Temperature of FeO with Antiferromagnetic Proximity in FeO/CoO, Appl Phys Lett 120, 072404 (2022).

 

[1] V. Baltz, A. Manchon, M. Tsoi, T. Moriyama, T. Ono, and Y. Tserkovnyak, Antiferromagnetic Spintronics, Rev Mod Phys 90, 15005 (2018).

[2] P. K. Manna and S. M. Yusuf, Two Interface Effects: Exchange Bias and Magnetic Proximity, Phys Rep 535, 61 (2014).

[3] D. Hou, Z. Qiu, and E. Saitoh, Spin Transport in Antiferromagnetic Insulators: Progress and Challenges, NPG Asia Mater 11, 35 (2019).

 

Autor: Dr. Anna Kozioł-Rachwał

Polecamy również
Nietypowy mechanizm przełączania memrystorów opartych o związki kompleksowe niklu

Nietypowy mechanizm przełączania memrystorów opartych o związki kompleksowe niklu

Kalkulacja orientacji makromolekuł  w przestrzeni trójwymiarowej

Kalkulacja orientacji makromolekuł w przestrzeni trójwymiarowej

Kontrola odkształceń nad stopniem swobody doliny

Kontrola odkształceń nad stopniem swobody doliny

Związek struktury szkieletów poliuretanów z właściwościami strukturalnymi i nadprzewodzącymi pianek Y-123

Związek struktury szkieletów poliuretanów z właściwościami strukturalnymi i nadprzewodzącymi pianek Y-123