Udvekslingsbias indstillet i en spin-glass fase kan opstå i en uordnet antiferromagnet

Et team af forskere fra University of California, Lawrence Berkeley National Laboratory, Nuclear Research Center — Negev og National High Magnetic Field Laboratory har udviklet en måde at isolere antiferromagnet (AFM) heterostrukturer i fravær af en ferromagnet (FM) for at studere koblingen, der opstår mellem AFM-ordensparametre og parametre for spin-glas. I deres papir offentliggjort i tidsskriftet Naturfysik , gruppen beskriver en udvekslingsbias i en spin-glass-fase, der kan opstå i en uordnet antiferromagnet. Minhyea Lee, med University of Colorado har udgivet en Nyheder og visninger stykke i den samme journal, der beskriver arbejdet udført af teamet.

Udvekslingsbias opstår, når adfærd forbundet med hård magnetisering i en tynd film tvinger til et skift i den bløde magnetiseringskurve, der er forbundet med en ferromagnetisk film. Ejendommen har vist sig at være nyttig i et stort antal teknologier - især magnetisk optagelse i harddiske. På trods af dens udbredte anvendelse, det underliggende grundlæggende i, hvordan udvekslingsbias fungerer, er ikke særlig godt forstået. I denne nye indsats, forskerne gennemførte eksperimenter med magnetiske materialer i et forsøg på bedre at forstå det.

Som Lee bemærker hysterese, når det drejer sig om ferromagneter, refererer det til registrering af, hvad der sker med magnetiseringen forbundet med en ferromagnet, når den fejes gennem et magnetfelt. Udvekslingsbias opstår, når en hysteresesløjfe bevæger sig væk fra nulfeltet på grund af en antiferromagnetisk tynd film, der kommer i kontakt med en ferromagnetisk film. I dette tilfælde, skiftets størrelse kaldes exchange-bias-feltet.

I deres arbejde, forskerne fandt ud af, at udvekslingsbias i denne situation forstærkes ved at øge eller reducere Fe -ioner med cirka 10%. Og på den måde, de fandt ud af, at faldet eller overskuddet resulterede i dannelsen af ​​en spin-glass-fase (hvor atomspinnene ikke er justeret), selvom den underliggende antiferromagnetiske orden vedvarer. Forskerne foreslår, at den store udvekslingsbias kan tilskrives koblingen, der fandt sted i den antiferromagnetiske fase, der spillede en rolle i fastgørelseslaget. De bemærker endvidere, at justering af styrkerne ved de antiferromagnetiske parametre og spin-glass-parametre kunne bruges til at skræddersy udvekslingsforstyrrelser i en række forskellige spintroniske applikationer.

© 2021 Science X Network