a, I en vanlig ferromagnet, magnetiseringen (M) växlar vid olika magnetfält beroende på om fältet rampas upp eller ner (streckade linjer). Att para ihop en ferromagnet med en antiferromagnet förskjuter hysteresloopen, och förskjutningen i mitten HEB är utbytesförspänningsfältet. b, Schematisk plot av hysteresloopen i FexNbS2. Den stora utbytesbiasen tillskrivs samexistensen av två faser i Fex-lagren som är separerade av NbS2, som schematiskt illustreras i insättningen. Ett spinnglas (gröna pilar) - en oordnad fas som kan ha en total nettomagnetisering under ett externt fält - samexisterar med antiferromagnetisk ordning (röda pilar). Kreditera: Naturfysik (2021). DOI:10.1038/s41567-020-01127-6
Ett team av forskare från University of California, Lawrence Berkeley National Laboratory, Nuclear Research Center-Negev och National High Magnetic Field Laboratory har utvecklat ett sätt att isolera antiferromagnet (AFM) heterostrukturer i frånvaro av en ferromagnet (FM) för att studera kopplingen som sker mellan AFM orderparametrar och spin-glas parametrar. I deras tidning publicerad i tidningen Naturfysik , gruppen beskriver en utbytesbias i en spin-glasfas som kan uppstå i en oordnad antiferromagnet. Minhyea Lee, med University of Colorado har publicerat en Nyheter &vyer stycke i samma journal som beskriver det arbete som gjorts av teamet.
Utbytesförspänning uppstår när beteende associerat med hård magnetisering i en tunn film tvingar fram en förskjutning i den mjuka magnetiseringskurvan som är associerad med en ferromagnetisk film. Egenskapen har visat sig vara användbar i ett stort antal tekniker – särskilt, magnetisk inspelning i hårddiskar. Trots dess utbredda användning, de underliggande grunderna för hur utbytesbias fungerar är inte särskilt väl förstådda. I denna nya insats, forskarna genomförde experiment med magnetiska material i ett försök att bättre förstå det.
Som Lee noterar hänvisar hysteres när det gäller ferromagneter till registreringen av vad som händer med magnetiseringen i samband med en ferromagnet när den svepas genom ett magnetfält. Utbytesförspänning uppstår när en hysteresloop rör sig bort från nollfältet på grund av att en antiferromagnetisk tunn film kommer i kontakt med en ferromagnetisk film. I detta fall, storleken på skiftet kallas utbytesförspänningsfältet.
I sitt arbete, forskarna fann att utbytesbias i denna situation förstärks genom att öka eller minska Fe-joner med cirka 10 %. Och därigenom, de fann att minskningen eller överskottet resulterade i bildandet av en spin-glasfas (där atomspinnarna inte är inriktade), även när den underliggande antiferromagnetiska ordningen bestod. Forskarna föreslår att den stora utbytesbias kan tillskrivas kopplingen som inträffade i den antiferromagnetiska fasen som spelade en roll i stiftlagret. De noterar vidare att inställning av styrkorna hos de antiferromagnetiska parametrarna och spin-glasparametrarna kan användas för att skräddarsy utbytesförspänningar i en mängd olika spintroniska applikationer.
© 2021 Science X Network
